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专利号: 2020110021052
申请人: 长春理工大学
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:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于无信标的星间激光通信快速捕获方法,其特征是,该方法包括以下步骤:

步骤一,针对星间光通信的无信标捕获方法,先将主光端机与从光端机的视轴初始指向对方端机的预估位置,即不确定区域,并通过信号光发射模块(1)分别发射低发散角信号光,定义无信标的搜索半径为θuc,激光发散角为θdiv,光斑重叠因子为k,激光驻留时间为Tdwell,再依据子区域螺旋扫描振镜(2)与潜望式通信转台(4)的捕获参数设定,得到螺旋扫描径向速度Vr与角速度Vθ分别为:步骤二,根据子区域螺旋扫描振镜(2)控制信号光斑螺旋覆盖子区域以及复合潜望式通信转台(4)螺旋跳步的扫描方法,在不产生漏扫的情况下,设定子区域螺旋扫描振镜(2)执行扫描捕获时信号光斑间的重叠因子,也需要定义潜望式通信转台(4)在子区域之间螺旋跳步的重叠因子,两个执行机构的无信标复合扫描轨迹驻留位置横坐标X与纵坐标Y的确定方法:X=Vrtcos(Vθt),Y=Vrtsin(Vθt);

步骤三,主光端机在完成视轴初始指向并发射低发散角信号光后,先通过控制子区域螺旋扫描振镜(2)在其执行范围内高速螺旋扫描,从光端机凝视,其捕获传感器(10)依据进入视场的光斑脱靶量对视轴指向进行校正;

步骤四,根据步骤三,主光端机需要用小发散角信号光覆盖从光端机的不确定区域,受子区域螺旋扫描振镜(2)执行范围较小的限制,复合扫描的无信标过程中潜望式通信转台(4)执行螺旋跳步,并驻留完一个振镜的子区域扫描周期;

步骤五,根据步骤三、四,主光端机执行完一次无信标扫描覆盖后,回到扫描起点,从光端机通过控制子区域螺旋扫描振镜(2)在其执行范围内高速螺旋扫描,并复合潜望式通信转台(4)的螺旋跳步,从主光端机凝视,其捕获传感器(10)依据进入视场的光斑脱靶量对视轴指向进行校正;

步骤六,主从光端机各执行完预定的扫描步数后将停止扫描,经过了视轴校正后各自的不确定区域也将逐渐减小,双方终端将对剩余不确定区域进行扫描,主从光端机按照相同的算法完成向着对方通信终端视轴方向的进一步对准;

步骤七,重复执行了主从光端机的互扫模式,经过不断的视轴校正,捕获不确定区域变小,降低了扫描角度,同时逐渐优化主从光端机的视轴对准,直到对方光端机光束进入精跟踪传感器(12)的探测视场,停止螺旋扫描过程,成功实现空间激光通信的无信标捕获。

2.根据权利要求1所述的一种基于无信标的星间激光通信快速捕获方法,其特征在于,步骤一中主从光端机发射低发散角信号光为几十微弧度以内,不确定区域的取值范围为

1.5mrad~2mrad。

3.根据权利要求1所述的一种基于无信标的星间激光通信快速捕获方法,其特征在于,所述步骤四中的子区域螺旋扫描振镜(2)的执行范围在0.8mrad~1mrad。

4.根据权利要求1所述的一种基于无信标的星间激光通信快速捕获方法,其特征在于,所述步骤六中经过不断的视轴校正,捕获不确定区域逐渐变小,变化趋势为主从终端第二次扫描范围将变为初始不确定区域的三分之一到二分之一,捕获到目标光束则结束双端互扫,否则在初始不确定区域的四分之一范围内继续完成扫描覆盖以及视轴校正。

5.根据权利要求1所述的一种基于无信标的星间激光通信快速捕获方法,其特征在于,经过每次视轴校正,不确定区域都在逐步缩小,然后重复执行步骤三~步骤七,直至目标信号光出现在主从光端机的捕获探测视场内。