[发明专利]星载低功耗光信标系统及其实现方法

摘要

本发明公开了一种基于微纳卫星的星载低功耗光信标系统及其实现方法。本发明提出的方案给出了针对半导体激光器波束张角和功率的优化方法，并利用信标单灯(经波束优化的半导体激光器)组成灯组提高输出光功率、不同安装角度的灯组分布阵列设计以及各光束之间交叠区域覆盖设计三种方法实现了对地面目标观测区域的组合覆盖，并有效地进行了冗余备份；各灯组之间采用定向分时切换逻辑，实时利用星下点经纬度进行开关逻辑控制，前后灯组间开关时间采用重叠设计，这些举措在保证对目标区域连续覆盖的基础上也大幅降低了系统功耗。本发明重点解决了星载高亮度主动发光信标问题，提出了一种有效降低功耗且可靠性高的解决方法，尤其拓展了微纳卫星在轨应用领域，具有重要的科学意义与推广价值。

主权项

1.一种星载低功耗光信标实现方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将空间信标需求分解为目标区域覆盖要求和卫星轨道及飞行特性，从而确定目标区域所需覆盖范围；2)根据目标区域覆盖要求、卫星轨道及飞行特性以及地面站的跟踪能力，设定单个半导体激光器波束覆盖的最优解；3)将高集中度的激光精确扩散成与上述最优解的张角和功率分布一致的激光光束，即构成信标单灯；4)将多个同一辐射指向的信标单灯组成信标灯组，不同的信标灯组采用不同的安装角度分布阵列，并结合灯组之间的交叠覆盖设计，实现对地面目标观测区域的组合覆盖；5)结合卫星轨道特点及飞行特征，利用卫星星下点经纬度信息对各信标灯组实施定向分时逻辑开关控制，并采用灯组间开关时间的重叠设计，实现对过境弧段的不间断组合覆盖。