[實用新型]一種空間激光通信的指向校準子系統

有效

• 申請號: 202023334338.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN213637752U
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 馮成義;張在琛;陳聲健;袁云輝
• 申請（專利權）人: 網絡通信與安全紫金山實驗室
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04B10/50
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 周中民

本實用新型公開了一種空間激光通信的指向校準子系統，用于校正光通信終端激光光束的入射位置和入射角度，光通信終端包括通信激光源和通信激光擴束準直鏡頭，該指向校準子系統包括信標光源、信標光擴束準直鏡頭、第一分光棱鏡、第一可調式反射鏡、第二分光棱鏡、角錐棱鏡或反射鏡、第一聚焦透鏡、焦平面探測器、第二可調式反射鏡、第三分光棱鏡、第二聚焦透鏡、位置敏感檢測器、第三可調式反射鏡；該指向校準子系統適用于相對靜止的光通信終端，可以有效的降低光通信終端的的體積和質量，并降低對入射光束的對準難度。

技術領域

本實用新型涉及激光通信領域，尤其是一種空間激光通信的指向校準子系統。

背景技術

自上世紀60年代激光問世以來，其獨特的單色性、指向性、抗干擾性就吸引了通信領域的極大關注，在某些獨特應用場景，如衛星-衛星，衛星-地面、飛機-飛機、飛機-衛星及深山老林基站信號難以到達的空間，空間激光通信得到了蓬勃發展，同時它易于架設，相比較射頻通信具有體積小、重量輕、功耗低，通信速率高，信息容量大，抗截獲能力強、保密性好，抗干擾能力強、適應性好等等優點，是世界各國在外空間競賽的有力武器。比如量子衛星—墨子號、SpaceX星鏈計劃、天地一體化信息網絡建設等。

空間激光通信是以激光作為載波，在空間傳輸語音、圖像、數據的一種無線通信方式，具有十分廣闊的應用前景。系統主要由光端機和電控裝置組成，光端機一般由通信發射接收分系統、捕獲對準跟蹤(ATP)分系統、光學機械分系統組成。其中捕獲對準跟蹤分系統是激光鏈路保持穩定的關鍵因素。其一般組成包括采用粗瞄準機構實現對目標的大范圍、低帶寬的瞄準的粗跟蹤伺服單元、采用精瞄準裝置實現對通信光束的小范圍、高精度控制的精跟蹤伺服單元。在典型的光通信終端中，一般采用X、Y方位軸和俯仰軸的復合軸方法對光終端方位、角度進行粗略控制，而采用壓電陶瓷驅動的反射鏡實現對反射光束的方向進行精瞄控制。

為滿足光通信技術對捕獲系統的高精度要求，光通信終端普遍采用了粗、精結合的復合軸控制系統，此種復合軸控制系統中，制約著終端體積和質量的一般是粗跟蹤分系統，其使用的機械結構一般都比較笨重，體積大，其受振動、制造精度、裝配精度，溫度沖擊等影響很大，為了消除或減小各種因素的影響，研究者提出了各種振動補償技術(前饋振動補償、自適應振動補償、主動振動補償、被動振動補償等)，缺點為結構復雜，功率大，影響因素增多，系統管理麻煩。

實用新型內容

實用新型目的：本實用新型目的是提供一種空間激光通信的指向校準子系統，該指向校準子系統適用于相對靜止的光通信終端，可以有效的降低光通信終端的的體積和質量，并降低對入射光束的對準難度。

為了實現上述目的，本實用新型采用了如下的技術方案：一種空間激光通信的指向校準子系統，用于校正光通信終端激光光束的入射位置和入射角度，所述光通信終端包括通信激光源和通信激光擴束準直鏡頭，該指向校準子系統包括信標光源、信標光擴束準直鏡頭、第一分光棱鏡、第一可調式反射鏡、第二分光棱鏡、角錐棱鏡或反射鏡、第一聚焦透鏡、焦平面探測器、第二可調式反射鏡、第三分光棱鏡、第二聚焦透鏡、位置敏感檢測器、第三可調式反射鏡；

第一可調式反射鏡設置在通信激光擴束準直鏡頭的出射光路上，第一分光棱鏡設置在第一可調式反射鏡與通信激光擴束準直鏡頭之間，信標光源和信標光擴束準直鏡頭設置在第一分光棱鏡的一側，角錐棱鏡或反射鏡設置在第一可調式反射鏡的反射光路上，第二分光棱鏡設置在角錐棱鏡或反射鏡與第一可調式反射鏡之間，第一聚焦透鏡和焦平面探測器設置在第二分光棱鏡的一側，第二可調式反射鏡設置在與第一聚焦透鏡和焦平面探測器相對的第二分光棱鏡的另一側，第三可調式反射鏡設置在第二可調式反射鏡的反射光路上，第三分光棱鏡設置在第三可調式反射鏡與第二可調式反射鏡之間，第二聚焦透鏡和位置敏感檢測器設置在第三分光棱鏡的一側。

進一步的，所述第一可調式反射鏡、第二可調式反射鏡、第三可調式反射鏡采用快速控制反射鏡。