本發(fā)明涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及一種精密激光發(fā)射接收天線綜合調(diào)試檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在激光通信/測距/照射/瞄準(zhǔn)等激光系統(tǒng)使用中，發(fā)射天線和接收天線是其重要的組件。發(fā)射天線和接收天線性能的好壞，直接關(guān)系到激光系統(tǒng)的精度。

目前高精度的激光檢測測試設(shè)備基本都是國外進口，由于激光通信/測距/照射/瞄準(zhǔn)等激光系統(tǒng)對發(fā)射/接收天線的檢測精度要求較高和檢測項目眾多等原因，國外設(shè)備沒有針對這些激光系統(tǒng)檢測的特點推出相應(yīng)的綜合測試系統(tǒng)，所以目前市面上沒有能同時完成激光系統(tǒng)發(fā)射/接收天線多種參數(shù)進行測試的設(shè)備，一般都是采用多套單一功能的測試設(shè)備，分別對多個子項目進行分開測試，導(dǎo)致測試精度不高，不準(zhǔn)，效率低下，成本高昂等缺點，是目前激光通信/測距/照射/瞄準(zhǔn)等激光系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的最大瓶頸。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種可快速精確完成激光系統(tǒng)產(chǎn)品接收天線與發(fā)射天線的調(diào)試，也可用于激光系統(tǒng)接收天線和發(fā)射天線的研究和開發(fā)實驗的精密激光發(fā)射接收天線綜合調(diào)試檢測系統(tǒng)。

為此，本發(fā)明提供一種精密激光發(fā)射接收天線綜合調(diào)試檢測系統(tǒng)，包括信號連接的控制柜、計算機、激光光源模塊、接收天線截止深度測試模塊、發(fā)射天線參數(shù)測試模塊和接收天線參數(shù)測試模塊。

控制柜為調(diào)校設(shè)備提供電源和驅(qū)動。

計算機接收調(diào)校設(shè)備中的CCD的圖像，并進行處理；且負責(zé)測試流程的控制、測試結(jié)果的處理、顯示和存儲。

激光光源模塊為發(fā)射接收天線調(diào)校時配備激光光源。

接收天線截止深度測試模塊測試接收天線的透過率光譜。

發(fā)射天線參數(shù)測試模塊進行發(fā)射天線的裝調(diào)及參數(shù)的測試。

接收天線參數(shù)測試模塊進行接收天線的參數(shù)測試。

進一步地，接收天線截止深度測試模塊由光譜光源、準(zhǔn)直器、光譜儀組成；光譜光源發(fā)出功率穩(wěn)定的光，經(jīng)準(zhǔn)直器后獲得發(fā)散角很小的平行光，將接收天線離開光路，測得此時的光源光譜為t₁(λ)，然后將接收天線放置在光路中，測得此時的透過光譜為t₂(λ)，二者相除，得到接收天線的相對透過率光譜t₃(λ)，相對透過率光譜t₃(λ)經(jīng)1550/1064nm處的透過率t₄(λ)標(biāo)定，得到最后的接收天線透過率光譜t₅(λ)。

進一步地，發(fā)射天線參數(shù)測試模塊包括第一衰減器、第二衰減器、第一擴束器、第一平行光管、第一可變光欄、十字分劃板、發(fā)射天線裝調(diào)夾、長焦透鏡、第一探頭和第一CCD，用于完成目鏡與物鏡的調(diào)試以及發(fā)射天線透過率、光束擴束倍率、光束壓窄倍率和發(fā)射天線視場角4個參數(shù)的測試。

進一步地，目鏡與物鏡的調(diào)試方法為：來自模擬激光器合適強度的激光束經(jīng)第一擴束器擴束，得到發(fā)散角合適、光斑大小合適的平行光束；該平行光束進入到第一平行光管，得到帶有刻度的十字圖像模式的平行光束；帶有十字圖像的平行光束經(jīng)發(fā)射天線后，由位于長焦透鏡焦平面的第一CCD圖像；通過調(diào)節(jié)目鏡與物鏡的相對距離，當(dāng)?shù)谝籆CD的圖像最清晰時，表明目鏡與物鏡的位置已經(jīng)調(diào)試好。

進一步地，發(fā)射天線透過率的測試方法為：第一平行光管離開光路，測得發(fā)射天線離開光路和位于光路時第一探頭的讀數(shù)分別為P₁和P₂，二者相除，得到發(fā)射天線透過率t₆。

進一步地，光束擴束倍率的測試方法為：第一平行光管離開光路，在發(fā)射天線前放置已知長度的十字分劃板，其十字線長度為L₂，將第一CCD放在發(fā)射天線后，測得該十字線長度為L₃，二者相除，得到發(fā)射天線的光束擴束倍率β₂。

進一步地，光束壓窄倍率的測試方法為：第一平行光管離開光路，測得發(fā)射天線離開光路和位于光路時，位于長焦透鏡焦平面處第一CCD光斑尺寸分別為D₁和D₂，二者相除，得到發(fā)射天線的光束壓窄倍率β₁。

