[發明專利]一種基于無信標的星間激光通信快速捕獲方法

有效

• 申請號: 202011002105.2
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN111970058B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 張敏;滕云杰
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H04B10/118
• 分類號: H04B10/118;H04B7/185;G02B26/10
• 代理公司: 北京中理通專利代理事務所(普通合伙) 11633
• 代理人: 劉慧宇

1.一種基于無信標的星間激光通信快速捕獲方法，其特征是，該方法包括以下步驟：

步驟一，針對星間光通信的無信標捕獲方法，先將主光端機與從光端機的視軸初始指向對方端機的預估位置，即不確定區域，并通過信號光發射模塊（1）分別發射低發散角信號光，定義無信標的搜索半徑為θ_uc，激光發散角為θ_div，光斑重疊因子為k，激光駐留時間為T_dwell，再依據子區域螺旋掃描振鏡（2）與潛望式通信轉臺（4）的捕獲參數設定，得到螺旋掃描徑向速度V_r與角速度V_θ分別為：，；

步驟二，根據子區域螺旋掃描振鏡（2）控制信號光斑螺旋覆蓋子區域以及復合潛望式通信轉臺（4）螺旋跳步的掃描方法，在不產生漏掃的情況下，設定子區域螺旋掃描振鏡（2）執行掃描捕獲時信號光斑間的重疊因子，也需要定義潛望式通信轉臺（4）在子區域之間螺旋跳步的重疊因子，兩個執行機構的無信標復合掃描軌跡駐留位置橫坐標X與縱坐標Y的確定方法：，；

步驟三，主光端機在完成視軸初始指向并發射低發散角信號光后，先通過控制子區域螺旋掃描振鏡（2）在其執行范圍內高速螺旋掃描，從光端機凝視，其捕獲傳感器（10）依據進入視場的光斑脫靶量對視軸指向進行校正；

步驟四，根據步驟三，主光端機需要用小發散角信號光覆蓋從光端機的不確定區域，受子區域螺旋掃描振鏡（2）執行范圍較小的限制，復合掃描的無信標過程中潛望式通信轉臺（4）執行螺旋跳步，并駐留完一個振鏡的子區域掃描周期；

步驟五，根據步驟三、四，主光端機執行完一次無信標掃描覆蓋后，回到掃描起點，從光端機通過控制子區域螺旋掃描振鏡（2）在其執行范圍內高速螺旋掃描，并復合潛望式通信轉臺（4）的螺旋跳步，主光端機凝視，其捕獲傳感器（10）依據進入視場的光斑脫靶量對視軸指向進行校正；

步驟六，主從光端機各執行完預定的掃描步數后將停止掃描，經過了視軸校正后各自的不確定區域也將逐漸減小，雙方終端將對剩余不確定區域進行掃描，主從光端機按照相同的算法完成向著對方通信終端視軸方向的進一步對準；

步驟七，重復執行了主從光端機的互掃模式，經過不斷的視軸校正，捕獲不確定區域變小，降低了掃描角度，同時逐漸優化主從光端機的視軸對準，直到對方光端機光束進入精跟蹤傳感器（12）的探測視場，停止螺旋掃描過程，成功實現空間激光通信的無信標捕獲。

2.根據權利要求1所述的一種基于無信標的星間激光通信快速捕獲方法，其特征在于，步驟一中主從光端機發射低發散角信號光為幾十微弧度量級，不確定區域的取值范圍為1.5mrad~2mrad。

3.根據權利要求1所述的一種基于無信標的星間激光通信快速捕獲方法，其特征在于，所述步驟四中的子區域螺旋掃描振鏡（2）的執行范圍在0.8mrad~1mrad。

4.根據權利要求1所述的一種基于無信標的星間激光通信快速捕獲方法，其特征在于，所述步驟六中經過不斷的視軸校正，捕獲不確定區域逐漸變小，變化趨勢為主從終端第二次掃描范圍將變為初始不確定區域的三分之一到二分之一，捕獲到目標光束則結束雙端互掃，否則在初始不確定區域的四分之一范圍內繼續完成掃描覆蓋以及視軸校正。

5.根據權利要求1所述的一種基于無信標的星間激光通信快速捕獲方法，其特征在于，經過每次視軸校正，不確定區域都在逐步縮小，然后重復執行步驟三~步驟七，直至目標信號光出現在主從光端機的捕獲探測視場內。