[發明專利]一種無人機中繼激光通信系統

有效

• 申請號: 201810919712.1
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN109067452B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 柯熙政;陳曉展;吳加麗
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04B10/294
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 常娥

1.一種無人機中繼激光通信系統的中繼端瞄準跟蹤激光信號的方法，其特征在于，包括以下步驟：

a，根據光學反射矢量的理論，建立掃描擺鏡的俯仰軸、方位軸和系統光軸的指向方程，控制掃描擺鏡運動的控制器根據該指向方程調節掃描擺鏡的旋轉角度，完成對激光信號的捕獲和跟蹤；

b，利用CCD傳感器上檢測得到的脫靶量角和掃描擺鏡調整角度的關系控制伺服電機帶動掃描擺鏡運動，使得進入系統的光束耦合進光纖端面；

所述步驟a中，掃描擺鏡的俯仰軸、方位軸和系統光軸的指向方程，表達式如下：

A′＝RA

其中，A表示掃描擺鏡轉動前，入射光經掃描擺鏡反射前在耦合透鏡坐標系中的光矢量坐標；

A′表示掃描擺鏡轉動前，入射光經掃描擺鏡反射后在耦合透鏡坐標系中的光矢量坐標；

A″表示掃描擺鏡轉動后，入射光透過耦合透鏡組后在耦合透鏡坐標系上的光矢量坐標；

R表示掃描擺鏡的初始反射矩陣；

S_z,α表示掃描擺鏡坐標系沿光斑探測面坐標系的z軸的旋轉矩陣，S_y,β表示掃描擺鏡坐標系沿光斑探測面坐標系的y軸的旋轉矩陣；

入射光為平行光時，入射光經掃描擺鏡反射后得到的光矢量坐標A′的表達式如下：

A′＝[cosδ,-sinδ,0]^T；

δ表示入射光為平行光時，入射光與耦合透鏡坐標系X軸的夾角；

所述步驟b中，脫靶量角和掃描擺鏡調整角度的關系如下式：

其中，(x_A，y_A)表示第一CCD傳感器的原點坐標；

(x_a，y_a)表示入射光A經過掃描擺鏡和耦合透鏡組后在第一CCD傳感器上的光斑位置坐標；

(x_a+x_A，y_a+y_A)表示入射光A經過掃描擺鏡和耦合透鏡組后在光纖耦合端面上的位置坐標；

f表示焦距，即從耦合透鏡組中心到光斑探測器中心的距離；

L表示CCD圖像傳感器中的像元點之間的距離，即像素點距離；

和θ表示入射光透過耦合透鏡組時，傳感器檢測到的光斑脫靶量角，是光束在耦合透鏡面坐標系中XOZ面的投影與Z軸的夾角，θ是光束與其在XOZ面投影的夾角。