本發(fā)明涉及跟蹤控制系統(tǒng)指標(biāo)的測(cè)量，具體涉及一種跟瞄系統(tǒng)干擾抑制帶寬的測(cè)量，可用于空間光通信中跟瞄系統(tǒng)對(duì)平臺(tái)振動(dòng)抑制能力的評(píng)價(jià)。

背景技術(shù)：
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空間光通信中需要建立精確的光鏈路，光鏈路會(huì)受到不同因素的干擾，主要包括平臺(tái)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及平臺(tái)自身的微振動(dòng)?？臻g光通信的鏈路建立采用捕獲、跟蹤、瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱跟瞄系統(tǒng)，跟瞄系統(tǒng)一般采用復(fù)合軸控制架構(gòu)，因此可以對(duì)平臺(tái)相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的低頻、大范圍擾動(dòng)進(jìn)行有效的抑制。而平臺(tái)自身的微振動(dòng)具有干擾頻率高的特點(diǎn)，是影響跟瞄系統(tǒng)精度的最主要誤差源，因此跟瞄系統(tǒng)的干擾抑制帶寬是該系統(tǒng)的重要參數(shù)。

目前常用的測(cè)量干擾抑制帶寬的方法有理論仿真方法、根據(jù)系統(tǒng)控制帶寬推算方法等，均為間接測(cè)量，無(wú)法反映實(shí)際的系統(tǒng)狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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為了解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種直接測(cè)量跟瞄系統(tǒng)干擾抑制帶寬的方法，簡(jiǎn)單易行。通過(guò)產(chǎn)生不同頻率的信標(biāo)光角度干擾，測(cè)量跟瞄系統(tǒng)的跟蹤殘差，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)擬合得到跟瞄系統(tǒng)的干擾抑制幅度曲線。

本發(fā)明的測(cè)試裝置如附圖1所示，包括平行光管1、信標(biāo)光激光器2、壓電陶瓷快速反射鏡3、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4、信號(hào)發(fā)生器5、被測(cè)跟瞄系統(tǒng)6。其特征在于：

所述信標(biāo)光激光器2為光纖激光器，光纖端面位于平行光管1的焦面處；所述信標(biāo)光激光器2發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)壓電陶瓷快速反射鏡3后進(jìn)入平行光管1，由平行光管1產(chǎn)生平行光束，進(jìn)入被測(cè)跟瞄系統(tǒng)6；所述信號(hào)發(fā)生器5產(chǎn)生輸入信號(hào)給壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4，驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷快速反射鏡3進(jìn)行偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

測(cè)量跟瞄系統(tǒng)干擾抑制帶寬的步驟如下：

1.使用信號(hào)發(fā)生器5產(chǎn)生頻率為x的正弦信號(hào)，輸入給壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷快速反射鏡3產(chǎn)生頻率為x，幅度為θ的擺動(dòng)。信標(biāo)光激光器2的光纖端面距離壓電陶瓷快速反射鏡3鏡面的距離為l，平行光管的焦面為f，則可產(chǎn)生頻率為x，幅度為2lθ/f的信標(biāo)光角度干擾；

2.待測(cè)跟瞄系統(tǒng)6跟蹤步驟1產(chǎn)生的信標(biāo)光，此時(shí)的系統(tǒng)跟蹤殘差也為正弦信號(hào)，殘差對(duì)應(yīng)的角度幅度為θ′。則表明在頻率為x時(shí)，跟瞄系統(tǒng)對(duì)干擾的抑制能力為d＝θ′f/(2lθ)；

3.從低頻開始依次增加步驟1中的干擾頻率x，測(cè)量不同頻率下待測(cè)跟瞄系統(tǒng)6對(duì)干擾的抑制能力d(x)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的擬合，當(dāng)d(x0)＝0時(shí)，x0即為待測(cè)跟瞄系統(tǒng)6的干擾抑制帶寬。

本發(fā)明有如下有益效果：

1.使用壓電陶瓷快速反射鏡產(chǎn)生干擾信號(hào)，覆蓋的頻率范圍大，測(cè)量精度高；

2.不僅能夠測(cè)量得到跟瞄系統(tǒng)的干擾抑制帶寬，還可以得到從低頻到高頻的完整干擾抑制曲線，對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試更充分。

