專利名稱：衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星激光通信與傳統(tǒng)的RF通信技術(shù)相比，具有數(shù)據(jù)率高、保密性好、體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，世界各國(guó)都展開(kāi)了大量的研究工作。目前，由歐洲宇航局研制的SILEX系統(tǒng)，已經(jīng)在空間實(shí)驗(yàn)成功，該系統(tǒng)包括兩個(gè)飛行級(jí)的空間光通信終端，該衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其工作過(guò)程是在衛(wèi)星激光通信捕獲階段，主動(dòng)端機(jī)信標(biāo)光模塊發(fā)出信標(biāo)光，并在機(jī)械萬(wàn)向節(jié)或掃描元件的驅(qū)動(dòng)下掃描對(duì)方衛(wèi)星的不確定范圍，待對(duì)方衛(wèi)星通信端機(jī)接收到光信號(hào)以后，調(diào)整自身的指向，并回饋一光束，主動(dòng)端機(jī)在接收到對(duì)方的回饋信號(hào)以后，調(diào)整自身的姿態(tài)，把接收到的光斑調(diào)整到捕獲傳感器視場(chǎng)中心以及精跟傳感器視場(chǎng)范圍內(nèi)，并且再次反饋回一束激光，對(duì)方衛(wèi)星接收到回饋信號(hào)后，精確地調(diào)整端機(jī)的姿態(tài)，最終兩個(gè)通信端機(jī)雙向鎖定，互相跟蹤，完成捕獲過(guò)程，接著端機(jī)即可進(jìn)行通信過(guò)程，圖中的快門(mén)主要是周期性地標(biāo)定發(fā)射通道和接收通道的一致性。其中高軌道(GEO)空間光通信終端載于歐洲航天局的ARTEMIS同步衛(wèi)星上，低軌道(LEO)空間光通信終端載于法國(guó)的地球觀測(cè)衛(wèi)星Spot 4上，該系統(tǒng)于2001年11月21日順利建立了光通信鏈路。
衛(wèi)星光通信的通信光的發(fā)散角一般為幾十μrad，通信端機(jī)之間進(jìn)行通信時(shí)必須互相精確對(duì)準(zhǔn)。由于端機(jī)自身對(duì)準(zhǔn)、校準(zhǔn)誤差，以及衛(wèi)星姿態(tài)誤差、軌道誤差等因素的影響，通信端機(jī)的對(duì)準(zhǔn)存在一個(gè)瞄準(zhǔn)不確定角，這個(gè)角一般為正負(fù)零點(diǎn)幾度。例如，歐洲的SILEX計(jì)劃的瞄準(zhǔn)不確定角為0.46°。由于存在如此之大的瞄準(zhǔn)不確定角，就不可能直接用通信光對(duì)準(zhǔn)對(duì)方衛(wèi)星進(jìn)行通信。目前，通常采用“信標(biāo)光+掃描”模式進(jìn)行通信，這種方案是采用較寬的信標(biāo)光束(相對(duì)于通信光)，按照一定的掃描方式對(duì)不確定區(qū)域進(jìn)行掃描，完成捕獲過(guò)程，待對(duì)方端機(jī)接收到信號(hào)后，進(jìn)行指向調(diào)整，然后反饋回一束光，雙方經(jīng)過(guò)不斷的指向調(diào)整，最終雙向鎖定，鏈路建立。這種方案是目前國(guó)際上采用最廣泛的方法，缺點(diǎn)是捕獲時(shí)間較長(zhǎng)(如3分鐘)，另外，由于受衛(wèi)星平臺(tái)的振動(dòng)、衛(wèi)星之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及通信端機(jī)本身的機(jī)械噪聲等因素的影響，在子區(qū)掃描時(shí)，存在漏掃的概率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有衛(wèi)星激光通信設(shè)備的不足，提供一種衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)，可以通過(guò)精確確定通信端機(jī)的姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)不用掃描即可完成通信端機(jī)之間的捕獲過(guò)程。