[实用新型]一种航空激光通信系统

权利要求书

1.一种航空激光通信系统，其特征在于：包括

至少一个星载系统，安装于卫星上，包括光端机和电控箱；

至少一个机载系统，安装于飞行器上，包括光端机、电控箱、用于安装所述光端机和电控箱的支架；

以及至少一个地面系统，设置于地面，包括光端机和电控箱；

所述星载系统用于实现与机载系统以及地面系统的双向激光通信；

所述星载系统、机载系统和地面系统均包括用于初始指向的定位系统，并且所述星载系统、机载系统和地面系统的光端机均包括通信发射模块，通信接收模块，捕获瞄准跟踪模块以及光学天线；

所述通信发射模块发出的光通过捕获瞄准跟踪模块后通过光学天线发出；

光学天线接收到的光通过捕获瞄准跟踪模块后通过通信接收模块进行接收；

所述捕获瞄准跟踪模块实现与通信对方的光端机之间的激光通信链路的建立和保持。

2.如权利要求1所述的航空激光通信系统，其特征在于：

所述通信发射模块包括信号光源、信标光源、发射光学系统和光调制器，所述信标光源发出的光经过发射光学系统后进入捕获瞄准跟踪模块，所述信号光源发出的光经过光调制器后通过发射光学系统进入捕获瞄准跟踪模块；

所述通信接收模块包括接收光学系统和光解调器，通过光学天线接收的光信号经过捕获瞄准跟踪模块后进入接收光学系统后到达光解调器，进行光信号的解调。

3.如权利要求1所述的航空激光通信系统，其特征在于：

所述捕获瞄准跟踪模块包括第一信号处理器、第二信号处理器和瞄准控制系统，所述第一信号处理器用于将经过捕获瞄准跟踪后产生的光程差信号传递给发射光学系统，并且向光学天线传递捕获跟踪控制信号，所述第二信号处理器用于从接收光学系统提取误差信号并且反馈给瞄准控制系统，并且向光学天线传递跟踪瞄准控制信号。

4.如权利要求3所述的航空激光通信系统，其特征在于：

所述瞄准控制系统包括粗瞄模块、精瞄模块和提前瞄准模块，所述粗瞄模块用于捕获和粗跟踪，所述精瞄模块用于补偿粗瞄模块的瞄准误差以及跟踪过程中的干扰，所述提前瞄准模块用于补偿链路过程中在光束弛豫时间内双方光端机之间的相对位移。

5.如权利要求4所述的航空激光通信系统，其特征在于：

所述粗瞄模块包括万向转台、粗瞄控制器和粗瞄探测器，粗瞄控制器用于调整万向转台的瞄准方向，粗瞄探测器用于接收光学天线接收到的对方光束，并且根据该对方光束判断捕获是否成功以及测定对方光束的到达方向，并且通过控制粗瞄控制器进一步调整万向转台使光板进入精瞄探测器的视域范围。

6.如权利要求1-5中任一项所述的航空激光通信系统，其特征在于：所述地面系统(30)中的光学天线采用天线阵列。

7.如权利要求1-5中任一项所述的航空激光通信系统，其特征在于：所述机载系统还包括套设在整个机载系统外侧的整流罩，所述支架具有减振作用，所述整流罩为透明密封整流罩。

8.如权利要求1-5中任一项所述的航空激光通信系统，其特征在于：所述支架包括至少两个相互嵌套的框架，每个框架均具有能够绕着旋转的轴，并且该每个框架各自的轴的方向不平行，减振器设置于框架之间，以及支架与其安装的飞行器之间。

9.如权利要求1-5中任一项所述的航空激光通信系统，其特征在于：所述光学天线包括旋转抛物面反射镜和中继光学系统，所述旋转抛物面反射镜由多个反射镜拼接而成。

10.如权利要求1-5中任一项所述的航空激光通信系统，其特征在于：所述卫星为静止轨道卫星、低轨道卫星或者是上述多个同类或者不同类卫星组成的组合星座；所述飞行器为民航客机、军用飞机、高空气球或固定翼无人机。