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一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信裝置及方法

文檔序號(hào):40584796發(fā)布日期:2025-01-07 20:24閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信裝置,包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的光通信機(jī),兩個(gè)光通信機(jī)分別安裝在本端設(shè)備和對(duì)端設(shè)備上,其特征在于:所述光通信機(jī)包括由固定座(6)和透明光學(xué)窗口(5)構(gòu)成的密封艙(1)、設(shè)置在密封艙(1)內(nèi)的二維轉(zhuǎn)臺(tái)(2)和主控單元(4),以及設(shè)置在二維轉(zhuǎn)臺(tái)(2)上的收發(fā)離軸式光學(xué)系統(tǒng)(3);

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信裝置,其特征在于:所述激光器(11)包括信標(biāo)激光器和通信激光器,信標(biāo)激光器和通信激光器發(fā)射的光束波長(zhǎng)相同,通信激光器用于發(fā)射通信光,信標(biāo)激光器用于發(fā)射信標(biāo)光和增強(qiáng)通信光的功率;

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信裝置,其特征在于:所述光電探測(cè)器(21)和圖像探測(cè)器(24)的探測(cè)視場(chǎng)均≥10°;

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信裝置,其特征在于:所述準(zhǔn)直聚焦單元包括沿光束傳播方向依次設(shè)置的第一聚焦透鏡(16)、可變光闌(17)、整型透鏡(18)、窄帶濾波器(19)和第二聚焦透鏡(20),所述可變光闌(17)與主控單元(4)電連接;

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信裝置,其特征在于:還包括跟蹤處理板,所述跟蹤處理板分別與激光器(11)、光電探測(cè)器(21)、圖像探測(cè)器(24)電連接,與主控單元(4)采用無(wú)線連接,用于接收主控單元(4)發(fā)送的調(diào)制電信號(hào),并將其發(fā)送至激光器(11),以及放大光電探測(cè)器(21)的輸出信號(hào)、解析圖像探測(cè)器(24)的輸出信號(hào),并將其發(fā)送至主控單元(4);

6.一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信方法,采用權(quán)利要求1-5任一所述的一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信裝置,其特征在于,包括以下步驟:

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信方法,其特征在于,所述步驟1具體為:

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信方法,其特征在于,步驟1.2中,所述光電探測(cè)器(21)的輸出閾值通過(guò)以下方法獲得:

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信方法,其特征在于:步驟1.1中,所述本端信標(biāo)光的光束發(fā)散角滿(mǎn)足:通過(guò)透明光學(xué)窗口(5)出射的光束直徑至少覆蓋對(duì)端光通信機(jī)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信方法,其特征在于:步驟1.2中,所述二維轉(zhuǎn)臺(tái)(2)分別在一級(jí)大范圍掃描、二級(jí)精跟蹤掃描狀態(tài)下的預(yù)定掃描軌跡和步距具體為:


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及水下激光通信裝置及方法,具體涉及一種水下大范圍搜索跟蹤雙工激光通信裝置及方法,解決了水下隨機(jī)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)間難以快速定向、建立光通信鏈路的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明采用二維轉(zhuǎn)臺(tái)配合光電探測(cè)器和圖像探測(cè)器分別進(jìn)行一級(jí)大范圍掃描和二級(jí)精跟蹤掃描,既保證了大的掃描范圍,又具有高速、高精度的特點(diǎn),針對(duì)水下非合作目標(biāo)場(chǎng)景,可快速縮小不確定區(qū)域,完成初始指向,再通過(guò)獲取激光光斑質(zhì)心位置對(duì)其進(jìn)行定位跟蹤,實(shí)現(xiàn)水下隨機(jī)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的發(fā)現(xiàn)、捕獲,可快速建立光通信鏈路,同時(shí)有效提高了通信距離和通信速率,設(shè)備整體布局緊湊小型化,易于工程應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員:聶文超,謝琛華,李鵬,廖佩璇,鄭運(yùn)強(qiáng),常暢,李廣英,汪偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/6
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