本实用新型专利技术公开了一种小尺寸快速响应激光通信装置，包括：可调支架、安装在所述可调支架上的防尘外壳和设置在防尘外壳内的通信组件；所述通信组件包括光学天线、二维振镜、分光镜、四象限探测器、信号收发装置以及控制模块；当信号光经透镜采集，经过二维振镜反射，再经过分光镜分成两束，其中一束聚焦在信号收发装置的接收端面，另一束聚焦在四象限探测器上。通过所述控制模块对四象限探测器传来的四路电信号进行整合计算，并根据计算结果来动态调整二维振镜的反射角度，使光斑完成对准，从而实现激光网桥的搭建。本实用新型专利技术体积小，响应速度快，能够有效的监测光斑位置，并实时对大气湍流和机器抖动产生的光斑飘移起到良好的补偿作用。补偿作用。补偿作用。
【技术实现步骤摘要】
一种小尺寸快速响应激光通信装置
[0001]本技术属于无线光通信设备
，具体涉及一种小尺寸快速响应激光通信装置。
技术介绍
[0002]无线激光通信具有很多优点，例如通信容量巨大、传输速率快、隐蔽性好、不容易被窃听和干扰、无需频谱许可等，是未来高速大容量信息传输的重要模式之一，已成为各国通信领域高度认可的通信解决方案之一，同时在各个领域也获得了较为广泛的应用，尤其是在军用领域。但由于激光具有光束窄、方向性强等特点，要求通信之间必须无障碍物，任何遮挡都将影响甚至中断通信，而且在大气媒介中的传输时会受到混浊大气和湍流大气的干扰。其中，湍流是主要干扰源，它主要存在于大气对流层和平流层的交界处，由一系列尺度、密度不同的气团涡流组成。这些涡流运动轨迹，尺寸不断变化，能量分布不均，导致激光在湍流区域的折射率处于无规律变化中。激光在其中传输会出现强度衰减、焦点偏移和离焦、球差、像散等问题，严重影响通信质量。
[0003]为了减小激光在大气信道中传输时因大气折射率起伏的影响而出现光斑抖动、光束飘移等现象对光信号的正常接收造成不利影响，保证信号光束指向的精确性。光束的捕获、对准和跟踪(Acquisition Pointing and Tracking，APT)就成为一个关键的问题。APT系统是建立并维持精确、可靠的无线激光通信链路的前提，可以这样说，没有APT系统，无线激光通信就无法实现。
[0004]但由于传统的APT系统大都是利用大型的伺服转台，通过直接移动巨大的光学天线，来实现捕获、对准和跟踪功能，响应速度慢。而且传统的APT系统结构复杂，体积庞大，不易组装和运输，部署时间长，很难在短时间内建立有效的无线激光通信链路。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于针对现有APT系统重量体积较大、响应速度慢的问题，提出一种技术方案，在保证APT对焦精度的前提下缩减光学捕获、对准和跟踪结构占用的体积，提高响应速度。
[0006]本技术是这样实现的：
[0007]一种小尺寸快速响应激光通信装置，包括：可调支架、安装在所述可调支架上的防尘外壳和设置在所述防尘外壳内的通信组件；所述通信组件包括光学天线、二维振镜、分光镜、四象限探测器、信号收发装置以及控制模块；所述防尘外壳的正面壁板上开有通光孔，对应的，所述光学天线设置在所述通光孔后，用于采集从对方发射光源射来的激光光束，所述二维振镜设置在所述光学天线后方以将采集到的激光光束反射给分光镜，通过所述分光镜能够将二维振镜反射过来的单束激光分成两束，并分别聚焦到信号收发装置的接收端面和四象限探测器的感光面上，所述控制模块能够对四象限探测器传来的四路电信号进行整合计算，并将计算结果以控制电信号的形式发送给二维振镜，来动态调整所述二维振镜的
反射角度，使光斑与信号收发装置的接收端面完成对准，从而实现激光网桥的搭建。
[0008]优选的，所述光学天线包括一个非球面凸透镜。
[0009]优选的，所述分光镜为滤波片，所述滤波片的中心波长与信号光的波长相对应。
[0010]优选的，所述信号收发装置包括激光器和三端口光纤环形器，所述三端口光纤环形器包括端口Ⅰ、端口Ⅱ和端口Ⅲ三个端口，能够将从端口Ⅰ输入的光信号传输到端口Ⅱ，将从端口Ⅱ输入的光信号传输到端口Ⅲ，所述端口Ⅰ与所述激光器相连，所述端口Ⅱ设置在所述分光镜正后方，以对信号光进行接收和发射。
[0011]优选的，还包括设置在所述防尘外壳底部并与所述信号收发装置的端口Ⅲ相连的光放大器，以将输出的光信号进行放大。
[0012]优选的，还包括起指示作用的信标光源，所述信标光源发出的信标光与所述信号收发装置发出的信号光平行，用于辅助跟踪对准。
[0013]优选的，所述可调支架为三脚架，包括三根可伸缩的脚管和一个能够进行水平俯仰角度调节的云台，所述防尘外壳通过螺栓可拆卸固定在所述云台上。
[0014]优选的，还包括安装在所述防尘外壳顶部用于辅助工作人员进行观察和粗对准的长焦相机。
[0015]优选的，所述通光孔处设有透明保护板以防止通信组件受到雨水和灰尘的侵袭。
[0016]优选的，还包括用于保证所述透明保护板干净透亮的雨刷器，所述雨刷器包括雨刷电机，固定安装在所述雨刷电机输出轴上的刷杆和安装在所述刷杆末端的刷头。
[0017]优选的，所述刷杆包括两根相互铰接的第一刷杆和第二刷杆，所述第一刷杆端部与所述雨刷电机的输出轴固定相连，所述第二刷杆端部与所述刷头相连，并且所述第一刷杆和所述第二刷杆相互铰接处还设有弹簧，使刷头能够在弹力作用下压在所述透明保护板上。
[0018]本技术提供的这种小尺寸快速响应激光通信装置有益效果是：
[0019]1.能够有效的监测光斑位置，并实时对大气湍流和机器抖动产生的光斑飘移起到良好的补偿作用。
[0020]2.在保证APT对焦精度的前提下大大缩减了光学聚焦结构占用的体积。
[0021]3.在保证APT对焦精度的前提下大大提高了APT系统的响应速度。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0023]图1为本技术实施例提供的一种小尺寸快速响应激光通信装置的整体结构示意图；
