[发明专利]一种基于旋转双棱镜的复合轴跟踪系统

摘要

本发明提供了一种基于旋转双棱镜的复合轴跟踪系统，可以实现对快速运动目标的高精度跟踪，该装置包括旋转双棱镜跟踪控制装置、成像组件、快速反射镜跟踪装置和探测器，该系统通过控制旋转双棱镜实现运动目标的快速跟踪，目标进入成像组件后被成像到探测器上，根据目标在探测器上的脱靶量控制快速反射镜偏转，将目标稳定闭环到探测中心，从而实现对快速运动目标的高精度跟踪。

主权项

一种基于旋转双棱镜的复合轴跟踪系统，其特征在于：由旋转双棱镜组件、成像组(5)、快速反射镜跟踪装置(6)、探测器(7)和控制器(8)组成；旋转双棱镜组件包括第一棱镜(1)、第二棱镜(2)、第一电机(3)和第二电机(4)；其中，旋转双棱镜实现对运动目标的粗跟踪，快速反射镜跟踪装置实现对目标的精跟踪；旋转双棱镜实现对运动目标的第一级跟踪，快速反射镜跟踪装置实现对目标的第二级跟踪；其跟踪工作流程包括以下步骤：步骤1)、判断目标是否处于棱镜工作盲区，在工作盲区，则执行第4步，不在工作盲区，则执行第2步；步骤2)、根据目标引导数据、第一棱镜(1)的方位角θ1和第二棱镜(2)的方位角度θ2由控制器(8)计算第一棱镜(1)和第二棱镜(2)的转角Δθ1，Δθ2；步骤3)、控制器(8)根据第一棱镜(1)和第二棱镜(2)的转角Δθ1、Δθ2计算第一电机(3)和第二电机(4)的控制量V1，V2使得第一棱镜(1)和第二棱镜(2)分别转动Δθ1和Δθ2，将目标光线偏折到成像组(5)的视场中心区域；步骤4)、成像组(5)将目标光线成像探测器(7)上，控制器(8)计算目标的脱靶量Δx和Δy；步骤5)、控制器(8)利用目标的脱靶量Δx和Δy计算出快速反射镜跟踪装置(6)的控制量Vx、Vy；步骤6)、快速反射镜跟踪装置(6)根据其控制量Vx、Vy将目标稳定闭环到探测器(7)的视场中心，从而实现对目标的高精度闭环跟踪，跟踪精度0.1～3μrad；该基于旋转双棱镜的复合轴跟踪系统结构紧凑、体积小、转动惯量低、响应非常迅速，并且控制带宽很高，能实现对运动目标的快速高精度跟踪；跟踪精度很高，并且没有跟踪盲区。