[发明专利]深空光通信视轴高精度指向与跟踪装置及深空光通信装置

权利要求书

1.一种深空光通信视轴高精度指向与跟踪装置，其特征在于，其包括中心分光装置，所述中心分光装置的第一光路上设有第一光路组件、第二光路上设有第二光路组件，所述第一光路组件包括通信接收探测器和图像跟踪传感器，所述通信接收探测器用于接收通信光信号并且分别与所述图像跟踪传感器和所述中心分光装置连接；所述图像跟踪传感器用于计算出地面站和地球图像中心位置关系以确定光通信天线的指向；所述第二光路组件包括向所述第二光路的远端方向依次布置的平台振动检测单元和执行机构，所述平台振动检测单元用于三维姿态的测量，所述执行机构完成光束的偏转。

2.如权利要求1所述的深空光通信视轴高精度指向与跟踪装置，其特征在于，所述的深空光通信视轴高精度指向与跟踪装置还包括控制器，所述控制器连接并控制所述执行机构。

3.如权利要求2所述的深空光通信视轴高精度指向与跟踪装置，其特征在于，所述控制器为APT控制器；所述平台振动检测单元为INS惯性传感器；所述执行机构为PZT快速倾斜振镜，所述PZT快速倾斜振镜为高谐振频率光束偏转设备；所述APT控制器用于控制所述PZT快速倾斜振镜完成光束的偏转。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种深空光通信视轴高精度指向与跟踪装置，其特征在于，所述图像跟踪传感器为可见或红外焦平面阵列；所述通信接收探测器为Geiger模式光子计数器，所述通信接收探测器用于完成通信光信号的接收。

5.如权利要求4所述的深空光通信视轴高精度指向与跟踪装置，其特征在于，在所述通信接收探测器和所述图像跟踪传感器之间设置有可见光成像光学系统，所述可见光成像光学系统由聚焦透镜组成，用于将可见光成像在所述图像跟踪传感器上。

6.如权利要求1-3任一项所述的一种深空光通信视轴高精度指向与跟踪装置，其特征在于，所述深空光通信视轴高精度指向与跟踪装置还包括提前量监视探测系统，所述提前量监视探测系统包括第一分光片和提前量监视探测器，所述第一分光片将通信光的部分反射回所述提前量监视探测器，所述提前量监视探测器用于检测光束微调状态。

7.如权利要求6所述的深空光通信视轴高精度指向与跟踪装置，其特征在于，所述第一分光片与所述提前量监视探测器之间设有提前量检测光学系统，所述提前量检测光学系统由焦透镜组成，所述提前量检测光学系统把对应的通信光聚焦在所述提前量监视探测器上；所述提前量监视探测器为四象限探测器QPIN，所述四象限探测器QPIN用于完成对己方通信光的提前量探测。

8.一种深空光通信装置，其特征在于，所述深空光通信装置包括如权利要求1-7任一所述的一种深空光通信视轴高精度指向与跟踪装置，所述深空光通信装置还包括通信光发射激光器，所述通信光发射激光器与所述执行机构连接。

9.如权利要求8所述的深空光通信装置，其特征在于，所述深空光通信装置还包括光学系统，所述光学系统与所述中心分光装置连接，所述光学系统用于完成对可见光图像的成像、己方通信光的发射和对方通信光的接收；所述中心分光装置使可见光和对方通信光的95％以上的能量透过，使己方通信光95％以上的能量反射。

10.如权利要求8所述的深空光通信装置，其特征在于，还包括通信接收光学系统，所述通信接收光学系统由窄带滤波片和聚焦透镜组成，所述窄带滤波片用于使对方通信光在其中心波长±3nm范围内95％以上的能量透过，使其余波长的光透过率低于3％；所述聚焦透镜用于把对方的通信光聚焦在所述通信接收探测器上。

11.如权利要求8-10任一项所述的一种深空光通信装置，其特征在于，其还包括第一分光片和第二分光片，所述第一分光片和所述第二分光片均通过通信光发射光学系统与所述中心分光装置连接；所述通信光发射光学系统由发散透镜组成，所述通信光发射光学系统用于将己方通信光束的发散角，以便于对方光学系统接收；所述的第二分光片用于使可见光95％以上的能量透过，使对方通信光95％以上的能量反射。