基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测系统及信号光入射角度探测方法，涉及一种变视域高精度入射光角度探测系统及探测方法。它解决了现有探测系统在瞄准、捕获、跟踪过程中视域固定、精度固定的问题，既满足了系统在瞄准、捕获过程中大视域的要求，也满足了系统在跟踪过程中高探测精度的要求。其系统：望远物镜将信号光聚焦至目镜，经目镜透射至精瞄镜，透射光经精瞄镜反射至变焦成像透镜组，并经变焦成像透镜组聚焦至CCD探测器的探测面。其方法：跟瞄控制系统调整变焦成像透镜组的焦距为fl，实现对信号光的瞄准和捕获；调整焦距为β·fl，实现对入射光的跟踪；从而实现对信号光的入射角度的探测。本发明专利技术适用于对信号光入射角度的探测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种视域可调高精度入射光角度探测系统及探测方法。
技术介绍
在空间光通信系统工作时，瞄准与捕获过程要求终端入射光角度探测系统具有大 视域的特点，而对入射光角度探测精度要求较低；跟踪过程要求该系统对入射光角度探测 精度高，而视域要求较小。目前的空间光通信终端入射光角度探测系统视域固定，角度探测 精度固定，不能同时满足以上两点要求，只能进行一定程度的折中。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的空间光通信终端入射光角度探测系统视域固定和角度 探测精度固定导致无法兼顾瞄准、捕获过程中大视域探测及跟踪过程中高精度探测的问 题，从而提供一种基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测系统及信号光 入射角度探测方法。基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测系统，它包括望远物 镜、目镜、精瞄镜、变焦成像透镜组、CCD探测器和跟瞄控制系统，CCD探测器的探测信号输出端与跟瞄控制系统的探测信号输入端连接，跟瞄控制 系统的变焦控制信号输出端与变焦成像透镜组的变焦控制信号输入端连接，跟瞄控制系统 的精瞄控制信号输出端与精瞄镜的精瞄控制信号输入端连接；望远物镜将入射信号光聚焦至目镜，并经目镜透射至精瞄镜，透射光经精瞄镜反 射至变焦成像透镜组，反射光经变焦成像透镜组聚焦至CCD探测器的探测面。基于上述系统的基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测方法，跟瞄控制系统调整变焦成像透镜组的焦距为使探测系统的视域最大，实现对 信号光的瞄准和捕获；在瞄准和捕获之后，精瞄控制系统控制精瞄镜偏转，使入射光在C⑶探测器的中 心成像，系统进入跟踪过程跟瞄控制系统调整变焦成像透镜组的焦距为β · \，使C⑶探 测面位于变焦成像透镜组焦平面上；实现对入射光的跟踪；进而获得信号光的入射角度结 果；所述β为大于1的实数。信号光的入射角度结果包括信号光在方位方向的入射角度和对信号光在俯仰方 向的入射角度信号光在方位方向的入射角度α为权利要求1.基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测系统，其特征是它包括 望远物镜(1)、目镜O)、精瞄镜(3)、变焦成像透镜组(4)、CCD探测器(5)和跟瞄控制系统 (6)；CXD探测器( 的探测信号输出端与跟瞄控制系统(6)的探测信号输入端连接，跟瞄控 制系统(6)的变焦控制信号输出端与变焦成像透镜组的变焦控制信号输入端连接，跟 瞄控制系统(6)的精瞄控制信号输出端与精瞄镜(3)的精瞄控制信号输入端连接；望远物镜(1)将入射信号光聚焦至目镜O)，并经目镜( 透射至精瞄镜(3)，透射光 经精瞄镜C3)反射至变焦成像透镜组G)，反射光经变焦成像透镜组(4)聚焦至CCD探测器 (5)的探测面。2.基于权利要求1所述的基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测 系统的信号光入射角度探测方法，其特征是跟瞄控制系统(6)调整变焦成像透镜组⑷的焦距为f\，使探测系统的视域最大，实现 对信号光的瞄准和捕获；在瞄准和捕获之后，精瞄控制系统(6)控制精瞄镜C3)偏转，使入射光在CXD探测器 (5)的中心成像，系统进入跟踪过程跟瞄控制系统(6)调整变焦成像透镜组(4)的焦距为 β · ，使CXD探测面位于变焦成像透镜组(4)焦平面上；实现对入射光的跟踪，进而获得 信号光的入射角度；β为大于1的实数。3.根据权利要求2所述基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测方 法，其特征在于信号光的入射角度包括信号光在方位方向的入射角度和对信号光在俯仰方 向的入射角度信号光在方位方向的入射角度α为(Xl-XO)a --F信号光在俯仰方向的入射角度β为 F式中(Χ0，Υ0)是当信号光入射角为0°时CXD探测器(5)上的位置坐标；(XI，Yl)是 当前信号光在CCD探测器( 上的位置坐标；F为系统总焦距。4.根据权利要求2所述基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测方 法，其特征在于CXD探测器( 在瞄准和捕获过程中的探测视域θ工为式中m是方形CXD探测器的像元行数，d是方形CXD探测器的像元的边长，fw是望远 物镜⑴的焦距，f。是目镜⑵的焦距。5.根据权利要求2所述基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测方 法，其特征在于CCD探测器( 在瞄准和捕获过程中，信号光的入射角度的探测精度Δ O1 为6.根据权利要求2所述基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测方法，其特征在于CCD探测器( 在跟踪过程中的探测视域θ 2为 fOn =m-d ————— 。 L-fr-β7.根据权利要求2所述基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测方 法，其特征在于CCD探测器( 在跟踪过程中的信号光的入射角度的探测精度△ 92为=d~^~ 。 L-fr-β全文摘要，涉及一种变视域高精度入射光角度探测系统及探测方法。它解决了现有探测系统在瞄准、捕获、跟踪过程中视域固定、精度固定的问题，既满足了系统在瞄准、捕获过程中大视域的要求，也满足了系统在跟踪过程中高探测精度的要求。其系统望远物镜将信号光聚焦至目镜，经目镜透射至精瞄镜，透射光经精瞄镜反射至变焦成像透镜组，并经变焦成像透镜组聚焦至CCD探测器的探测面。其方法跟瞄控制系统调整变焦成像透镜组的焦距为fl，实现对信号光的瞄准和捕获；调整焦距为β·fl，实现对入射光的跟踪；从而实现对信号光的入射角度的探测。本专利技术适用于对信号光入射角度的探测。文档编号G01C1/00GK102095403SQ20101061115公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日专利技术者于思源, 俞建杰, 杨玉强, 谭立英, 赵生, 韩琦琦, 马晶 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测系统，其特征是：它包括望远物镜（１）、目镜（２）、精瞄镜（３）、变焦成像透镜组（４）、ＣＣＤ探测器（５）和跟瞄控制系统（６）；ＣＣＤ探测器（５）的探测信号输出端与跟瞄控制系统（６）的探测信号输入端连接，跟瞄控制系统（６）的变焦控制信号输出端与变焦成像透镜组（４）的变焦控制信号输入端连接，跟瞄控制系统（６）的精瞄控制信号输出端与精瞄镜（３）的精瞄控制信号输入端连接；望远物镜（１）将入射信号光聚焦至目镜（２），并经目镜（２）透射至精瞄镜（３），透射光经精瞄镜（３）反射至变焦成像透镜组（４），反射光经变焦成像透镜组（４）聚焦至ＣＣＤ探测器（５）的探测面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩琦琦，于思源，马晶，谭立英，杨玉强，俞建杰，赵生，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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