[发明专利]激光链路通信测量复合系统

权利要求书

1.一种激光链路通信测量复合系统，包括光学天线、二维转台、目镜、快反镜1、快反镜(2)、分束镜(1)、分束镜(2)、分束镜(3)、精跟瞄模块、粗跟踪模块、自适应光学模块、通信与测量处理模块和地面/卫星平台综合电子管理与处理模块，其特征在于：光学天线将接收的远距离发出的携带调制信息、粗跟踪信标与精跟踪信标的综合光信号，通过发射端二维转台窗口前端的目镜送入快反镜(1)，反射光通过分束镜(1)将综合光信号的粗跟踪频段的光束分束成两路，一路经过分束镜(1)透射入分束镜(2)将粗跟踪频段的光束透射入粗跟踪模块，粗跟踪模块提取目标位置粗脱靶量，并根据内置控制算法对二维转台施加控制电压，控制二维转台在俯仰与水平方向转动；另一路综合光信号通过分束镜(1)将目标引入精跟踪模块视场范围内，将综合光信号透射入精跟踪模块提取目标位置精脱靶量，并根据内置控制算法对快反镜(1)施加控制电压，控制精视场光斑的整体偏移，并将该光斑引入精跟踪视场的中心，获得目标角度信息，粗跟踪模块和精跟踪模块将提取的目标位置精脱靶量送入地面/卫星平台综合电子管理与处理模块，完成目标捕获与瞄准功能和建立通信链路,同时利用通信信息帧中的特定字符宽度与特定字符数目对飞行器距离与速度进行测量。

2.根据权利要求1所述的激光链路通信测量复合系统，其特征在于：自适应光学模块、粗跟踪模块、精跟踪瞄准模块、通信与测量处理模块与地面/卫星平台综合电子管理与处理模块互连，由地面/卫星平台综合电子管理与处理模块对上述模块的工作状态与信息进行控制和传输。

3.根据权利要求1所述的激光链路通信测量复合系统，其特征在于：综合光信号中的通信频段光束经过分束镜(2)反射进入自适应光学模块，先后经变形镜与快反镜(2)反射后进入分束镜(3)，分束镜(3)将携带通信频段的信号光透射入波前传感器，计算出光斑质心，得到光斑斜率误差，并将斜率误差送入波前控制器计算出控制电压量，并分别送入变形镜与快反镜(2)进行闭环控制，通过波前控制器对光束整体倾斜与畸变进行校正后，由分束镜(3)透射的携带通信频段的信号光进入通信与测量模块，经解调后得到信息与测距数据，后续经通信与测量处理模块计算后得到飞行器速度信息，完成通信数据接收与测量过程，并将信息帧转发至地面站的接收端。

4.根据权利要求3所述的激光链路通信测量复合系统，其特征在于：地面站的接收端通过测量信息帧中的特定字符宽度与特定字符数目N，获取时间差t，并通过公式R＝(c×t)/2＝(c×N×t)/2解算出距离信息R，其中c为光在介质中的传播速度，进而在地面站求出飞行器速度。

5.根据权利要求1所述的激光链路通信测量复合系统，其特征在于：进行通信时，发射端发出携带测距信息的自定义帧格式信号，并以测距帧作为发送端本地计时触发信号开始计时，经过一段时间，接收端接收并检测到该测距帧后，再将该信息帧转发至发送端，如此反复，得到激光测距帧的飞行时间，从而利用公式R＝(c×t)/2＝(c×N×t)/2解算出距离值，进而通过上述计算公式得到飞行器速度信息。

6.根据权利要求1所述的激光链路通信测量复合系统，其特征在于：包含窄带滤光片、粗探测器、控制器和粗探测器的粗跟踪模块对目标位置粗脱靶量进行探测，并根据控制算法，对二维转台施加控制电压，控制二维转台在俯仰与水平方向转动，将目标引入精跟踪模块视场范围内；精跟踪瞄准模块提取目标位置精脱靶量，并根据控制算法，控制精视场光斑的整体偏移，并将光斑引入精跟踪视场的中心，获得目标角度信息。

7.根据权利要求1所述的激光链路通信测量复合系统，其特征在于：地面/卫星平台综合电子管理与处理模块由1:1冗余备份的两块宇航级CPU+FPGA板卡组成，为飞行器或地面电子系统管理控制指令的接收、解译，提供处理和接口互连，通过上层软件实现对整星电子系统的状态监控、资源监控、热控管理。