[发明专利]用于无人机的激光通信与跟瞄系统

摘要

本发明涉及一种用于无人机的激光通信与跟瞄系统，光电跟瞄子系统跟踪和定位无人机后，通过中继光路子系统将通信子系统发出的信标光和信号光送无人机，同时接收无人机信号，实现了无人机与主控计算机的无线激光通信，将无人机的位置以及飞行姿态实时传输到带有液晶显示器的主控计算机终端。在对运动目标进行能量传输时，跟踪瞄准精度很高,并且能量传输效率稳定，实现了无人机激光通信与跟踪瞄准，能够充分结合无人机的结构特性进行远程激光充电。其高精度的实时跟瞄系统可为无人机提供不间断的电力，不需要人为的控制和调整入射激光的角度，可以保证太阳能电池始终输出最大功率，从而能大大减少机上的储能设备，能量传输稳定。

主权项

1.一种用于无人机的激光通信与跟瞄系统，其特征在于，包括光电跟瞄子系统、中继光路子系统和通信子系统，光电跟瞄子系统包括粗跟踪控制子系统和精跟踪控制子系统，其中粗跟踪控制子系统通过GPS引导自动捕获，以大视场相机对目标通信终端进行定位，采用两轴稳定跟踪伺服转台作为执行机构，完成扫描捕获目标以及对目标大角度低频扰动的跟踪补偿后将跟踪信号送入精跟踪控制子系统，精跟踪控制子系统以高帧频小视场相机对光斑进行高精度快速定位，以PZT振镜作为光束偏转机构，实现对小角度高频扰动的精密跟踪，补偿粗跟踪的残留误差；中继光路包括透射式望远镜、双色分光片、分光片和透镜，PZT振镜位置调整到位后，透射式望远镜将无人机信标光和信号光接收进入中继光路；PZT振镜反射通过双色分光片将信号光与信标光的分路，信号光通过分光片反射和透镜聚焦进入通信子系统中信号光接收送通信子系统，信标光通过透镜聚焦进入精跟踪相机定位；系统通信子系统发射出的信号光射透过分光片再经过双色分光片反射，与透过双色分光片的系统通信子系统发射出的信标光合并后经过PZT振镜反射进入透射式望远镜，将信号光和信标光送出；通信子系统以主控计算机为控制中心，完成信标光和信号光信号的接收、发射、调制和解调，分别通过D/A卡输出电压控制伺服转台速度和PZT振镜位置，通过千兆网口和USB接口获取粗跟踪和精跟踪控制子系统中相机数据；通过串口送激光器功率、电源模块和通信子系统工作模式信号。