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容一種衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)，包括濾光部件、聚焦光路和捕獲傳感器及其高速數(shù)據(jù)處理電路，經(jīng)端機(jī)精瞄轉(zhuǎn)鏡的入射光信號(hào)通過(guò)濾光部件和聚焦光路投射到捕獲傳感器上，其中，濾光部件為通帶帶寬可切換的濾光部件；聚焦光路為焦距可變的聚焦光路；捕獲傳感器為幀頻可變的捕獲傳感器，在端機(jī)進(jìn)行星體捕獲時(shí)，捕獲傳感器及其處理電路處于低幀頻狀態(tài)，并調(diào)整聚焦光路處于短焦距狀態(tài)，濾光部件處于寬帶寬的星體捕獲狀態(tài)；精確得到通信端機(jī)的姿態(tài)數(shù)據(jù)后，端機(jī)進(jìn)入衛(wèi)星激光通信狀態(tài)，將捕獲傳感器及其處理電路切換為高幀頻狀態(tài)，并調(diào)整聚焦光路處于長(zhǎng)焦距狀態(tài)，濾光部件處于窄帶寬的狀態(tài)。
端機(jī)的中央處理器控制幀頻可變的捕獲傳感器及其處理電路處于高幀頻狀態(tài)或低幀頻狀態(tài)，捕獲傳感器的高、低幀頻的切換是通過(guò)電路設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
焦距可變的聚焦光路可包括一組激光通信捕獲聚焦透鏡和一組星體捕獲聚焦透鏡，兩組聚焦透鏡均固定在一可旋轉(zhuǎn)的支架兩端，窄帶濾光元件與激光通信捕獲聚焦透鏡固定連接，在衛(wèi)星激光通信模式下，旋轉(zhuǎn)支架使激光通信捕獲聚焦透鏡及窄帶濾光元件進(jìn)入到成像光路中，對(duì)入射光聚焦成像；在星體捕獲模式下，旋轉(zhuǎn)支架使激光通信捕獲聚焦透鏡及窄帶濾光元件移出成像光路，星體捕獲聚焦透鏡組進(jìn)入到成像光路中，對(duì)入射光束聚焦成像。
焦距可變的聚焦光路可包括一組輔助聚焦透鏡及一組聚焦透鏡，輔助聚焦透鏡和窄帶濾光元件固定在一可旋轉(zhuǎn)的支架兩端，在衛(wèi)星激光通信模式下，旋轉(zhuǎn)支架使窄帶濾光元件和聚焦透鏡處于成像光路中，對(duì)入射光聚焦成像；在星體捕獲模式下，旋轉(zhuǎn)支架使窄帶濾光元件移出成像光路，輔助聚焦透鏡組進(jìn)入到成像光路中，與聚焦透鏡組合，對(duì)入射光束聚焦成像。
上述支架可以在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，在支架上設(shè)有定位塊，通過(guò)與光學(xué)背板上固定的定位螺釘配合，準(zhǔn)確定位支架位置。
本發(fā)明的技術(shù)效果本發(fā)明在通信的捕獲階段，利用端機(jī)本身所帶的萬(wàn)向節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)一些恒星進(jìn)行捕獲、瞄準(zhǔn)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)通信端機(jī)萬(wàn)向節(jié)，對(duì)準(zhǔn)另外的恒星進(jìn)行瞄準(zhǔn)、捕獲，重復(fù)該過(guò)程，捕獲了若干次以后(根據(jù)姿態(tài)定位要求，決定瞄準(zhǔn)恒星的次數(shù))，即可根據(jù)相關(guān)的公式，確定通信端機(jī)的姿態(tài)。利用所得到的自身的姿態(tài)信息及星歷表，通信端機(jī)對(duì)準(zhǔn)對(duì)方目標(biāo)衛(wèi)星，對(duì)方通信端機(jī)也按照本發(fā)明思路設(shè)計(jì)，并且其捕獲視場(chǎng)角略大于瞄準(zhǔn)不確定角，就可以在捕獲階段無(wú)需掃描瞄準(zhǔn)不確定區(qū)域，目標(biāo)衛(wèi)星通信端機(jī)就可以收到光信號(hào)，完成捕獲過(guò)程。例如，如果瞄準(zhǔn)不確定角減小到500μrad以內(nèi)，當(dāng)信標(biāo)光的發(fā)散角略大于等于500μrad時(shí)，對(duì)方目標(biāo)衛(wèi)星接收視場(chǎng)角取為也略大于500μrad，就可以實(shí)現(xiàn)不用掃描而完成捕獲過(guò)程。
本發(fā)明大大簡(jiǎn)化了捕獲過(guò)程，縮短了捕獲時(shí)間，并明顯增加捕獲成功概率。


下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)描述。