進一步地，發(fā)射天線視場角的測試方法為：第一平行光管位于光路，測得位于長焦透鏡焦平面處第一CCD的十字線長度為L₁，設(shè)長焦透鏡的焦距為f₁，根據(jù)計算得到發(fā)射天線視場角ω₁。

進一步地，接收天線參數(shù)測試模塊由第二擴束器、第二平行光管、第二可變光欄、會聚透鏡、第二探頭、接收天線裝調(diào)夾、平移臺、導(dǎo)光管和第二CCD組成，用于完成接收天線透過率、焦點彌散斑尺寸、焦點偏離光軸大小、視場角大小的測量；來自第二擴束器的平行光，經(jīng)第二平行光管和第二可變光欄后，送到接收天線，由第二探頭或第二CCD進行測量，第二平行光管提供帶有刻度的十字圖像模式的平行光，用以測量接收天線的視場角；導(dǎo)光管將接收天線焦平面的光能量引出到接收天線以外探測，用以測量接收天線的透過率。

進一步地，接收天線透過率t₇的計算方法為：

其中，P₃為通過導(dǎo)光管后第二探頭的讀數(shù)，P₄為通過會聚透鏡后第一探頭的讀數(shù)，t₈為導(dǎo)光管的透過率，t₉為會聚透鏡和分束鏡的透過率；

用第二CCD確定接收天線焦點的縱向位置，將第二CCD送至焦平面附近，計算第二CCD光斑圖像的大小，其中：最小光斑的位置即為焦平面；

接收天線焦點處彌散斑的尺寸由第二CCD直接測量，分析焦平面第二CCD的圖像，即可得到焦點彌散斑尺寸；

將第二CCD放置在接收天線的焦平面，由第二CCD探測到的十字圖像確定視場角的大??；同時，由第二CCD探測到的十字圖像的中心點偏離第二CCD中心的偏離量，計算接收天線的焦點偏離光軸大小。

基于上述的公開，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效的替代進口分立設(shè)備，解決了目前激光通信/測距/照射/瞄準(zhǔn)等激光系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)所遇到的難題，可完成天線目鏡與物鏡的調(diào)試、發(fā)射天線的光束壓窄倍率、光束擴束倍率、透過率和入射視場角的測試、接收天線的透過率、焦點處彌散斑尺寸、入射視場角和截止深度的測試，具有高精度、高效率、低成本等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的精密激光發(fā)射接收天線綜合調(diào)試檢測系統(tǒng)的方框總圖；

圖2為圖1中接收天線截止深度測試模塊的組成框圖；

圖3為圖1中發(fā)射天線參數(shù)測試模塊的組成框圖；

圖4為圖1中接收天線參數(shù)測試模塊的組成框圖，其中：

1-控制柜、2-計算機、3-接收天線截止深度測試模塊、4-發(fā)射天線參數(shù)測試模塊、5-接收天線參數(shù)測試模塊、6-激光光源模塊、7-接收天線、8-發(fā)射天線；

31-光譜光源、32-準(zhǔn)直器、33-光譜儀；

41-第一衰減器、42-第二衰減器、43-第一擴束器、44-第一平行光管、45-第一可變光欄、46-十字分劃板、47-發(fā)射天線裝調(diào)夾、48-長焦透鏡、49-第一探頭、40-第一CCD；

51-第二擴束器、52-第二平行光管、53-第二可變光欄、54-會聚透鏡、55-第二探頭、56-接收天線裝調(diào)夾、57-平移臺、58-導(dǎo)光管和59-第二CCD。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳述。

請參閱圖1，本發(fā)明提供一種精密激光發(fā)射接收天線7綜合調(diào)試檢測系統(tǒng)，包括信號連接的控制柜11、計算機2、激光光源模塊6、接收天線截止深度測試模塊3、發(fā)射天線參數(shù)測試模塊4和接收天線參數(shù)測試模塊5。

控制柜1為調(diào)校設(shè)備提供電源和驅(qū)動。

計算機2接收調(diào)校設(shè)備中的CCD的圖像，并進行處理；且負責(zé)測試流程的控制、測試結(jié)果的處理、顯示和存儲。

激光光源模塊6為發(fā)射接收天線7調(diào)校時配備激光光源。

接收天線截止深度測試模塊3測試接收天線7的透過率光譜。

發(fā)射天線參數(shù)測試模塊4進行發(fā)射天線8的裝調(diào)及參數(shù)的測試。

接收天線參數(shù)測試模塊5進行接收天線7的參數(shù)測試。

請參閱圖2，接收天線截止深度測試模塊3由光譜光源31、準(zhǔn)直器32、光譜儀33組成；光譜光源31發(fā)出功率穩(wěn)定的光，經(jīng)準(zhǔn)直器32后獲得發(fā)散角很小的平行光，將接收天線7離開光路，測得此時的光源光譜為t₁(λ)，然后將接收天線7放置在光路中，測得此時的透過光譜為t₂(λ)，二者相除，得到接收天線7的相對透過率光譜t₃(λ)，相對透過率光譜t₃(λ)經(jīng)1550/1064nm處的透過率t₄(λ)標(biāo)定，得到最后的接收天線7透過率光譜t₅(λ)。

