[发明专利]单点支撑小型化卫星激光通信收发共用天线装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线结构。

背景技术

卫星激光通信终端小型化程度最好的光机结构为后背式结构，如图1所示。该种卫星 激光通信终端系统中光学天线口径及其装置结构决定卫星激光通信系统的体积和重量。这 种卫星激光通信系统光机结构主要特点：1.光学天线采用双反射式的卡塞格伦光学天线； 2.次镜通常采用三脚架或四脚架的型式支撑；3.子光路元件分布在主镜背面，即后背式结构。 该种安装结构传统上主镜和次镜都安装在基板上，次镜支架安装在主镜边缘外，所以光学 天线机械口径尺寸应该是主镜口径、次镜安装圈、遮光筒三者之和，光学天线这种光机结 构增加了光学天线机械结构尺寸，因此也相应地增加了终端的体积和重量。

发明内容

本发明是为了解决背式天线结构终端的体积大和重量过重影响卫星激光通信系统通信 性能的问题，提出了一种单点支撑小型化卫星激光通信收发共用天线装置。

本发明所述的单点支撑小型化卫星激光通信收发共用天线装置，该装置包括基板1、 主镜2、次镜3、圆筒形次镜单点支架4、次镜座5、遮光筒6、发射光纤头7、发射整形透 镜组8、接收聚焦透镜组9、接收探测器10和分色镜11；

主镜2固定在在基板1的上表面，基板1和主镜2的中心均开有通孔，主镜2的中心 通孔与基板1中心通孔相对应；主镜2为向上的非球面凹面；

遮光筒6的一端垂直固定在基板1的上表面，遮光筒6的中心轴与主镜2的光轴重合， 且遮光筒6套设在主镜2的外侧；

圆筒形次镜单点支架4的一端穿过主镜2中心的通孔与基板1垂直连接，圆筒形次镜 单点支架4的另一端与次镜座5的下端固定连接，圆筒形次镜单点支架4的顶端侧面有通 光空隙，次镜3固定在次镜座5的下侧的镜座内，次镜3与主镜2相对设置，次镜3的光 轴与主镜2的光轴重合；

发射整形透镜组8与接收聚焦透镜组9均固定在基板1的下表面，发射光纤头7用于 向发射整形透镜组8发射激光信号；分色镜11设置在基板1中心通孔的正下方；

发射光纤头7发射的激光经发射整形透镜组8整形后发射至分色镜11，经分色镜11 反射后的激光信号穿过基板1和主镜2的中心通孔入射至次镜3，经次镜3反射后的激光 信号入射至主镜2上表面，经主镜2反射后激光信号发射出去；

接收光信号入射至主镜2的上表面，经主镜2上表面反射后的光信号入射至次镜3， 经次镜3反射后的光信号通过圆筒形次镜单点支架4、基板1和主镜2的中心通孔入射至 分光镜11，经分色镜11透射后入射至接收聚焦透镜9，经接收聚焦透镜9聚焦后入射至接 收探测器10的感光面上。

本发明装置基板口径为320mm，传统装置基板半径为332mm，通常基板材料采用钛合 金TC4，密度为4.44x10^-6kg/mm³，厚度为20mm，相比传统装置，本发明小型化装置基板 体积减小4.92x10⁵mm³，质量减小2.18kg，由此可知，本发明装置非常有利于卫星激光通 信终端小型化设计。并且本小型化装置，主镜与基板接触面积较小，相比传统装置接触半 径仅为二分之一，这样基板受外力导致的形变对主镜的影响也减小为原来的二分之一，相 应提高了力学性能。由于次镜支架分为两部分，使得支脚部分变短，加强了机械强度，并 且可以将支脚部分轻量化，减小能量遮挡，能量利用率提高2％。

附图说明

图1为现有卫星激光通信终端小型化程度最好的光机结构为后背式结构示意图，图中， 1为基板、2为主镜、3为次镜、5为次镜座、6为遮光筒、7为发射光纤头、8为发射整形 透镜组、9为接收聚焦透镜组、10为接收探测器、11为分色镜、12为主镜固定框、13为 次镜支架；

图2为本发明所述的单点支撑小型化卫星激光通信收发共用天线装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图2说明本实施方式，本实施方式所述的单点支撑小型化卫星 激光通信收发共用天线装置，该装置包括基板1、主镜2、次镜3、圆筒形次镜单点支架4、 次镜座5、遮光筒6、发射光纤头7、发射整形透镜组8、接收聚焦透镜组9、接收探测器 10和分色镜11；