[实用新型]一种测量跟瞄系统干扰抑制带宽的装置

说明书

技术领域

本专利涉及跟踪控制系统指标的测量，具体涉及一种跟瞄系统干扰抑制带宽的测量，可用于空间光通信中跟瞄系统对平台振动抑制能力的评价。

背景技术：

空间光通信中需要建立精确的光链路，光链路会受到不同因素的干扰，主要包括平台之间的相对运动以及平台自身的微振动。空间光通信的链路建立采用捕获、跟踪、瞄准系统，简称跟瞄系统，跟瞄系统一般采用复合轴控制架构，因此可以对平台相对运动产生的低频、大范围扰动进行有效的抑制。而平台自身的微振动具有干扰频率高的特点，是影响跟瞄系统精度的最主要误差源，因此跟瞄系统的干扰抑制带宽是该系统的重要参数。

目前常用的测量干扰抑制带宽的方法有理论仿真方法、根据系统控制带宽推算方法等，均为间接测量，无法反映实际的系统状态。

发明内容：

为了解决背景技术中存在的技术问题，本专利提出一种直接测量跟瞄系统干扰抑制带宽的装置，简单易行。通过产生不同频率的信标光角度干扰，测量跟瞄系统的跟踪残差，经过数据拟合得到跟瞄系统的干扰抑制幅度曲线。

本专利的测试装置如附图1所示，包括平行光管1、信标光激光器2、压电陶瓷快速反射镜3、压电陶瓷驱动器4、信号发生器5、被测跟瞄系统6。其特征在于：

所述信标光激光器2为光纤激光器，光纤端面位于平行光管1的焦面处；所述信标光激光器2发出的激光经过压电陶瓷快速反射镜3后进入平行光管1，由平行光管1产生平行光束，进入被测跟瞄系统6；所述信号发生器5产生输入信号给压电陶瓷驱动器4，驱动压电陶瓷快速反射镜3进行偏转运动。

测量跟瞄系统干扰抑制带宽的步骤如下：

1.使用信号发生器5产生频率为X的正弦信号，输入给压电陶瓷驱动器4驱动压电陶瓷快速反射镜3产生频率为X，幅度为θ的摆动。信标光激光器2的光纤端面距离压电陶瓷快速反射镜3镜面的距离为L，平行光管的焦面为f，则可产生频率为X，幅度为2Lθ/f的信标光角度干扰；

2.待测跟瞄系统6跟踪步骤1产生的信标光，此时的系统跟踪残差也为正弦信号，残差对应的角度幅度为θ′。则表明在频率为X时，跟瞄系统对干扰的抑制能力为D＝θ′f/(2Lθ)；

3.从低频开始依次增加步骤1中的干扰频率X，测量不同频率下待测跟瞄系统6对干扰的抑制能力D(X)，进行数据的拟合，当D(X₀)＝0时，X₀即为待测跟瞄系统6的干扰抑制带宽。

本专利有如下有益效果：

1.使用压电陶瓷快速反射镜产生干扰信号，覆盖的频率范围大，测量精度高；

2.不仅能够测量得到跟瞄系统的干扰抑制带宽，还可以得到从低频到高频的完整干扰抑制曲线，对系统的测试更充分。

附图说明：

图1是测试系统示意图。图中1.平行光管，2.信标光激光器，3.压电陶瓷快速反射镜，4.压电陶瓷驱动器，5.信号发生器，6.被测跟瞄系统。

图2是跟瞄系统对干扰的抑制曲线。

具体实施方式：

下面结合附图对本专利的具体实施方式作进一步的详细说明。

测试装置组成及连接如附图1所示，各组成的参数描述为：

1)平行光管1：焦距f＝4m，口径0.3m；

2)信标光激光器2：波长671nm，发射功率可调；

3)压电陶瓷快速反射镜3：采用PI的S330系列产品，最大偏置角度10mrad；镜面距离信标光激光器2光纤端面的距离为L＝0.1m；

4)压电陶瓷驱动器4：采用哈尔滨芯明天公司的压电驱动器，支持闭环控制；

5)信号发生器5：采用泰克AFG3021C型号，采样率250M/s；

被测跟瞄系统6放置在测试装置前，具体测试步骤为：

1)信号发生器5首先产生频率为2Hz，幅度为5V的正弦波。正弦波输出给压电陶瓷驱动器4，驱动压电陶瓷快速反射镜3进行周期性偏转，偏转幅度θ为5mrad；

2)信标光经过平行光管1后的最终干扰频率为2Hz，干扰角度的幅度为

3)被测跟瞄系统6对信标光进行跟踪，记录跟踪残差为6.1μrad，因此在2Hz处，跟瞄系统对干扰的抑制能力为D(2Hz)＝6.1μrad/0.5mrad＝0.012；

4)依次增大干扰的频率为5Hz、10Hz、20Hz、50Hz、100Hz、120Hz、150Hz、200Hz，并根据干扰的频率适当降低干扰的角度幅度，测量得到跟瞄系统对不同频率干扰的抑制能力为：