[0024]图2为本技术实施例提供的一种小尺寸快速响应激光通信装置中通讯组件的结构示意图；
[0025]图3为本技术实施例提供的一种小尺寸快速响应激光通信装置中通讯组件的俯视图；
[0026]图4为本技术实施例提供的一种小尺寸快速响应激光通信装置中雨刷器的结构示意图；
[0027]图5为本技术实施例提供的一种小尺寸快速响应激光通信装置的工作原理流程图。
[0028]图中：1
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防尘罩，101
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透明保护板，2
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底板，3
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支撑架，4
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安装板，5
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控制模块，6
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信标光源，7
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镜架，8
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光学天线，9
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二维振镜，10
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分光镜，11
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信号收发装置，12
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四象限探测器，121
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信号输出接口，13
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光放大器，14
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长焦相机，15
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脚管，16
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云台，17
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雨刷器，171
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雨刷电机，172
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第一刷杆，173
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第二刷杆，174
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刷头，18
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种小尺寸快速响应激光通信装置，其特征在于，包括：可调支架、安装在所述可调支架上的防尘外壳和设置在所述防尘外壳内的通信组件；所述通信组件包括光学天线、二维振镜、分光镜、四象限探测器、信号收发装置以及控制模块；所述防尘外壳的正面壁板上开有通光孔，对应的，所述光学天线设置在所述通光孔后，用于采集从对方发射光源射来的激光光束，所述二维振镜设置在所述光学天线后方以将采集到的激光光束反射给分光镜，通过所述分光镜能够将二维振镜反射过来的单束激光分成两束，并分别聚焦到信号收发装置的接收端面和四象限探测器的感光面上，所述控制模块能够对四象限探测器传来的四路电信号进行整合计算，并将计算结果以控制电信号的形式发送给二维振镜，来动态调整所述二维振镜的反射角度，使光斑与信号收发装置的接收端面完成对准，从而实现激光网桥的搭建。2.如权利要求1所述的一种小尺寸快速响应激光通信装置，其特征在于：所述信号收发装置包括激光器和三端口光纤环形器，所述三端口光纤环形器包括端口Ⅰ、端口Ⅱ和端口Ⅲ三个端口，能够将从端口Ⅰ输入的光信号传输到端口Ⅱ，将从端口Ⅱ输入的光信号传输到端口Ⅲ，所述端口Ⅰ与所述激光器相连，所述端口Ⅱ设置在所述分光镜正后方，以对信号光进行接收和发射。3.如权利要求2所述的一种小尺寸快速响应激光通信装置，其特征在于：还包括设置在所述防尘外壳底部并与所述信号收发装置的端口Ⅲ相连的光放大器，以将输出的光信号进行功率放大。4.如权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾勇，沈天浩，梁赫西，夏亚辉，胡源，
申请(专利权)人：武汉六博光电技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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