[發(fā)明專利]基于微波測控的艦載激光通信雙向光束跟蹤系統(tǒng)及其跟蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010734739.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN111884721B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙占鋒;于思源;周志權(quán);卜文君;周憲堂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)
• 主分類號(hào): H04B10/112
• 分類號(hào): H04B10/112
• 代理公司: 威海科星專利事務(wù)所 37202
• 代理人: 初姣姣

基于微波測控的艦載激光通信雙向光束跟蹤系統(tǒng)及其跟蹤方法，屬于艦載激光通信技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)方案中艦船之間激光通信光束跟蹤精度低的問題。它包括：兩個(gè)激光光束跟蹤系統(tǒng)和微波測控信道；兩個(gè)激光光束跟蹤系統(tǒng)分別設(shè)置在兩個(gè)艦船上；微波測控信道設(shè)置在激光光束的鏈路中，用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)激光光束跟蹤系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息互傳；激光光束跟蹤系統(tǒng)包括：激光通信終端、定位系統(tǒng)和上位機(jī)；激光通信終端，設(shè)置在艦船上，用于發(fā)射和接收激光光束；定位系統(tǒng)，用于獲取激光通信終端的三維位置信息；上位機(jī)，根據(jù)兩個(gè)激光通信終端的實(shí)時(shí)三維位置信息，對(duì)激光光束跟蹤的瞄準(zhǔn)角度進(jìn)行預(yù)測。本發(fā)明用于艦載激光通信的光束跟蹤。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于微波測控的艦載激光通信雙向光束跟蹤系統(tǒng)及其跟蹤方法，屬于艦載激光通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

激光通信技術(shù)以其優(yōu)越的傳輸帶寬和保密性，成為軍、民通信領(lǐng)域競相發(fā)展的熱點(diǎn)，發(fā)展艦載激光通信裝備并形成網(wǎng)絡(luò)通信能力，是解決海上射頻通信遇到的防電磁泄漏和通信對(duì)抗難題的新思路。

艦載激光通信具有通信數(shù)據(jù)率高、抗干擾性好和保密性好等優(yōu)點(diǎn)，且不需要頻率許可申請(qǐng)，在今后的艦船間、艦地、艦島通信技術(shù)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。與目前發(fā)展較快的衛(wèi)星激光通信不同，艦載激光通信的工作平臺(tái)的移動(dòng)屬于非預(yù)定軌道狀態(tài)，這對(duì)于雙向光束跟蹤提出了較大挑戰(zhàn)。在衛(wèi)星激光通信的雙向光束跟蹤過程中，由于雙方的運(yùn)行軌道是預(yù)定的，激光通信終端可根據(jù)對(duì)方預(yù)定軌道進(jìn)行提前瞄準(zhǔn)角度預(yù)測，以提高光束跟蹤精度。對(duì)于艦船之間的激光通信，由于艦船平臺(tái)的運(yùn)行軌跡無法準(zhǔn)確預(yù)設(shè)，提前瞄準(zhǔn)角度很難預(yù)測，這將造成光束跟蹤精度下降，影響激光通信質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)將造成激光鏈路異常中斷。

因此，為了使現(xiàn)有的激光通信技術(shù)應(yīng)用到艦船平臺(tái)進(jìn)行激光鏈路和通信，需要新的技術(shù)手段解決艦船之間激光通信光束跟蹤過程中的提前瞄準(zhǔn)角度預(yù)測的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)方案中艦船之間激光通信光束跟蹤精度低的問題，提供了一種基于微波測控的艦載激光通信雙向光束跟蹤系統(tǒng)及其跟蹤方法。

本發(fā)明所述基于微波測控的艦載激光通信雙向光束跟蹤系統(tǒng)，它包括：兩個(gè)激光光束跟蹤系統(tǒng)和微波測控信道；

兩個(gè)激光光束跟蹤系統(tǒng)分別設(shè)置在兩個(gè)艦船上；

微波測控信道設(shè)置在激光光束的鏈路中，用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)激光光束跟蹤系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息互傳；

激光光束跟蹤系統(tǒng)包括：激光通信終端、定位系統(tǒng)和上位機(jī)；

激光通信終端，設(shè)置在艦船上，用于發(fā)射和接收激光光束；

定位系統(tǒng)，用于獲取激光通信終端的三維位置信息；

上位機(jī)，根據(jù)兩個(gè)激光通信終端的實(shí)時(shí)三維位置信息，對(duì)激光光束跟蹤的瞄準(zhǔn)角度進(jìn)行預(yù)測。

優(yōu)選的，它還包括：

二維擺鏡，設(shè)置在激光通信終端的收發(fā)光路中，對(duì)激光光束跟蹤的瞄準(zhǔn)角度的預(yù)測值進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。

優(yōu)選的，所述定位系統(tǒng)通過GPS或北斗衛(wèi)星定位獲得激光通信終端的三維位置信息。

本發(fā)明所述基于微波測控的艦載激光通信雙向光束跟蹤方法，所述跟蹤方法的具體過程包括：

S1、兩個(gè)定位系統(tǒng)分別采集兩個(gè)激光通信終端的實(shí)時(shí)三維位置信息，并將實(shí)時(shí)三維位置信息發(fā)送至上位機(jī)；

S2、兩個(gè)上位機(jī)分別根據(jù)實(shí)時(shí)三維位置信息預(yù)測期望時(shí)刻的瞄準(zhǔn)期望角位置；

S3、重復(fù)執(zhí)行S1和S2，根據(jù)兩個(gè)激光通信終端的實(shí)時(shí)三維位置信息實(shí)時(shí)預(yù)測期望時(shí)刻的瞄準(zhǔn)期望角位置，完成光束跟蹤。

優(yōu)選的，S2所述上位機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)三維位置信息預(yù)測期望時(shí)刻的瞄準(zhǔn)期望角位置的過程包括：