圖1是一般衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明衛(wèi)星通信端機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明第一種能實(shí)現(xiàn)焦距可變的聚焦光路及可切換的濾光部件結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖3的局部剖視圖；圖5是本發(fā)明第二種能實(shí)現(xiàn)焦距可變的聚焦光路及可切換的濾光部件結(jié)構(gòu)圖；圖6是圖5的局部剖視圖。
1-激光通信捕獲聚焦透鏡組；2-星體捕獲聚焦透鏡組；3-捕獲光電傳感器；4-濾光原件；5-定位塊；6-驅(qū)動(dòng)電機(jī)；7-固定支架；8-定位調(diào)整螺釘；9-輔助透鏡組。
具體實(shí)施例方式
衛(wèi)星激光通信端機(jī)由光學(xué)天線及機(jī)械驅(qū)動(dòng)、精瞄轉(zhuǎn)鏡、通帶帶寬可切換的濾光部件、焦距可變的聚焦光路、幀頻可變的捕獲傳感器及高速數(shù)據(jù)處理電路、快門(mén)、通信接收模塊、信標(biāo)光模塊、通信光發(fā)射模塊及超前瞄準(zhǔn)模塊、精瞄傳感模塊、光學(xué)背板、若干分光元件、各個(gè)模塊與中央處理器的接口、中央處理器、以及中央處理器與衛(wèi)星平臺(tái)的接口等組成。其中衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)，主要用于捕獲階段的大視場(chǎng)光信號(hào)接收，也用于衛(wèi)星激光通信的跟蹤階段，包括通帶帶寬可切換的濾光部件、焦距可變的聚焦光路、幀頻可變的捕獲傳感器及高速數(shù)據(jù)處理電路，捕獲傳感器位于聚焦透鏡組的焦面上。光學(xué)背板是用來(lái)安裝各個(gè)模塊、光學(xué)原件的平板。上述結(jié)構(gòu)中每一個(gè)模塊、部件及處理電路均與中央處理器通過(guò)接口相連接，以完成模塊控制、信號(hào)讀取、數(shù)據(jù)交換等過(guò)程。中央處理器與衛(wèi)星平臺(tái)也通過(guò)接口相連接，以進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，這種數(shù)據(jù)交換包括中央處理器從衛(wèi)星平臺(tái)的陀螺儀讀取衛(wèi)星姿態(tài)的數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)，可對(duì)通信端機(jī)的最終姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，提高姿態(tài)確定精度。
圖2中，光學(xué)天線及機(jī)械驅(qū)動(dòng)主要用來(lái)完成激光束的發(fā)射、接收以及指向的調(diào)整，其上安裝有精密測(cè)角的角度傳感器，用來(lái)精確測(cè)量萬(wàn)向節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度。精瞄轉(zhuǎn)鏡是二維反射鏡，它與精瞄傳感模塊配合，對(duì)發(fā)射和接收到的光束進(jìn)行精確定位、調(diào)整。通信接收模塊用來(lái)接收對(duì)方通信端機(jī)發(fā)射的通信激光?？扉T(mén)和角錐棱鏡用來(lái)周期性標(biāo)定出射通道和接收通道的一致性。
圖2中的幀頻可變的捕獲傳感器的積分時(shí)間是可變的，即幀頻是可變的，這樣，在瞄準(zhǔn)星體時(shí)，采用的是低幀頻工作模式，如10幀/秒，而在衛(wèi)星激光通信時(shí)采用高幀頻模式，如135幀/秒，兩個(gè)頻率的切換靠電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。為降低傳感器噪聲，要對(duì)捕獲傳感器進(jìn)行制冷。捕獲傳感器應(yīng)配以高速數(shù)據(jù)處理電路，一方面要進(jìn)行平滑、光斑定位等圖象處理，另一方面要進(jìn)行星圖的匹配運(yùn)算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等大量的數(shù)據(jù)處理。端機(jī)在捕獲星體過(guò)程中，衛(wèi)星平臺(tái)的姿態(tài)要發(fā)生變化，為保證端機(jī)自身姿態(tài)的確定精度，端機(jī)中央處理器可讀取衛(wèi)星平臺(tái)上慣性元件，如陀螺儀給出的衛(wèi)星姿態(tài)變化信息，從而修正衛(wèi)星通信端機(jī)姿態(tài)的確定結(jié)果。
