[發(fā)明專利]無人機激光中繼重定向能量傳輸裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810762914.X
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN108919289B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 李霄;周樸;許曉軍;王鵬;韓凱;王小林;司磊;陳金寶;劉澤金
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 董惠文

1.一種無人機激光中繼重定向能量傳輸裝置，其特征在于，包括無人機、激光器和主控系統(tǒng)，所述無人機懸飛在空中，所述激光器設置在地面，所述無人機與所述主控系統(tǒng)之間建立通信連接，所述激光器與所述主控系統(tǒng)之間電連接，所述無人機上搭載有可轉向的重定向器，所述主控系統(tǒng)與所述激光器之間電連接，所述主控系統(tǒng)用于控制所述激光器產生激光并調節(jié)所述激光器產生激光的功率，所述激光器通過光纖與可轉向的發(fā)射器連接，所述發(fā)射器用于跟蹤瞄準所述重定向器，所述重定向器用于反射和聚焦激光到作用目標上；

系統(tǒng)觀測光路是由所述重定向器觀測到作用目標的觀測光并傳遞到所述發(fā)射器的光路，即作用目標-重定向器-發(fā)射器之間的折線光路；

激光發(fā)射光路是由所述激光器產生的激光通過所述發(fā)射器發(fā)射到所述重定向器并在所述重定向器內反射和聚焦后投射到作用目標上的光路，即激光器-發(fā)射器-重定向器-作用目標之間的折線光路；

通過調整所述發(fā)射器的轉向和所述重定向器的轉向實現系統(tǒng)觀測光路與激光發(fā)射光路同軸；

所述發(fā)射器通過中空的轉向單元安裝在所述主控系統(tǒng)上，所述轉向單元用于在兩個不同方向上轉動，通過繞所述轉向單元的中空部分中心線轉動來調整發(fā)射鏡筒在一個平面內的姿態(tài)，并通過在與繞所述轉向單元的中空部分中心線不同的方向轉動來調整發(fā)射鏡筒在另一個平面內的姿態(tài)，使發(fā)射器能夠跟蹤瞄準無人機上的重定向器；

所述重定向器內設置有信標激光器，所述發(fā)射器與主控系統(tǒng)之間電連接，所述信標激光器用于產生與激光器所產生激光處于不同波段的信標光；

所述發(fā)射器包括光纖準直器、發(fā)射鏡筒、二色分光鏡、帶通反射鏡，所述光纖準直器通過光纖與激光器相連接，所述光纖準直器安裝在所述發(fā)射鏡筒上，所述光纖準直器用于將光纖內傳輸的激光轉變成準直激光并傳輸到所述發(fā)射鏡筒內，所述發(fā)射鏡筒內傾斜設置有二色分光鏡，所述二色分光鏡用于反射準直激光并透射觀測光和信標光，所述發(fā)射鏡筒內在所述二色分光鏡反射激光的另一側的位置設置有帶通反射鏡，所述帶通反射鏡的鏡面前后兩側分別設置有用于接收信標光的定位相機和用于接收觀測光的觀測相機，所述帶通反射鏡用于將觀測光和信標光分束，從而使信標光經過所述帶通反射鏡反射到所述定位相機上，使觀測光經過所述帶通反射鏡折射到所述觀測相機上，所述定位相機根據所接收的信標光強度判斷所述發(fā)射鏡筒和接收鏡筒是否同軸，所述觀測相機用于實時觀測作用目標的圖像信息，所述定位相機與所述觀測相機分別與主控系統(tǒng)之間電連接。

2.根據權利要求1所述的一種無人機激光中繼重定向能量傳輸裝置，其特征在于，所述重定向器包括上下連接的第一中空轉臺和第二中空轉臺以及安裝在第一中空轉臺上部的接收鏡筒和安裝在第二中空轉臺下部的反射鏡筒，所述第一中空轉臺和第二中空轉臺對接處的內部為中空的，通過所述第一中空轉臺與第二中空轉臺之間繞內部中空部分中心線相對轉動來調整所述接收鏡筒和反射鏡筒在垂直中空部分中心線平面內的姿態(tài)，所述接收鏡筒通過在不同于第一中空轉臺和第二中空轉臺轉動平面的方向轉動來調整接收鏡筒在另一個平面內的姿態(tài)，所述反射鏡筒通過在不同于第一中空轉臺和第二中空轉臺轉動平面的方向轉動來調整反射鏡筒在另一個平面內的姿態(tài)。

3.根據權利要求2所述的一種無人機激光中繼重定向能量傳輸裝置，其特征在于，所述重定向器還包括設置在接收鏡筒內的反射鏡和設置在反射鏡筒內的帶通透射鏡，所述反射鏡用于將發(fā)射器發(fā)射的激光反射后從第一中空轉臺和第二中空轉臺的內部傳輸到帶通透射鏡上，所述帶通透射鏡用于透射信標光和反射激光，所述信標激光器設置在帶通透射鏡反射激光的另一側，所述帶通透射鏡選擇透射信標激光器發(fā)出的信標光，而反射不在信標光所在波段的激光。

4.根據權利要求3所述的一種無人機激光中繼重定向能量傳輸裝置，其特征在于，所述重定向器還包括設置在反射鏡筒內的聚焦鏡頭和測距儀，所述聚焦鏡頭設置在帶通透射鏡反射激光并靠近作用目標的一側，所述聚焦鏡頭用于聚焦激光，所述聚焦鏡頭上設置有測距儀，所述測距儀用于測量作用目標與聚焦鏡頭之間的距離。

5.根據權利要求4所述的一種無人機激光中繼重定向能量傳輸裝置，其特征在于，所述轉向單元采用兩軸轉臺，所述轉向單元用于所述發(fā)射鏡筒的俯仰和旋轉方位角的姿態(tài)調整。