[發(fā)明專利]輕小型機載高速激光通信方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911190699.1
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111147137A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋曉瑩;賈曉東;吳環(huán)寶;王天鶴;劉建輝;王姝瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 天津津航技術(shù)物理研究所
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04B10/40;H04B10/50;H04B10/66;H04B10/67
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

1.一種輕小型機載高速激光通信方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1：機載終端與地基終端間進(jìn)行初始對準(zhǔn)；

步驟2：機載終端與地基終端間進(jìn)行開環(huán)捕獲；

步驟3：機載終端與地基終端間進(jìn)行粗跟蹤；

步驟4：機載終端與地基終端間進(jìn)行精跟蹤，建立通信鏈路；

步驟5：機載終端與地基終端間實現(xiàn)雙向通信。

2.如權(quán)利要求1所述的輕小型機載高速激光通信方法，其特征在于，所述步驟1中，首先由機載終端和地基終端給出各自的位置和姿態(tài)信息，通過無線電鏈路交互，機載終端和地基終端各自獲得對方的信息，機載終端和地基終端根據(jù)位置、姿態(tài)信息解算出各自的初始指向姿態(tài)，由捕獲跟蹤瞄準(zhǔn)機構(gòu)驅(qū)動擺鏡快速調(diào)整視軸，指向?qū)Ψ浇K端，完成對目標(biāo)位置的初始指向?qū)?zhǔn)。

3.如權(quán)利要求2所述的輕小型機載高速激光通信方法，其特征在于，機載終端和地基終端的粗跟接收視場均設(shè)置為大于對方終端的不確定區(qū)域；

所述步驟2中，首先由地基終端發(fā)射信標(biāo)激光，機載終端處于凝視狀態(tài)，地面終端的信標(biāo)激光按照設(shè)定軌跡掃描，當(dāng)信標(biāo)光掃描進(jìn)入到機載終端粗跟視場，機載終端探測到信標(biāo)激光，并發(fā)射應(yīng)答信號，由于光路可逆性，地面終端將收到信標(biāo)激光，并進(jìn)行視軸校正，實現(xiàn)雙方的開環(huán)捕獲。

4.如權(quán)利要求3所述的輕小型機載高速激光通信方法，其特征在于，所述步驟3中，當(dāng)機載終端與地基終端實現(xiàn)成功捕獲后，雙方繼續(xù)發(fā)射己方信標(biāo)激光，信標(biāo)激光的束散角設(shè)置為大于粗跟蹤的最大誤差范圍，保證所發(fā)射的信標(biāo)光斑始終照射到對方光端機，粗跟蹤伺服機構(gòu)通過調(diào)整擺鏡的角度將對方的信標(biāo)光保持在粗視場中心，實現(xiàn)穩(wěn)定粗跟蹤。

5.如權(quán)利要求4所述的輕小型機載高速激光通信方法，其特征在于，所述步驟3中，當(dāng)信標(biāo)激光進(jìn)入精跟蹤探測器視場后，通過高帶寬的精跟蹤伺服系統(tǒng)對粗跟蹤殘差進(jìn)行實時精密補償，進(jìn)入精跟蹤，實現(xiàn)信號光精確覆蓋對方光學(xué)孔徑，完成兩個終端光學(xué)天線間的精確對準(zhǔn)，建立通信鏈路。

6.如權(quán)利要求5所述的輕小型機載高速激光通信方法，其特征在于，所述步驟3中，通信雙方將要傳輸?shù)耐ㄐ判畔⒄{(diào)制、加載至信號光，雙方完成接收、探測和解調(diào)通信數(shù)據(jù)，實現(xiàn)雙向通信。

7.如權(quán)利要求2所述的輕小型機載高速激光通信方法，其特征在于，所述步驟1中，機載終端的位置和姿態(tài)信息由無人機的慣導(dǎo)系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)給出。

8.如權(quán)利要求3所述的輕小型機載高速激光通信方法，其特征在于，所述粗跟過程的執(zhí)行機構(gòu)采用二維擺鏡實現(xiàn)。

9.如權(quán)利要求8所述的輕小型機載高速激光通信方法，其特征在于，所述二維擺鏡承擔(dān)粗指向和粗跟蹤功能，放置在發(fā)射/接收光學(xué)系統(tǒng)前面，通過其擺動將法線±40°的光線反射進(jìn)發(fā)射/接收光學(xué)系統(tǒng)。

10.如權(quán)利要求9所述的輕小型機載高速激光通信方法，其特征在于，當(dāng)通信斜角-40°時二維擺鏡與發(fā)射/接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸呈65°角，當(dāng)通信斜角+40°時二維擺鏡與發(fā)射/接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸呈25°角。