一种机载点对点快速跟踪激光通信装置制造方法及图纸

一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，属于电子通信技术领域。本发明专利技术解决了现有的飞机间激光通信技术存在跟踪角速度过慢、瞄准无遮挡范围要求高等问题。本发明专利技术包括窗口、扩束望远镜镜组、中继快速扫描器、压缩望远镜镜组、四分之一波片、偏振分光棱镜、激光发射机构、激光接收机构和外壳。本发明专利技术利用中继快速扫描器，结合缩束光学系统，将光束控制范围和角速度提高了10倍以上，解决了现有的飞机间的激光通信过程中出现的因角速度过慢而无法满足飞机快速激动下的通信链路持续保持的需求，可实现在飞机间进行大视域范围内的快速捕获、跟踪和通信。

An airborne point-to-point fast tracking laser communication device

【技术实现步骤摘要】
一种机载点对点快速跟踪激光通信装置
本专利技术涉及一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，属于电子通信

技术介绍
激光通信具有通信容量大、传输距离远、抗干扰性强、保密性能好等优点，在飞机间进行点对点链路时采用激光通信技术，可实现高速、保密和抗干扰通信，解决现有通信技术中需要实时保密通信、高数数据中继和空间组网等技术瓶颈。因此，激光通信技术正逐步应用于航天和地面通信领域，主要包括卫星间、卫星与地面、地面点对点通信等。现有的激光通信技术运用转台或摆镜进行光束控制，通过光束捕获跟踪实现点对点激光链路的建立和保持，在实现链路稳定维持后，通过激光光束进行通信信号传输。对于飞机间的激光通信，现有激光通信技术存在跟踪角速度过慢、瞄准无遮挡范围要求高等问题，因此很难满足飞机在快速机动下的通信链路持续保持和通信装置与飞机表面共形的要求。因此，提供一种机载点对点快速跟踪激光通信装置来解决上述问题是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的飞机间激光通信技术存在跟踪角速度过慢、瞄准无遮挡范围要求高等问题，提出了一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，适用于机载点对点快速跟踪激光通信链路。本专利技术的技术方案：一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，包括窗口、扩束望远镜镜组、中继快速扫描器、压缩望远镜镜组、四分之一波片、偏振分光棱镜、激光发射机构、激光接收机构和外壳；所述的外壳上开有通孔，窗口安装在外壳的通孔内；所述的扩束望远镜镜组、中继快速扫描器、压缩望远镜镜组、四分之一波片、偏振分光棱镜、激光发射机构和激光接收机构安装在外壳的内部；扩束望远镜镜组与窗口相邻放置，并且所述窗口设置于扩束望远镜镜组的左方；所述的中继快速扫描器置于扩束望远镜镜组的右方，中继快速扫描器的下方安装有压缩望远镜镜组，压缩望远镜镜组的右侧依次安装有四分之一波片、偏振分光棱镜和激光发射机构，偏振分光棱镜的上方安装有激光接收机构；所述的激光发射机构包括发射整形透镜和发射光源；所述的激光接收机构包括偏振滤光片、分光棱镜、定位透镜、四象限探测器、通信透镜和通信探测器。优选的：所述的窗口是口径为30nm、厚度为5mm的石英玻璃，窗口的表面镀有增透膜。优选的：所述的扩束望远镜镜组为入瞳口径为10mm、出瞳口径为40mm、放大倍率为0.25、透镜材料为K9，透镜表面镀有增透膜的伽利略式望远镜，所述的扩束望远镜镜组的中轴线与窗口的中心轴线在同一条直线上，扩束望远镜镜组的目镜一侧与窗口相邻，扩束望远镜镜组的物镜一侧与中继快速扫描器相邻。优选的：所述的中继快速扫描器的扭矩为0.22N-m，扫描角度范围为±10°优选的：所述的压缩望远镜镜组包括物镜、目镜和折叠反射镜，折叠反射镜是口径为40mm、厚度为8mm、表面镀有金属反射膜的石英玻璃，折叠反射镜置于物镜和目镜之间，目镜的中心轴线与物镜的中心轴线间的夹角为α，α的角度为60°，折叠反射镜的中心轴线和α角的角平分线在同一条直线上；所述的压缩望远镜镜组的目镜一侧与四分之一波片相邻，物镜一侧与中继快速扫描器相邻。优选的：所述的压缩望远镜镜组为入瞳口径为40mm、出瞳口径为15mm、放大倍率为2.7、透镜材料为K9、透镜表面镀有增透膜的L型伽利略式望远镜。优选的：所述的四分之一波片置于压缩望远镜镜组的右方，四分之一波片的晶片厚度为5mm、波长为1550nm、相位延迟精度为0.0002个波长，晶片表面镀有增透膜。优选的：所述的偏振分光棱镜置于四分之一波片的右方，偏振分光棱镜的边长为20mm、P透射率为99.9％、S管反射率为99.9％。