【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间激光通信测量一体化，具体涉及兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统。
技术介绍
1、空间激光通信、时频传递、测距测速一体化、网络化是我国卫星激光通信未来的发展趋势。为实现远距离、高速率激光通信、测距测速功能，激光通信载荷通常采用多个独立口径的工作体制。然而，由于激光通信终端束散角小，在地面测试验证的时候难以消除平行差，仅能在地面测试时开展单一功能测试，无法同时验证激光通信、测量一体化终端的所有功能，为多功能共光路应用是否干涉留下隐患。本专利技术在现有基于旋转抛物面多发多收天线的基础上，通过增加了共光路角反射镜设计，可以兼容远距离传输与近距离测试验证，同时开展多节点共口径激光通信、时频传递与反射式同源测距测速实验，实现一体化星载激光通信终端地面等效验证。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术公开了一种兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，涉及空间激光通信测量一体化
，有效解决了无法同时验证激光通信及测量一体化终端的问题，消除了多功能共光路应用是否干涉的隐患。
2、所述多节点共口径通信、测量光学系统包括：
3、激光通信及时频传递双向链路、激光通信及时频传递系统和反射式测距测速系统；
4、激光通信及时频传递双向链路建立后，启动激光通信及时频传递系统和反射式测距测速系统；
5、所述激光通信及时频传递双向链路包括：第一通信及时频传递机、次镜、主镜、多发多收天线、共口径主天线、波长分光片和第二通信及时频传递机；
6、所述激光通信及时频传递系统包括：第一通信及时频传递机、次镜、主镜、多发多收天线、共口径主天线、波长分光片和第二通信及时频传递机；
7、所述反射式测距测速系统包括：反射式测距及测速机、共口径主天线、波长分光片、多发多收天线和角反射镜。
8、进一步，所述激光通信及时频传递双向链路包括发送激光通信及时频传递光路和接收激光通信及时频传递光路，在发送激光通信及时频传递光路中，第一通信及时频传递机发射激光依次经过主镜、次镜和主镜射入多发多收天线，所述多发多收天线出射激光，经空间传输到达共口径主天线，再经过波长分光片射入第二通信及时频传递机；在接收激光通信及时频传递光路中，第二通信及时频传递机发射激光经波长分光片射入共口径主天线，所述共口径主天线出射激光，经空间传输，到达多发多收天线，再依次经过主镜、次镜和主镜后射入第一通信及时频传递机。
9、进一步，所述第一通信及时频传递机和第二通信及时频传递机的波长范围：1549.31nm～1552.52nm，工作模式为对射式双工；所述主镜口径≥250nm；所述多发多收天线由6片反射镜组成，单个反射镜工作范围覆盖方位±30°，俯仰±7.5°，两两拼接等效面积≥85mm，表面镀1550nm波段保偏膜；所述共口径主天线口径≥85nm，中心打孔直径17nm；所述波长分光片镀1550nm±3nm增反膜和1565nm增透膜。
10、进一步，所述激光通信及时频传递系统包括单向激光通信及时频传递和双向激光通信及时频传递；所述单向激光通信及时频传递的实现过程具体为：第一通信及时频传递机发射激光经所述发送激光通信及时频传递光路射入第二通信及时频传递机，完成单向激光通信及时频传递；所述双向激光通信及时频传递的实现过程具体为：完成单向激光通信及时频传递后，第二通信及时频传递机再发射激光经所述接收激光通信及时频传递光路射入第一通信及时频传递机，完成双向激光通信及时频传递。
11、进一步，所述反射式测距测速系统包括激光发射光路和激光反射光路；在激光发射光路中，反射式测距及测速机发射激光经波长分光片射入共口径主天线，所述共口径主天线出射激光，经空间传输，到达多发多收天线，再经过多发多收天线射入角反射镜；在激光反射光路中，角反射镜反射激光经多发多收天线出射，再经空间传输，到达共口径主天线，再经波长分光片射入反射式测距及测速机。
12、进一步，所述反射式测距及测速机工作波长为1565nm，工作模式为单机反射式；所述角反射镜视场>3mrad，直径25.4mm，均匀分布在多发多收天线和主镜之间，角反射镜的中心位置从系统俯视图看，处于主镜的边缘距其中心的1/6处。
13、进一步，所述光学系统的工作方法具体包括：
14、s1、建立激光通信及时频传递双向链路；