圖2中的焦距可變的聚焦光路與傳統(tǒng)的衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)聚焦光路的區(qū)別在于其焦距是可變的，即在通信端機(jī)瞄準(zhǔn)星體時(shí)，其焦距相對(duì)較短，此時(shí)捕獲傳感器的捕獲視場(chǎng)就較大，而在進(jìn)行激光通信時(shí)(瞄準(zhǔn)、捕獲、跟蹤過(guò)程)，其焦距較長(zhǎng)，視場(chǎng)相對(duì)較小。
圖2中通帶帶寬可切換的濾光部件與傳統(tǒng)衛(wèi)星激光通信的濾光部件相比，其通帶的帶寬是可調(diào)整的或可切換的，即在端機(jī)捕獲星體時(shí)，其通帶是較寬的可見(jiàn)光波段及近紅外波段，如，其通帶波長(zhǎng)范圍為390納米至1000納米，而在衛(wèi)星激光通信階段，其通帶帶寬是窄帶的，如3納米帶寬。
上述通信端機(jī)主要有兩種工作模式，一種是衛(wèi)星激光通信模式，另一種是星體捕獲模式。主動(dòng)衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)在工作時(shí)，首先處于星體捕獲模式下，此時(shí)中央處理器設(shè)置捕獲傳感器及其處理電路處于低幀頻狀態(tài)，并調(diào)整焦距可變的聚焦光路及通帶帶寬可切換的濾光部件，使之處于短焦距、寬帶寬的星體捕獲狀態(tài)下，根據(jù)星歷表數(shù)據(jù)，調(diào)整機(jī)械萬(wàn)向節(jié)對(duì)一顆或多顆星進(jìn)行瞄準(zhǔn)，此時(shí)接收到的星體光信號(hào)通過(guò)光學(xué)天線、精瞄轉(zhuǎn)鏡、分光鏡、以及聚焦光路，投射到捕獲傳感器上，捕獲、定位星體，然后轉(zhuǎn)動(dòng)通信端機(jī)的機(jī)械萬(wàn)向節(jié)，使得光學(xué)天線對(duì)準(zhǔn)另外的一顆或多顆星體，捕獲、定位星體。這個(gè)過(guò)程重復(fù)若干次以后，對(duì)所得到的星體數(shù)據(jù)、機(jī)械萬(wàn)向節(jié)的角度位置數(shù)據(jù)以及從陀螺儀所讀取的衛(wèi)星平臺(tái)的姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，運(yùn)用星敏感器姿態(tài)確定算法，最終得到通信端機(jī)的姿態(tài)數(shù)據(jù)。隨后，通信端機(jī)切換到衛(wèi)星激光通信狀態(tài)，中央處理器設(shè)置捕獲傳感器及其處理電路處于高幀頻狀態(tài)，并調(diào)整焦距可變的聚焦光路及通帶帶寬可切換的濾光部件，使之處于長(zhǎng)焦距、窄帶寬的狀態(tài)。主動(dòng)通信端機(jī)根據(jù)姿態(tài)數(shù)據(jù)和星歷表數(shù)據(jù)，對(duì)準(zhǔn)對(duì)方通信衛(wèi)星，發(fā)射信標(biāo)光束，由于對(duì)方通信端機(jī)的設(shè)計(jì)也按照本發(fā)明的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)和工作，并且其捕獲視場(chǎng)角大于瞄準(zhǔn)不確定角，這樣對(duì)方通信端機(jī)就可以直接接收到信標(biāo)光信號(hào)，對(duì)方通信端機(jī)調(diào)整自身的指向，并發(fā)射回饋光束，主動(dòng)通信端機(jī)接收回饋光束，經(jīng)過(guò)光學(xué)天線、精瞄轉(zhuǎn)鏡、分光元件、濾光原件、聚焦光路，投射到衛(wèi)星激光通信的捕獲傳感器上，通過(guò)調(diào)整主動(dòng)端機(jī)粗瞄的萬(wàn)向節(jié)和精瞄轉(zhuǎn)鏡，使得端機(jī)精確對(duì)準(zhǔn)對(duì)方衛(wèi)星，通信光發(fā)射模塊及超前瞄準(zhǔn)模塊發(fā)射回饋光，對(duì)方通信端機(jī)接收回饋光束，調(diào)整自身的指向，雙方通信端機(jī)不斷調(diào)整各自的指向，精確對(duì)準(zhǔn)對(duì)方，最終達(dá)到雙向鎖定，即可進(jìn)行激光通信。