优选的：所述的发射整形透镜置于偏振分光棱镜的右方，发射整形透镜是口径为20mm、波长为1550nm、焦距为75mm的石英玻璃，石英玻璃表面镀有增透膜；所述的发射光源置于发射整形透镜的右侧。优选的：所述的偏振滤光片是口径为20mm、波长为1550nm、S线偏振光透过率为99.9％、P线偏振光透过率为0.1％的石英玻璃，偏振滤光片位于偏振分光棱镜的上方；所述的分光棱镜是口径为20mm、波长为1550nm、S线偏振光透过率为50％、S线偏振光反射率50％的石英玻璃，分光棱镜位于偏振滤光片的上方；所述的定位透镜是口径为20mm、波长为1550nm、焦距为500mm、表面镀有增透膜的石英玻璃，定位透镜位于分光棱镜的上方，所述的四象限探测器位于分光棱镜的上方；所述的通信透镜是口径为20mm、波长为1550nm、焦距为100mm、表面镀有增透膜的石英玻璃，通信透镜位于分光棱镜的右侧；所述的通信探测器位于通信透镜的右侧。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术涉及一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，本装置利用中继快速扫描器，结合缩束光学系统，将光束控制范围和角速度提高了10倍以上，解决了现有的飞机间的激光通信过程中出现的因角速度过慢而无法满足飞机快速激动下的通信链路持续保持的需求，可实现在飞机间进行大视域范围内的快速捕获、跟踪和通信；与现有的通过转台或摆镜进行光束控制技术相比，本装置整体与飞机之间没有相对平移和旋转运动，并且本装置的对外光学窗口即天线口径为10mm，可与飞机任意部分的表面达成共形，无需突出飞机表面，增加了飞机的隐蔽性；本装置跟踪角度范围为±90°，跟踪角速率为50°/s，在飞机上均步4套装置，可实现全角度快速激光跟踪，满足飞机在大角度快速机动情况下的抗干扰、保密通信要求。附图说明图1是机载点对点快速跟踪激光通信装置的内部结构示意图图中1-窗口，2-扩束望远镜镜组，3-中继快速扫描器，4-压缩望远镜镜组，5-折叠反射镜，6-四分之一波片，7-偏振分光棱镜，8-发射整形透镜，9-发射光源，10-偏振滤光片，11-分光棱镜，12-定位透镜，13-四象限探测器，14-通信透镜，15-通信探测器。具体实施方式结合附图1说明本专利技术具体实施方式：本专利技术一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，包括窗口1、扩束望远镜镜组2、中继快速扫描器3、压缩望远镜镜组4、四分之一波片6、偏振分光棱镜7、激光发射机构、激光接收机构和外壳；所述的外壳上开有通孔，窗口1安装在外壳的通孔内；所述的扩束望远镜镜组2、中继快速扫描器3、压缩望远镜镜组4、四分之一波片6、偏振分光棱镜7、激光发射机构和激光接收机构安装在外壳的内部；扩束望远镜镜组2与窗口1相邻放置，并且所述窗口1设置于扩束望远镜镜组2的左方；所述的中继快速扫描器3置于扩束望远镜镜组2的右方，中继快速扫描器3的下方安装有压缩望远镜镜组4，压缩望远镜镜组4的右侧依次安装有四分之一波片6、偏振分光棱镜7和激光发射机构，偏振分光棱镜7的上方安装有激光接收机构；所述的激光发射机构包括发射整形透镜8和发射光源9；所述的激光接收机构包括偏振滤光片10、分光棱镜11、定位透镜12、四象限探测器13、通信透镜14和通信探测器15。所述的窗口1是口径为30nm、厚度为5mm的石英玻璃，窗口1的表面镀有增透膜。如此设置，窗口1可以起到防尘和减弱背景光的目的。所述的扩束望远镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，其特征在于：包括窗口(1)、扩束望远镜镜组(2)、中继快速扫描器(3)、压缩望远镜镜组(4)、四分之一波片(6)、偏振分光棱镜(7)、激光发射机构、激光接收机构和外壳；所述的外壳上开有通孔，窗口(1)安装在外壳的通孔内；所述的扩束望远镜镜组(2)、中继快速扫描器(3)、压缩望远镜镜组(4)、四分之一波片(6)、偏振分光棱镜(7)、激光发射机构和激光接收机构安装在外壳的内部；扩束望远镜镜组(2)与窗口(1)相邻放置，并且所述窗口(1)设置于扩束望远镜镜组(2)的左方；所述的中继快速扫描器(3)置于扩束望远镜镜组(2)的右方，中继快速扫描器(3)的下方安装有压缩望远镜镜组(4)，压缩望远镜镜组(4)的右侧依次安装有四分之一波片(6)、偏振分光棱镜(7)和激光发射机构，偏振分光棱镜(7)的上方安装有激光接收机构；所述的激光发射机构包括发射整形透镜(8)和发射光源(9)；所述的激光接收机构包括偏振滤光片(10)、分光棱镜(11)、定位透镜(12)、四象限探测器(13)、通信透镜(14)和通信探测器(15)。/n