附圖說(shuō)明：

圖1是測(cè)試系統(tǒng)示意圖。圖中1.平行光管，2.信標(biāo)光激光器，3.壓電陶瓷快速反射鏡，4.壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，5.信號(hào)發(fā)生器，6.被測(cè)跟瞄系統(tǒng)。

圖2是跟瞄系統(tǒng)對(duì)干擾的抑制曲線。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

測(cè)試裝置組成及連接如附圖1所示，各組成的參數(shù)描述為：

1)平行光管1：焦距f＝4m，口徑0.3m；

2)信標(biāo)光激光器2：波長(zhǎng)671nm，發(fā)射功率可調(diào)；

3)壓電陶瓷快速反射鏡3：采用pi的s330系列產(chǎn)品，最大偏置角度10mrad；鏡面距離信標(biāo)光激光器2光纖端面的距離為l＝0.1m；

4)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4：采用哈爾濱芯明天公司的壓電驅(qū)動(dòng)器，支持閉環(huán)控制；

5)信號(hào)發(fā)生器5：采用泰克afg3021c型號(hào)，采樣率250m/s；

被測(cè)跟瞄系統(tǒng)6放置在測(cè)試裝置前，具體測(cè)試步驟為：

1)信號(hào)發(fā)生器5首先產(chǎn)生頻率為2hz，幅度為5v的正弦波。正弦波輸出給壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4，驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷快速反射鏡3進(jìn)行周期性偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)幅度θ為5mrad；

2)信標(biāo)光經(jīng)過(guò)平行光管1后的最終干擾頻率為2hz，干擾角度的幅度為

3)被測(cè)跟瞄系統(tǒng)6對(duì)信標(biāo)光進(jìn)行跟蹤，記錄跟蹤殘差為6.1μrad，因此在2hz處，跟瞄系統(tǒng)對(duì)干擾的抑制能力為d(2hz)＝6.1μrad/0.5mrad＝0.012；

4)依次增大干擾的頻率為5hz、10hz、20hz、50hz、100hz、120hz、150hz、200hz，并根據(jù)干擾的頻率適當(dāng)降低干擾的角度幅度，測(cè)量得到跟瞄系統(tǒng)對(duì)不同頻率干擾的抑制能力為：

d(5hz)＝0.031,d(10hz)＝0.071,d(20hz)＝0.132,d(50hz)＝0.389,d(100hz)＝0.805,d(120hz)＝1.08,d(150hz)＝1.38,d(200hz)＝1.52。

對(duì)以上測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖，得到跟瞄系統(tǒng)對(duì)干擾抑制能力隨頻率的曲線關(guān)系，采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)，如附圖2所示。從圖2中可以看到在跟瞄系統(tǒng)對(duì)干擾的抑制能力為0db時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為115hz左右。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種測(cè)量跟瞄系統(tǒng)干擾抑制帶寬的裝置及方法。該測(cè)量裝置包括平行光管，信標(biāo)光激光器，壓電陶瓷快速反射鏡，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，信號(hào)發(fā)生器以及待測(cè)跟瞄系統(tǒng)組成。測(cè)試原理為通過(guò)信號(hào)發(fā)生器依次產(chǎn)生不同幅度、不同頻率的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷快速反射鏡產(chǎn)生相應(yīng)的信標(biāo)光角度干擾。被測(cè)跟瞄系統(tǒng)跟蹤經(jīng)過(guò)干擾后的信標(biāo)光，測(cè)量不同頻率下跟瞄系統(tǒng)對(duì)干擾幅度的抑制能力，經(jīng)過(guò)擬合可以得到跟瞄系統(tǒng)的干擾抑制帶寬。本發(fā)明能測(cè)量跟瞄系統(tǒng)的干擾抑制帶寬，且簡(jiǎn)單易行。

技術(shù)研發(fā)人員：張亮;陳少杰;賈建軍;王建宇;舒嶸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.12
技術(shù)公布日：2017.09.26