15、s2、发送指令触发激光通信及时频传递系统和反射式测距测速系统。
16、进一步，所述建立激光通信及时频传递双向链路具体为：第一通信及时频传递机发射激光经所述发送激光通信及时频传递光路射入第二通信及时频传递机，第二通信及时频传递机再发射激光经所述接收激光通信及时频传递光路射入第一通信及时频传递机。
17、进一步，触发后，所述激光通信及时频传递系统的工作过程具体为：第一通信及时频传递机发射激光经所述单向激光通信及时频传递射入第二通信及时频传递机，所述第二通信及时频传递机再发射激光经所述双向激光通信及时频传递射入第一通信及时频传递机。
18、进一步，触发后，所述反射式测距测速系统的工作过程具体为：反射式测距及测速机发射激光经所述激光发射光路射入角反射经，所述角反射镜反射激光经所述激光反射光路射入反射式测距及测速机。
19、本专利技术的有益效果为：
20、本专利技术可实现室内近距离的多节点激光通信、时频传递、反射式测距测速多功能同时工作，兼顾了远距离激光通信、时频传递机和反射式测距测速机光轴一致性需求，同时最大程度降低了对射式通信系统的能量损耗。该系统装调好后，在室内实验时无需对元器件物理调整，也避免了以往多口径系统室内实验为解决平行差设置折转光路的问题。该系统不受激光传输距离远近和光学系统束散角大小的限制，在激光通信、时频传递双向链路建立后，光路一定满足反射式测距测速的工作条件，可兼顾多功能一体化的工作体制。
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1.一种兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，包括：激光通信及时频传递双向链路、激光通信及时频传递系统和反射式测距测速系统；
2.根据权利要求1所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，所述激光通信及时频传递双向链路包括发送激光通信及时频传递光路和接收激光通信及时频传递光路，在发送激光通信及时频传递光路中，第一通信及时频传递机(1)发射激光依次经过主镜(3)、次镜(2)和主镜(3)射入多发多收天线(4)，所述多发多收天线(4)出射激光，经空间传输到达共口径主天线(5)，再经过波长分光片(6)射入第二通信及时频传递机(7)；在接收激光通信及时频传递光路中，第二通信及时频传递机(7)发射激光经波长分光片(6)射入共口径主天线(5)，所述共口径主天线(5)出射激光，经空间传输，到达多发多收天线(4)，再依次经过主镜(3)、次镜(2)和主镜(3)后射入第一通信及时频传递机(1)。
3.根据权利要求2所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，所述第一通信及时频传递机(1)和第二通信及时频传递机(7)的波长范围：15
4.根据权利要求3所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，所述激光通信及时频传递系统包括单向激光通信及时频传递和双向激光通信及时频传递；所述单向激光通信及时频传递的实现过程具体为：第一通信及时频传递机(1)发射激光经所述发送激光通信及时频传递光路射入第二通信及时频传递机(7)，完成单向激光通信及时频传递；所述双向激光通信及时频传递的实现过程具体为：完成单向激光通信及时频传递后，第二通信及时频传递机(7)再发射激光经所述接收激光通信及时频传递光路射入第一通信及时频传递机(1)，完成双向激光通信及时频传递。
5.根据权利要求3所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，所述反射式测距测速系统包括激光发射光路和激光反射光路；在激光发射光路中，反射式测距及测速机(8)发射激光经波长分光片(6)射入共口径主天线(5)，所述共口径主天线(5)出射激光，经空间传输，到达多发多收天线(4)，再经过多发多收天线(4)射入角反射镜(9)；在激光反射光路中，角反射镜(9)反射激光经多发多收天线(4)出射，再经空间传输，到达共口径主天线(5)，再经波长分光片(6)射入反射式测距及测速机(8)。
6.根据权利要求5所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，所述反射式测距及测速机(8)工作波长为1565nm，工作模式为单机反射式；所述角反射镜(9)视场>3mrad，直径25.4mm，均匀分布在多发多收天线(4)和主镜(3)之间，角反射镜(9)的中心位置从系统俯视图看，处于主镜(3)的边缘距其中心的1/6处。