焦距可變的聚焦光路及通帶帶寬可切換的濾光部件可采用以下幾種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)在圖3、圖4中，激光通信捕獲聚焦透鏡1、星體捕獲聚焦透鏡2及濾光元件4與固定支架7固定連接，支架7與電機(jī)6的轉(zhuǎn)軸固定連接。支架7可以在驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)的位置定位由定位塊5及定位調(diào)整螺釘8來(lái)確定，定位調(diào)整螺釘8與通信端機(jī)的光學(xué)器件支撐板固定連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)6受端機(jī)的中央處理器控制。對(duì)于接收來(lái)的入射平行光，在衛(wèi)星激光通信模式下，透鏡組1和濾光元件4進(jìn)入到成像光路中，對(duì)入射光聚焦成像，位于透鏡組1焦面上的光電傳感器3對(duì)光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星激光通信的捕獲、跟蹤。而在星體捕獲模式下，透鏡組1和濾光元件4移出成像光路，星體捕獲聚焦透鏡組2進(jìn)入到成像光路中，對(duì)入射光束聚焦成像，位于星體捕獲聚焦透鏡組2焦面上的捕獲光電傳感器3對(duì)光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)星體的捕獲，與之相配的高速數(shù)據(jù)處理電路對(duì)星體的信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)星體的識(shí)別，利用相關(guān)算法及慣性陀螺儀的數(shù)據(jù)，最終得到通信端機(jī)的姿態(tài)數(shù)據(jù)。
參考圖5、圖6，輔助透鏡9、濾光元件4與支架7固定連接，支架7與電機(jī)6的轉(zhuǎn)軸固定連接。支架7可以在驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)的位置定位由定位塊5及定位調(diào)整螺釘8來(lái)確定，定位調(diào)整螺釘8與通信端機(jī)的光學(xué)器件支撐板固定連接。當(dāng)通信端機(jī)處于衛(wèi)星激光通信模式下，濾光元件4和激光通信捕獲聚焦透鏡組1處于成像光路中，位于聚焦透鏡組1焦面上的接收元件3對(duì)光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)激光束的捕獲和跟蹤。在星體捕獲模式下，濾光元件4移出光路，而輔助成像透鏡組9移入光路中，它與透鏡1組成新的聚焦成像光路，位于新的聚焦成像光路焦面上的光電接收傳感器3對(duì)光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)星體的捕獲，與之相配的高速數(shù)據(jù)處理電路對(duì)星體的信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)星體的識(shí)別，利用相關(guān)算法及慣性陀螺儀的數(shù)據(jù)，最終得到通信端機(jī)的姿態(tài)數(shù)據(jù)。
對(duì)于捕獲傳感器積分時(shí)間的切換功能，只要是選用積分時(shí)間可變的光電傳感器，進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾娐房刂凭涂梢詫?shí)現(xiàn)。
本發(fā)明中除幀頻可變的捕獲傳感器、焦距可變的聚焦光路和通帶帶寬可切換的濾光部件采用兩種工作模式外，其他模塊均與傳統(tǒng)衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)相同。