【技术特征摘要】
1.一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，其特征在于：包括窗口(1)、扩束望远镜镜组(2)、中继快速扫描器(3)、压缩望远镜镜组(4)、四分之一波片(6)、偏振分光棱镜(7)、激光发射机构、激光接收机构和外壳；所述的外壳上开有通孔，窗口(1)安装在外壳的通孔内；所述的扩束望远镜镜组(2)、中继快速扫描器(3)、压缩望远镜镜组(4)、四分之一波片(6)、偏振分光棱镜(7)、激光发射机构和激光接收机构安装在外壳的内部；扩束望远镜镜组(2)与窗口(1)相邻放置，并且所述窗口(1)设置于扩束望远镜镜组(2)的左方；所述的中继快速扫描器(3)置于扩束望远镜镜组(2)的右方，中继快速扫描器(3)的下方安装有压缩望远镜镜组(4)，压缩望远镜镜组(4)的右侧依次安装有四分之一波片(6)、偏振分光棱镜(7)和激光发射机构，偏振分光棱镜(7)的上方安装有激光接收机构；所述的激光发射机构包括发射整形透镜(8)和发射光源(9)；所述的激光接收机构包括偏振滤光片(10)、分光棱镜(11)、定位透镜(12)、四象限探测器(13)、通信透镜(14)和通信探测器(15)。


2.根据权利要求1所述的一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，其特征在于：所述的窗口(1)是口径为30nm、厚度为5mm的石英玻璃，窗口(1)的表面镀有增透膜。


3.根据权利要求1所述的一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，其特征在于：所述的扩束望远镜镜组(2)为入瞳口径为10mm、出瞳口径为40mm、放大倍率为0.25、透镜材料为K9，透镜表面镀有增透膜的伽利略式望远镜，所述的扩束望远镜镜组(2)的中轴线与窗口(1)的中心轴线在同一条直线上，扩束望远镜镜组(2)的目镜一侧与窗口(1)相邻，扩束望远镜镜组(2)的物镜一侧与中继快速扫描器(3)相邻。


4.根据权利要求1所述的一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，其特征在于：所述的中继快速扫描器(3)的扭矩为0.22N-m，扫描角度范围为±10°，中继快速扫描器(3)的反光表面与扩束望远镜镜组(2)的光轴夹角为45°，中继快速扫描器(3)的反光表面与压缩望远镜镜组(4)的光轴夹角为60°。


5.根据权利要求1所述的一种机载点对点快速跟踪激光通信装置，其特征在于：所述的压缩望远镜镜组(4)包括物镜、目镜和折叠反射镜(5)，折叠反射镜(5)是口径为40mm、厚度为8mm、表面镀有金属反射膜的石英玻璃，折叠反射镜(5)置于物镜和目...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛华兰，丛聪，郭鹏，韩丽丽，
申请(专利权)人：哈尔滨天陆智成光电科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23