[發明專利]一種用于共孔徑望遠鏡收發光軸校準裝置及方法

有效

• 申請號: 201710182967.X
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN107045192B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 鄒凱;陳天江;王鋒;周彥卿;雒仲祥;顏宏;張衛;范國濱;蘇毅
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: G02B23/02
• 分類號: G02B23/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 沈強

1.一種用于共孔徑望遠鏡收發光軸校準裝置，其特征是：包括有光源、成像探測系統、第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、發射瞄準鏡、電調鏡、分光鏡、跟蹤快反鏡、機上激光收發裝置和中繼傳輸光路，其中光源、成像探測系統、第三反射鏡、發射瞄準鏡和電調鏡位于望遠鏡機下，第一反射鏡、第二反射鏡、分光鏡、跟蹤快反鏡、機上激光收發裝置和中繼傳輸光路位于望遠鏡機上；

本裝置內包含有發射光束、目標信號光束和準直校準光束；所述發射光束由光源發出，依次經過發射瞄準鏡、電調鏡、第一反射鏡和第二反射鏡反射后傳輸至分光鏡，一部分光束透射過分光鏡后射入機上激光收發裝置，另一部分光束經過分光鏡反射后再經過跟蹤快反鏡反射后射入中繼傳輸光路；所述目標信號光束由目標信號發出經過中繼傳輸光路射出后依次經過跟蹤快反鏡、分光鏡、第二反射鏡、第一反射鏡和電調鏡的反射，再透射過發射瞄準鏡后經過第三反射鏡的反射后傳輸至成像探測系統；所述準直校準光束由機上激光收發裝置發出后透射過分光鏡，在依次經過第二反射鏡、第一反射鏡和電調鏡的反射，再透射過發射瞄準鏡后經過第三反射鏡的反射后傳輸至成像探測系統。

2.根據權利要求1所述的一種用于共孔徑望遠鏡收發光軸校準裝置，其特征是：所述發射瞄準鏡為發射軸電動調整鏡，實現對發射光軸的高精度調節。

3.根據權利要求1所述的一種用于共孔徑望遠鏡收發光軸校準裝置，其特征是：所述電調鏡為垂直軸電動調整鏡，用于實現收發光軸與機械旋轉軸一致性調節。

4.根據權利要求1所述的一種用于共孔徑望遠鏡收發光軸校準裝置，其特征是：所述跟蹤快反鏡能夠實現對目標實時跟蹤閉環，使目標成像于成像探測系統零點位置。

5.根據權利要求1所述的一種用于共孔徑望遠鏡收發光軸校準裝置，其特征是：所述中繼傳輸光路為激光準直擴束光學系統。

6.一種用于共孔徑望遠鏡收發光軸校準方法，其特征是：使用權利要求1至5任一項所述的一種用于共孔徑望遠鏡收發光軸校準裝置，包括有粗調過程和精調過程；

粗調過程包括有以下步驟：

a、光源產生發射光束；

b、望遠鏡方位機架旋轉至某一位置，將此位置記為機架0度位置，機上激光收發裝置探測發射光束，記錄0度光軸位置(x₀，y₀)；

c、望遠鏡方位機架旋轉至180度位置，機上激光收發裝置探測發射光束，記錄180度光軸位置(x₁₈₀，y₁₈₀)；

d、機上激光收發裝置計算光軸位置(x₀，y₀)和(x₁₈₀，y₁₈₀)的中心點位置(x＇，y＇)，并獲得角度差值Δ₁；

e、根據望遠鏡系統實際工作過程中的跟蹤瞄準精度要求，確定以角度誤差Δ作為判定依據，若Δ₁不大于Δ，記錄并保持電調鏡位置；若Δ₁大于Δ，則調節電調鏡使得發射光束成像于位置(x＇，y＇)，重復步驟b～步驟d，直至Δ₁不大于Δ，記錄并保持電調鏡位置；

f、機上激光收發裝置發射準直校準光束；

g、望遠鏡方位機架旋轉至0度位置，成像探測系統探測準直校準光束，記錄0度光軸位置(X₀，Y₀)；

h、望遠鏡方位機架旋轉至180度位置，成像探測系統探測準直校準光束，記錄180度光軸位置(X₁₈₀，Y₁₈₀)；

i、成像探測系統計算光軸位置(X₀，Y₀)和(X₁₈₀，Y₁₈₀)的中心點位置(X＇，Y＇)，并獲得角度差值Δ₂，位置(X＇，Y＇)即為目標跟蹤過程中跟蹤快反鏡的閉環零點；

精調過程包括有以下步驟：

j、望遠鏡方位機架從0度位置旋轉至180度位置，在此過程中電調鏡實時閉環使得準直校準光束成像于位置(X＇，Y＇)，同時機上激光收發裝置探測發射光束，記錄機架0度和180度的光軸位置(x₀＇，y₀＇)和(x₁₈₀＇，y₁₈₀＇)，計算中心點位置(x_avg＇，y_avg＇)，并獲得角度差值Δ₃；

k、根據望遠鏡系統實際工作過程中的跟蹤瞄準精度要求，確定以角度誤差Δ＇作為判定依據，若Δ₃不大于Δ＇，記錄并保持發射瞄準鏡位置；若Δ₃大于Δ＇，則調節發射瞄準鏡使得發射光束成像于位置(x_avg＇，y_avg＇)，重復步驟j，直至Δ₃不大于Δ＇，記錄并保持發射瞄準鏡位置；

l、電調鏡重新加載到粗調步驟e的最終記錄位置；

m、關閉機上激光收發裝置發射準直校準光束，關閉發射光束，完成校準工作。