請參閱圖3，發(fā)射天線參數(shù)測試模塊4包括第一衰減器41、第二衰減器42、第一擴束器43、第一平行光管44、第一可變光欄45、十字分劃板46、發(fā)射天線裝調(diào)夾47、長焦透鏡48、第一探頭49和第一CCD40，用于完成目鏡與物鏡的調(diào)試以及發(fā)射天線8透過率、光束擴束倍率、光束壓窄倍率和發(fā)射天線8視場角4個參數(shù)的測試。

目鏡與物鏡的調(diào)試方法為：來自模擬激光器合適強度的激光束經(jīng)第一擴束器43擴束，得到發(fā)散角合適、光斑大小合適的平行光束；該平行光束進入到第一平行光管44，得到帶有刻度的十字圖像模式的平行光束；帶有十字圖像的平行光束經(jīng)發(fā)射天線8后，由位于長焦透鏡48焦平面的第一CCD40圖像；通過調(diào)節(jié)目鏡與物鏡的相對距離，當(dāng)?shù)谝籆CD40的圖像最清晰時，表明目鏡與物鏡的位置已經(jīng)調(diào)試好。

發(fā)射天線8透過率的測試方法為：第一平行光管44離開光路，測得發(fā)射天線8離開光路和位于光路時第一探頭49的讀數(shù)分別為P₁和P₂，二者相除，得到發(fā)射天線8透過率t₆。

光束擴束倍率的測試方法為：第一平行光管44離開光路，在發(fā)射天線8前放置已知長度的十字分劃板46，其十字線長度為L₂，將第一CCD40放在發(fā)射天線8后，測得該十字線長度為L₃，二者相除，得到發(fā)射天線8的光束擴束倍率β₂。

光束壓窄倍率的測試方法為：第一平行光管44離開光路，測得發(fā)射天線8離開光路和位于光路時，位于長焦透鏡48焦平面處第一CCD40光斑尺寸分別為D₁和D₂，二者相除，得到發(fā)射天線8的光束壓窄倍率β₁。

發(fā)射天線8視場角的測試方法為：第一平行光管44位于光路，測得位于長焦透鏡48焦平面處第一CCD40的十字線長度為L₁，設(shè)長焦透鏡48的焦距為f₁，根據(jù)計算得到發(fā)射天線8視場角ω₁。

請參閱圖4，接收天線參數(shù)測試模塊5由第二擴束器51、第二平行光管52、第二可變光欄53、會聚透鏡54、第二探頭55、接收天線裝調(diào)夾56、平移臺57、導(dǎo)光管58和第二CCD59組成，用于完成接收天線7透過率、焦點彌散斑尺寸、焦點偏離光軸大小、視場角大小的測量；來自第二擴束器51的平行光，經(jīng)第二平行光管52和第二可變光欄53后，送到接收天線7，由第二探頭55或第二CCD59進行測量，第二平行光管52提供帶有刻度的十字圖像模式的平行光，用以測量接收天線7的視場角；導(dǎo)光管58將接收天線7焦平面的光能量引出到接收天線7以外探測，用以測量接收天線7的透過率。

接收天線7透過率t₇的計算方法為：

其中，P₃為通過導(dǎo)光管58后第二探頭55的讀數(shù)，P₄為通過會聚透鏡54后第一探頭49的讀數(shù)，t₈為導(dǎo)光管58的透過率，t₉為會聚透鏡54和分束鏡的透過率；

用第二CCD59確定接收天線7焦點的縱向位置，將第二CCD59送至焦平面附近，計算第二CCD59光斑圖像的大小，其中：最小光斑的位置即為焦平面；

接收天線7焦點處彌散斑的尺寸由第二CCD59直接測量，分析焦平面第二CCD59的圖像，即可得到焦點彌散斑尺寸；

將第二CCD59放置在接收天線7的焦平面，由第二CCD59探測到的十字圖像確定視場角的大??；同時，由第二CCD59探測到的十字圖像的中心點偏離第二CCD59中心的偏離量，計算接收天線7的焦點偏離光軸大小。

基于上述的公開，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效的替代進口分立設(shè)備，解決了目前激光通信/測距/照射/瞄準(zhǔn)等激光系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)所遇到的難題，可完成天線目鏡與物鏡的調(diào)試、發(fā)射天線8的光束壓窄倍率、光束擴束倍率、透過率和入射視場角的測試、接收天線7的透過率、焦點處彌散斑尺寸、入射視場角和截止深度的測試，具有高精度、高效率、低成本等優(yōu)點。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。