1.一种用于机载高能激光武器的高精度跟踪系统装置,其特征在于:包括观靶成像探测器(1)、粗跟踪探测器(2)、激光照明器(3)、转台舱(4)、精跟踪子系统(5)和主激光发射单元(6),所述的观靶成像探测器(1)、粗跟踪探测器(2)和激光照明器(3)均设置在转台舱(4)内;
所述的精跟踪子系统(5)包括上层盖板(51)、通光孔盖板(52)、上层连接筒(53)、上层光学基台结构单元(54)、上层连接板(55)、下层光学基台结构单元(56)、下层连接板(57)、转台连接基板(58)和下层连接筒,所述通光孔盖板(52)固定在上层盖板(51)上,所述上层盖板(51)固定在上层连接筒(53)上,所述上层光学基台结构单元(54)固定在上层连接板(55)上,上层连接板(55)固定在下层连接筒上,所述下层光学基台结构单元(56)固定在下层连接板(57)上,所述下层连接板(57)通过转台连接基板(58)与转台舱(4)的上端相连;
所述上层光学基台结构单元(54)包括设置在上层连接板(55)上的上层45°输出反射镜(59)、离轴缩束组件(510)、电控箱(511)、上层45°输入反射镜(512)、电磁快反镜电子箱(513)和电源箱(514);
所述下层光学基台结构单元(56)包括设置在下层连接板(57)上的精跟踪电机组件(515)、下层45°反射镜Ⅰ(516)、电磁快反镜(517)、反射镜(518)、下层45°反射镜Ⅱ(519)、精跟踪分光镜(520)、精跟踪反射镜(521)、角锥电机组件(522)和精跟踪镜头组件(523),电磁快反镜(517)通过信号线与电磁快反镜电子箱(513)相连;
观靶成像探测器(1)用于探测目标(7),激光照明器(3)用于发射信标光照射到目标(7)上,所述粗跟踪探测器(2)用于接收并探测目标反射的信标光,获取目标的位置信息,反射的信标光进入精跟踪子系统(5)进行目标(7)的精跟踪,主激光发射单元(6)发射的高能激光经精跟踪子系统(5)的各个镜反射穿过转台舱(4)辐照到目标(7)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于机载高能激光武器的高精度跟踪系统装置,其特征在于:所述离轴缩束组件(510)包括主镜室(5101)、主镜室垫片(5102)、离轴主镜(5103)、主镜压圈(5104)、主框架支撑结构(5105)、次镜室(5107)、次镜室垫片(5106)、次镜压圈(5108)和离轴次镜(5109),所述离轴主镜(5103)通过点胶的方式在主镜室(5101)里实现周向固定,通过主镜压圈(5104)实现轴向固定,所述主镜室(5101)和主镜室垫片(5102)固定到主框架支撑结构(5105)上,所述离轴次镜(5109)通过点胶的方式在次镜室(5107)里实现周向固定,通过次镜压圈(5108)实现轴向固定,所述次镜室(5107)和次镜室垫片(5106)固定到主框架支撑结构(5105)上,所述主镜室(5101)和次镜室(5107)分别设置在主框架支撑(5105)的相对两侧,所述主框架支撑结构(5105)通过螺钉固定到上层连接板(55)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于机载高能激光武器的高精度跟踪系统装置,其特征在于:所述精跟踪电机组件(515)包括窄带滤光片步进电机(5151)、窄带滤光片(5152)和窄带滤光片霍尔元件(5153),窄带滤光片步进电机(5151)和窄带滤光片霍尔元件(5153)均通过支架固定到下层连接板(57)上,窄带滤光片(5152)固定到窄带滤光片步进电机(5151)的输出轴上,窄带滤光片(5152)包括窄带滤光片Ⅰ和窄带滤光片Ⅱ。
4.根据权利要求3所述的一种用于机载高能激光武器的高精度跟踪系统装置,其特征在于:所述角锥电机组件(522)包括角锥(5221)、角锥挡板霍尔元件(5222)、角锥挡板(5223)和角锥挡板步进电机(5224),角锥(5221)、角锥挡板霍尔元件(5222)和角锥挡板步进电机(5224)均通过支架固定到下层连接板(57)上,角锥挡板(5223)固定在角锥挡板步进电机(5224)的输出轴上。
