[实用新型]一种轻小型空间激光通信终端粗跟踪装置

说明书

为了解决现有粗跟踪装置因其体积大、重量大、精度低而无法适用于小卫星光通信终端的技术问题，本实用新型提供了一种轻小型空间激光通信终端粗跟踪装置。本实用新型采用柔性铰链将光端机与基座相连，采用线型促动器对光端机进行两点驱动的调节方式，避免了使用俯仰方位框架带来的体积大、重量大的问题；由于线型促动器推力大、体积小、重量轻、位移精度高，其重量可控制在1Kg以内，而柔性铰链重量在0.5Kg以内，加上必要的连接关节，粗跟踪装置总重量可控制在2～3Kg。

技术领域

本实用新型属于光电跟踪捕获领域，涉及一种光电跟瞄装置，具体涉及一种的空间激光通信终端粗跟踪装置。

背景技术

小卫星光通信终端由于其低SWaP(Size、Weight and Power)、开发周期短、星上资源消耗少的特点，被国内外广泛研究和应用。小卫星空间激光通信一般先通过卫星调姿进行光轴初始对准，然后通过粗跟踪的方式补偿误差角，这样降低了光通信载荷的任务需求，所以小卫星光通信载荷具有天线口径小(小于100mm)、体积小、重量轻的特点，这便对光通信终端粗跟踪系统提出了更高的要求。

现有的粗跟踪结构一般采用的结构有潜望式、O型架式、经纬仪式或摆镜式。潜望式适用于100mm～150mm口径光端机；O型架式适用于200mm～300mm大口径的光端机；摆镜式需要安装空间较大；经纬仪式偏转范围较大(90°～180°)，适用于需要大角度调节的卫星光端机，而且重量大、体积大，无法适用于小卫星光通信终端，并且这几种结构的粗跟踪装置都采用机械轴，由于齿轮有回转间隙、空回、摩擦的问题，会造成光轴指向误差。

实用新型内容

为了解决现有粗跟踪装置因其体积大、重量大、精度低而无法适用于小卫星光通信终端的技术问题，本实用新型提供了一种轻小型空间激光通信终端粗跟踪装置。

本实用新型的技术方案是：

一种轻小型空间激光通信终端粗跟踪装置，应用于小卫星光通信系统中；所述小卫星光通信系统包括卫星体；所述粗跟踪装置包括光端机和基座；其特殊之处在于：

还包括二自由度柔性铰链、方位轴线型促动器和俯仰轴线型促动器、第一电涡流位移传感器和第二电涡流位移传感器、线型促动器的驱动器和电涡流位移传感器的前置器；

光端机通过所述二自由度柔性铰链安装在基座上；所述二自由度柔性铰链的回转中心与光端机的回转中心重合；

方位轴线型促动器与俯仰轴线型促动器的结构相同；所述方位轴线型促动器包括动子、柔性杆和定子；动子的一端与柔性杆的一端连接；柔性杆的另一端与光端机安装面连接；动子的另一端伸入定子内，动子外缠绕有线圈，线圈和定子之间设置有永磁体；

方位轴线型促动器与俯仰轴线型促动器的柔性杆均与光端机相连，定子均用于将促动器整体与所述卫星体相连接；方位轴线型促动器与俯仰轴线型促动器位于光端机回转中心的0°与90°方位，且二者到光端机回转中心的距离相等；

第一电涡流位移传感器和第二电涡流位移传感器的结构相同，均安装于所述卫星体上；第一电涡流位移传感器用于检测光端机在第一电涡流位移传感器所对应检测点处的线位移，第二电涡流位移传感器用于检测光端机在第二电涡流位移传感器所对应检测点处的线位移；第一电涡流位移传感器的安装中心、所述俯仰轴线型促动器的安装中心以及光端机的回转中心三者共线；第二电涡流位移传感器的安装中心、方位轴线型促动器的安装中心以及光端机的回转中心三者共线；第一电涡流位移传感器和第二电涡流位移传感器到光端机回转中心的距离相等；

驱动器用于驱动所述方位轴线型促动器与俯仰轴线型促动器动作；前置器用于将所述第一电涡流位移传感器和第二电涡流位移传感器的探测信号进行放大、滤波处理；驱动器和前置器均安装在所述基座上。

进一步地，上述二自由度柔性铰链的切割截面为抛物线型、双曲线型、cartwheel型或椭圆形。