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)，包括濾光部件、聚焦光路和捕獲傳感器及其高速數(shù)據(jù)處理電路，經(jīng)端機(jī)精瞄轉(zhuǎn)鏡的入射光信號(hào)通過(guò)濾光部件和聚焦光路投射到捕獲傳感器上，其中，濾光部件為通帶帶寬可切換的濾光部件；聚焦光路為焦距可變的聚焦光路；捕獲傳感器為幀頻可變的捕獲傳感器，在端機(jī)進(jìn)行星體捕獲時(shí)，捕獲傳感器及其處理電路處于低幀頻狀態(tài)，并調(diào)整聚焦光路處于短焦距狀態(tài)，濾光部件處于寬帶寬的星體捕獲狀態(tài)；精確得到通信端機(jī)的姿態(tài)數(shù)據(jù)后，端機(jī)進(jìn)入衛(wèi)星激光通信狀態(tài)，將捕獲傳感器及其處理電路切換為高幀頻狀態(tài)，并調(diào)整聚焦光路處于長(zhǎng)焦距狀態(tài)，濾光部件處于窄帶寬的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)，其特征在于焦距可變的聚焦光路包括一組激光通信捕獲聚焦透鏡和一組星體捕獲聚焦透鏡，兩組聚焦透鏡均固定在一可旋轉(zhuǎn)的支架兩端，窄帶濾光元件與激光通信捕獲聚焦透鏡固定連接，在衛(wèi)星激光通信模式下，旋轉(zhuǎn)支架使激光通信捕獲聚焦透鏡及窄帶濾光元件進(jìn)入到成像光路中，對(duì)入射光聚焦成像；在星體捕獲模式下，旋轉(zhuǎn)支架使激光通信捕獲聚焦透鏡及窄帶濾光元件移出成像光路，星體捕獲聚焦透鏡組進(jìn)入到成像光路中，對(duì)入射光束聚焦成像。
3.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)，其特征在于焦距可變的聚焦光路包括一組輔助聚焦透鏡及一組聚焦透鏡，輔助聚焦透鏡和窄帶濾光元件固定在一可旋轉(zhuǎn)的支架兩端，在衛(wèi)星激光通信模式下，旋轉(zhuǎn)支架使窄帶濾光元件和聚焦透鏡處于成像光路中，對(duì)入射光聚焦成像；在星體捕獲模式下，旋轉(zhuǎn)支架使窄帶濾光元件移出成像光路，輔助聚焦透鏡組進(jìn)入到成像光路中，與聚焦透鏡組合，對(duì)入射光束聚焦成像。
4.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)，其特征在于端機(jī)的中央處理器控制幀頻可變的捕獲傳感器及其處理電路處于高幀頻狀態(tài)或低幀頻狀態(tài)，捕獲傳感器的高、低幀頻的切換是通過(guò)電路設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求2或3所述的衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)，其特征在于上述支架在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，該電機(jī)受端機(jī)的中央處理器控制。
6.如權(quán)利要求2或3所述的衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)，其特征在于在上述支架上設(shè)有定位塊，通過(guò)與光學(xué)背板上固定的定位螺釘配合，準(zhǔn)確定位支架位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種衛(wèi)星激光通信端機(jī)的捕獲系統(tǒng)，該端機(jī)的捕獲系統(tǒng)包括了幀頻可變的捕獲傳感器、焦距可變的聚焦光路和通帶帶寬可切換的濾光部件，在端機(jī)進(jìn)行星體捕獲時(shí)，捕獲傳感器及其處理電路處于低幀頻狀態(tài)，并調(diào)整聚焦光路處于短焦距狀態(tài)，濾光部件處于寬帶寬的星體捕獲狀態(tài)；得到通信端機(jī)的姿態(tài)數(shù)據(jù)后，將捕獲傳感器及其處理電路切換為高幀頻狀態(tài)，并調(diào)整聚焦光路處于長(zhǎng)焦距狀態(tài)，濾光部件處于窄帶寬的狀態(tài)，端機(jī)進(jìn)入衛(wèi)星激光通信狀態(tài)。本發(fā)明在通信端機(jī)的設(shè)計(jì)中，把星敏感器的功能融合到其中，可實(shí)現(xiàn)不用掃描即可完成通信端機(jī)之間的捕獲過(guò)程。
文檔編號(hào)H04B10/118GK1777063SQ200510130639
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者王建民, 孫東喜, 秦誼 申請(qǐng)人:北京大學(xué)