[发明专利]一种卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正装置及方法

权利要求书

1.一种卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正装置，其特征在于：包括外标校发射支路(1)、标校反射器(2)、粗指向机构(3)、光学天线(4)、精指向机构(5)、分光片Ⅰ(6)、分光片Ⅱ(7)、分光片Ⅲ(8)、超前瞄机构Ⅰ(9)、信号内标校发射支路(10)、超前瞄机构Ⅱ(11)、信标内标校发射支路(12)、通信接收支路(13)、通信探测器(14)、捕跟接收支路(15)、捕跟探测器(16)、通信收发机(17)、终端控制器(18)；

所述终端控制器(18)用于接收遥控遥测指令，控制通信收发机(17)开启自标校工作模式；

所述通信收发机(17)与外标校发射支路(1)、信号内标校发射支路(10)、信标内标校发射支路(12)和通信探测器(14)分别通信；

所述外标校发射支路(1)发射的激光依次经过粗指向机构(3)、光学天线(4)、精指向机构(5)、分光片Ⅰ(6)到达分光片Ⅲ(8)；所述分光片Ⅲ(8)将激光分为两路，其中一路经捕跟接收支路(15)到达捕跟探测器(16)；另一路经通信接收支路(13)到达通信探测器(14)；所述外标校发射支路(1)发射的激光中包含同时发射的信标激光和信号激光；

信号内标校发射支路(10)和信标内标校发射支路(12)同时发射激光；

信号内标校发射支路(10)发射的激光经过超前瞄机构Ⅰ(9)到达分光片Ⅱ(7)；

信标内标校发射支路(12)发射的激光经过超前瞄机构Ⅱ(11)也到达分光片Ⅱ(7)；

分光片Ⅱ(7)将从超前瞄机构Ⅰ(9)和超前瞄机构Ⅱ(11)接收的激光合束；合束激光依次经过分光片Ⅰ(6)、精指向机构(5)、光学天线(4)、粗指向机构(3)到达标校反射器(2)；

经标校反射器(2)反射后激光折返，依次经过粗指向机构(3)、光学天线(4)、精指向机构(5)、分光片Ⅰ(6)到达分光片Ⅲ(8)，所述分光片Ⅲ(8)将折返激光分为两路，其中一路经捕跟接收支路(15)到达捕跟探测器(16)；另一路经通信接收支路(13)到达通信探测器(14)。

2.根据权利要求1所述的卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正装置，其特征在于：所述外标校发射支路(1)安装于粗指向机构(3)的停靠锁紧位置附近。

3.根据权利要求2所述的卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正装置，其特征在于：所述外标校发射支路(1)的通光口径为30mm，外标校发射支路(1)兼容1550nm和800nm波段激光准直发射，其发散角接近衍射理论极限。

4.根据权利要求1所述的卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正装置，其特征在于：所述标校反射器(2)安装于粗指向机构(3)的停靠锁紧位置附近。

5.根据权利要求4所述的卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正装置，其特征在于：所述标校反射器为角锥。

6.根据权利要求5所述的卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正装置，其特征在于：所述标校反射器(2)采用通光口径为40mm的内圆角锥，其综合角差小于1.5″。

7.根据权利要求4-6任一项所述的卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正装置，其特征在于：所述标校反射器(2)的结构件经过钛合金黑色阳极氧化处理。

8.利用权利要求1-7任一所述卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正装置的卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用外标校发射支路同时发射的信标激光和信号激光，外标定接收光轴位置；

步骤1)具体为：

1.1)粗指向机构指向外标校发射支路；

1.2)外标校发射支路同时发射信标激光和信号激光；

1.3)信标激光和信号激光经粗指向机构、光学天线、精指向机构、分光片Ⅰ(6)到达分光片Ⅲ(8)，所述分光片Ⅲ(8)将激光分为两路，其中一路经捕跟机构支路(15)到达捕跟探测器(16)；另一路经通信接收支路(13)到达通信探测器(14)；

1.4)在通信探测器能量最大时，记录精指向机构(5)的偏转位置和捕跟探测器(16)上的光斑位置；

1.5)通过步骤1.4)记录的两个位置即标定了接收光轴位置；

1.6)外标定接收光轴完成；

2)利用信标内标校发射支路(12)和信号内标校发射支路(10)同时发射的信标激光和信号激光，结合标校反射器的反射作用，内校正发射光轴位置；

步骤2)具体为：

2.1)粗指向机构由外标校发射支路方向转向标校反射器方向；

2.2)信标内标校发射支路(12)和信号内标校发射支路(10)同时发射信标激光和信号激光，信标激光和信号激光均依次经过内标校发射支路、分光片、光学天线、粗指向机构入射至标校反射器；

2.3)信标激光和信号激光经标校反射器反射后，依次经粗指向机构、光学天线、精指向机构、分光片Ⅰ(6)到达分光片Ⅲ(8)，所述分光片Ⅲ(8)将该激光分为两路，其中一路经捕跟接收支路(15)到达捕跟探测器(16)；另一路经通信接收支路(13)到达通信探测器(14)；

2.4)记录此时通信探测器的能量值和捕获探测器的光斑位置；

2.5)分别调整超前瞄机构Ⅰ(9)和超前瞄机构Ⅱ(11)，使捕跟探测器的光斑位置到达步骤1.5)记录的标定位置，并且通信探测器能量达到最大，此时得到校正后的信号发射光轴和信标发射光轴的位置；

2.6)内校正发射光轴完成。