7.根据权利要求5所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，所述光学系统的工作方法具体包括：
8.根据权利要求7所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，所述建立激光通信及时频传递双向链路具体为：第一通信及时频传递机(1)发射激光经所述发送激光通信及时频传递光路射入第二通信及时频传递机(7)，第二通信及时频传递机(7)再发射激光经所述接收激光通信及时频传递光路射入第一通信及时频传递机(1)。
9.根据权利要求7所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，触发后，所述激光通信及时频传递系统的工作过程具体为：第一通信及时频传递机(1)发射激光经所述单向激光通信及时频传递射入第二通信及时频传递机(7)，所述第二通信及时频传递机(7)再发射激光经所述双向激光通信及时频传递射入第一通信及时频传递机(1)。
10.根据权利要求8所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，触发后，所述反射式测距测速系统的工作过程具体为：反射式测距及测速机(8)发射激光经所述激光发射光路射入角反射经(9)，所述角反射镜(9)反射激光经所述激光反射光路射入反射式测距及测速机(8)。
...【技术特征摘要】
1.一种兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，包括：激光通信及时频传递双向链路、激光通信及时频传递系统和反射式测距测速系统；
2.根据权利要求1所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，所述激光通信及时频传递双向链路包括发送激光通信及时频传递光路和接收激光通信及时频传递光路，在发送激光通信及时频传递光路中，第一通信及时频传递机(1)发射激光依次经过主镜(3)、次镜(2)和主镜(3)射入多发多收天线(4)，所述多发多收天线(4)出射激光，经空间传输到达共口径主天线(5)，再经过波长分光片(6)射入第二通信及时频传递机(7)；在接收激光通信及时频传递光路中，第二通信及时频传递机(7)发射激光经波长分光片(6)射入共口径主天线(5)，所述共口径主天线(5)出射激光，经空间传输，到达多发多收天线(4)，再依次经过主镜(3)、次镜(2)和主镜(3)后射入第一通信及时频传递机(1)。
3.根据权利要求2所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，所述第一通信及时频传递机(1)和第二通信及时频传递机(7)的波长范围：1549.31nm～1552.52nm，工作模式为对射式双工；所述主镜(3)口径≥250nm；所述多发多收天线(4)由6片反射镜组成，单个反射镜工作范围覆盖方位±30°，俯仰±7.5°，两两拼接等效面积≥85mm，表面镀1550nm波段保偏膜；所述共口径主天线(5)口径≥85nm，中心打孔直径17nm；所述波长分光片(6)镀1550nm±3nm增反膜和1565nm增透膜。
4.根据权利要求3所述的兼容距离的多节点共口径通信、测量光学系统，其特征在于，所述激光通信及时频传递系统包括单向激光通信及时频传递和双向激光通信及时频传递；所述单向激光通信及时频传递的实现过程具体为：第一通信及时频传递机(1)发射激光经所述发送激光通信及时频传递光路射入第二通信及时频传递机(7)，完成单向激光通信及时频传递；所述双向激光通信及时频传递的实现过程具体为：完成单向激光通信及时频传递后，第二通信及时频传递机(7)再发射激光经所述接收激光通信及时频传递光路射入第一通信及时频传递机(1)，完成双向激光通信及时频传递。
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【专利技术属性】
技术研发人员：林鹏，刘显著，杨翘楚，赵娟莹，宋延嵩，董科研，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：
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