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专利号: 2018109197121
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无人机中继激光通信系统的中继端瞄准跟踪激光信号的方法,其特征在于,包括以下步骤:

a,根据光学反射矢量的理论,建立扫描摆镜的俯仰轴、方位轴和系统光轴的指向方程,控制扫描摆镜运动的控制器根据该指向方程调节扫描摆镜的旋转角度,完成对激光信号的捕获和跟踪;

b,利用CCD传感器上检测得到的脱靶量角和扫描摆镜调整角度的关系控制伺服电机带动扫描摆镜运动,使得进入系统的光束耦合进光纤端面;

所述步骤a中,扫描摆镜的俯仰轴、方位轴和系统光轴的指向方程,表达式如下:A′=RA

其中,A表示扫描摆镜转动前,入射光经扫描摆镜反射前在耦合透镜坐标系中的光矢量坐标;

A′表示扫描摆镜转动前,入射光经扫描摆镜反射后在耦合透镜坐标系中的光矢量坐标;

A″表示扫描摆镜转动后,入射光透过耦合透镜组后在耦合透镜坐标系上的光矢量坐标;

R表示扫描摆镜的初始反射矩阵;

Sz,α表示扫描摆镜坐标系沿光斑探测面坐标系的z轴的旋转矩阵,Sy,β表示扫描摆镜坐标系沿光斑探测面坐标系的y轴的旋转矩阵;

入射光为平行光时,入射光经扫描摆镜反射后得到的光矢量坐标A′的表达式如下:T

A′=[cosδ,‑sinδ,0];

δ表示入射光为平行光时,入射光与耦合透镜坐标系X轴的夹角;

所述步骤b中,脱靶量角和扫描摆镜调整角度的关系如下式:其中,(xA,yA)表示第一CCD传感器的原点坐标;

(xa,ya)表示入射光A经过扫描摆镜和耦合透镜组后在第一CCD传感器上的光斑位置坐标;

(xa+xA,ya+yA)表示入射光A经过扫描摆镜和耦合透镜组后在光纤耦合端面上的位置坐标;

f表示焦距,即从耦合透镜组中心到光斑探测器中心的距离;

L表示CCD图像传感器中的像元点之间的距离,即像素点距离;

和θ表示入射光透过耦合透镜组时,传感器检测到的光斑脱靶量角,是光束在耦合透镜面坐标系中XOZ面的投影与Z轴的夹角,θ是光束与其在XOZ面投影的夹角。