5.根据权利要求4所述的一种用于机载高能激光武器的高精度跟踪系统装置,其特征在于:所述精跟踪镜头组件(523)包括精跟踪镜头(5231)、精跟踪镜头支架(5232)、精跟踪镜头遮护罩(5233)、相机遮护罩(5234)、精跟踪相机支架(5235)和精跟踪相机(5236),所述精跟踪镜头(5231)和精跟踪相机(5236)分别通过精跟踪镜头支架(5232)和精跟踪相机支架(5235)固定在下层连接板(57)上,精跟踪镜头遮护罩(5233)和相机遮护罩(5234)直接固定在下层连接板(57)上,精跟踪镜头(5231)接收由激光照明器(3)照射到目标上的反射光并成像在精跟踪相机(5236)上,精跟踪相机(5236)通过图像处理系统计算出信标光的脱靶量,确定目标位置为转台舱(4)提供反馈信息。
6.根据权利要求5所述的一种用于机载高能激光武器的高精度跟踪系统装置,其特征在于:所述高精度跟踪系统装置接收到信标光时,按照光束传输方向上层光学基台结构单元(54)和下层光学基台结构单元(56)的布置形式为:反射的信标光光束经由转台舱(4)从下层45°发射镜Ⅰ(516)经过电磁快反镜(517)和反射镜(518),透过精跟踪分光镜(520),经过精跟踪反射镜(521),此时,角锥挡板步进电机(5224)置于零位,角锥挡板(5223)位于角锥(5221)前,信标光穿过角锥挡板(5223)进入精跟踪镜头(5231);窄带滤光片电机(5151)置于零位,窄带滤光片Ⅰ位于精跟踪相机(5236)前,信标光穿过窄带滤光片Ⅰ进入精跟踪相机(5236),获得目标(7)的脱靶量信息,用脱靶量来控制电磁快反镜(517),执行精跟踪的闭环控制,实现对目标的高动态跟踪功能。
7.根据权利要求5所述的一种用于机载高能激光武器的高精度跟踪系统装置,其特征在于:所述高精度跟踪系统装置接收到主激光时,角锥挡板电机(5224)和窄带滤光片步进电机(5151)开始工作,角锥挡板(5223)上升到达角锥霍尔元件(5222)停止,窄带滤光片(5152)开始上升到达窄带滤光片霍尔元件(5153)停止,此时,窄带滤光片Ⅱ位于精跟踪相机(5236)前,按照光束传输方向上层光学基台结构单元(54)和下层光学基台结构单元(56)的布置形式为:从主激光发射单元(6)射出的主激光经过上层45°输入反射镜(512)反射,到达离轴缩束组件(510),将主激光的出光口径缩束后再经过上层45°输出反射镜(59)反射进入到下层光学基台结构单元(56)的主激光经过下层45°反射镜Ⅱ(519)反射,此时,主激光经过下层45°反射镜Ⅱ(519)反射一部分的主激光透过精跟踪分光镜(520)到达角锥(5221),经过角锥(5221)、精跟踪分光镜(520)和精跟踪反射镜(521)的反射,进入精跟踪镜头(5231),透过窄带滤光片Ⅱ到达精跟踪相机(5236),获得主激光的脱靶量用以监测主激光的位置,并由该脱靶量作为输入变量控制电磁快反镜(517),控制主激光的瞄准精度;另一部分主激光由精跟踪分光镜(520)、电磁快反镜(517)和下层45°反射镜Ⅰ(516)反射,穿过转台舱(4)后辐照到目标(7)上。
8.根据权利要求1所述的一种用于机载高能激光武器的高精度跟踪系统装置,其特征在于:所述激光照明器(3)包括信标光光源(31)、光纤接头(32)、直线电机(33)、镜筒(34)、移动镜组霍尔元件(35)、移动镜组连接件(36)、移动镜组(37)和固定镜组(38),所述光纤接头(32)、直线电机(33)和移动镜组霍尔元件(35)均通过螺钉连接到镜筒(34)上,移动镜组连接件(36)上端连接到直线电机(33)的输出轴上,下端固定在移动镜组(37)上,所述固定镜组(38)安装在镜筒里,信标光光源(31)通过光纤与光纤接头(32)相连,使信标光光源(31)发射的信标光通过移动镜组(37)和固定镜组(38)发射到目标(7)上。
9.根据权利要求1所述的一种用于机载高能激光武器的高精度跟踪系统装置,其特征在于:所述离轴缩束组件(510)的缩束倍率为1.62倍。
10.根据权利要求3所述的一种用于机载高能激光武器的高精度跟踪系统装置,其特征在于:信标光的波长为808nm,所述主激光发射单元(6)发射的主激光的波长为1064nm。