[實(shí)用新型]一種航空激光通信系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721451753.X
• 申請(qǐng)日: 2017-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207603641U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘運(yùn)濱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 潘運(yùn)濱
• 主分類(lèi)號(hào): H04B7/185
• 分類(lèi)號(hào): H04B7/185;H04B10/118;H04B10/50;H04B10/516
• 代理公司: 浙江素豪律師事務(wù)所 33248
• 代理人: 徐芙姍

1.一種航空激光通信系統(tǒng)，其特征在于：包括

至少一個(gè)星載系統(tǒng)，安裝于衛(wèi)星上，包括光端機(jī)和電控箱；

至少一個(gè)機(jī)載系統(tǒng)，安裝于飛行器上，包括光端機(jī)、電控箱、用于安裝所述光端機(jī)和電控箱的支架；

以及至少一個(gè)地面系統(tǒng)，設(shè)置于地面，包括光端機(jī)和電控箱；

所述星載系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)與機(jī)載系統(tǒng)以及地面系統(tǒng)的雙向激光通信；

所述星載系統(tǒng)、機(jī)載系統(tǒng)和地面系統(tǒng)均包括用于初始指向的定位系統(tǒng)，并且所述星載系統(tǒng)、機(jī)載系統(tǒng)和地面系統(tǒng)的光端機(jī)均包括通信發(fā)射模塊，通信接收模塊，捕獲瞄準(zhǔn)跟蹤模塊以及光學(xué)天線(xiàn)；

所述通信發(fā)射模塊發(fā)出的光通過(guò)捕獲瞄準(zhǔn)跟蹤模塊后通過(guò)光學(xué)天線(xiàn)發(fā)出；

光學(xué)天線(xiàn)接收到的光通過(guò)捕獲瞄準(zhǔn)跟蹤模塊后通過(guò)通信接收模塊進(jìn)行接收；

所述捕獲瞄準(zhǔn)跟蹤模塊實(shí)現(xiàn)與通信對(duì)方的光端機(jī)之間的激光通信鏈路的建立和保持。

2.如權(quán)利要求1所述的航空激光通信系統(tǒng)，其特征在于：

所述通信發(fā)射模塊包括信號(hào)光源、信標(biāo)光源、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)和光調(diào)制器，所述信標(biāo)光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)后進(jìn)入捕獲瞄準(zhǔn)跟蹤模塊，所述信號(hào)光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)光調(diào)制器后通過(guò)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)入捕獲瞄準(zhǔn)跟蹤模塊；

所述通信接收模塊包括接收光學(xué)系統(tǒng)和光解調(diào)器，通過(guò)光學(xué)天線(xiàn)接收的光信號(hào)經(jīng)過(guò)捕獲瞄準(zhǔn)跟蹤模塊后進(jìn)入接收光學(xué)系統(tǒng)后到達(dá)光解調(diào)器，進(jìn)行光信號(hào)的解調(diào)。

3.如權(quán)利要求1所述的航空激光通信系統(tǒng)，其特征在于：

所述捕獲瞄準(zhǔn)跟蹤模塊包括第一信號(hào)處理器、第二信號(hào)處理器和瞄準(zhǔn)控制系統(tǒng)，所述第一信號(hào)處理器用于將經(jīng)過(guò)捕獲瞄準(zhǔn)跟蹤后產(chǎn)生的光程差信號(hào)傳遞給發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，并且向光學(xué)天線(xiàn)傳遞捕獲跟蹤控制信號(hào)，所述第二信號(hào)處理器用于從接收光學(xué)系統(tǒng)提取誤差信號(hào)并且反饋給瞄準(zhǔn)控制系統(tǒng)，并且向光學(xué)天線(xiàn)傳遞跟蹤瞄準(zhǔn)控制信號(hào)。

4.如權(quán)利要求3所述的航空激光通信系統(tǒng)，其特征在于：

所述瞄準(zhǔn)控制系統(tǒng)包括粗瞄模塊、精瞄模塊和提前瞄準(zhǔn)模塊，所述粗瞄模塊用于捕獲和粗跟蹤，所述精瞄模塊用于補(bǔ)償粗瞄模塊的瞄準(zhǔn)誤差以及跟蹤過(guò)程中的干擾，所述提前瞄準(zhǔn)模塊用于補(bǔ)償鏈路過(guò)程中在光束弛豫時(shí)間內(nèi)雙方光端機(jī)之間的相對(duì)位移。

5.如權(quán)利要求4所述的航空激光通信系統(tǒng)，其特征在于：

所述粗瞄模塊包括萬(wàn)向轉(zhuǎn)臺(tái)、粗瞄控制器和粗瞄探測(cè)器，粗瞄控制器用于調(diào)整萬(wàn)向轉(zhuǎn)臺(tái)的瞄準(zhǔn)方向，粗瞄探測(cè)器用于接收光學(xué)天線(xiàn)接收到的對(duì)方光束，并且根據(jù)該對(duì)方光束判斷捕獲是否成功以及測(cè)定對(duì)方光束的到達(dá)方向，并且通過(guò)控制粗瞄控制器進(jìn)一步調(diào)整萬(wàn)向轉(zhuǎn)臺(tái)使光板進(jìn)入精瞄探測(cè)器的視域范圍。

6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的航空激光通信系統(tǒng)，其特征在于：所述地面系統(tǒng)(30)中的光學(xué)天線(xiàn)采用天線(xiàn)陣列。

7.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的航空激光通信系統(tǒng)，其特征在于：所述機(jī)載系統(tǒng)還包括套設(shè)在整個(gè)機(jī)載系統(tǒng)外側(cè)的整流罩，所述支架具有減振作用，所述整流罩為透明密封整流罩。

8.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的航空激光通信系統(tǒng)，其特征在于：所述支架包括至少兩個(gè)相互嵌套的框架，每個(gè)框架均具有能夠繞著旋轉(zhuǎn)的軸，并且該每個(gè)框架各自的軸的方向不平行，減振器設(shè)置于框架之間，以及支架與其安裝的飛行器之間。

9.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的航空激光通信系統(tǒng)，其特征在于：所述光學(xué)天線(xiàn)包括旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡和中繼光學(xué)系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡由多個(gè)反射鏡拼接而成。

10.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的航空激光通信系統(tǒng)，其特征在于：所述衛(wèi)星為靜止軌道衛(wèi)星、低軌道衛(wèi)星或者是上述多個(gè)同類(lèi)或者不同類(lèi)衛(wèi)星組成的組合星座；所述飛行器為民航客機(jī)、軍用飛機(jī)、高空氣球或固定翼無(wú)人機(jī)。