CN108418627B - 一种便携式激光通信接收视场角的测试装置 - Google Patents

一种便携式激光通信接收视场角的测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便携式激光通信接收视场角的测试装置。该装置包括光学平台1、安装板2、自准直仪3、光纤功率计4、激光通信机5、方位俯仰台6、平面反射镜7、衰减片8和准直平行光源9。工作方式如下，将自准直仪与激光通信机固定在安装板上，调节方位俯仰台的两维，使准直平行光源发出的大口径激光以零视场进入激光通信机，调节方位俯仰台某一维度姿态（方位或俯仰），直至激光通信机接收能量无法满足激光通信预设的所需最低能量，记录偏转角度，可实现通信视场角的测量。本发明装置可以有效地测量便携式激光通信接收视场角范围，具有测量精度高、应用范围广的特点，可以应用于具有不同激光通信能量需求的接收视场角测试。

Description

一种便携式激光通信接收视场角的测试装置
技术领域
本发明涉及一种便携式激光通信接收视场角的测试装置，属于激光通信检测领域。
背景技术
便携式激光通信装置由于其小体积、大容量、高保密性等特点，得到越来越多的关注与研究。然而，由于通信接收视场比较小，装调过程引入的微量离焦、同轴度偏差等问题，都会引起接收视场的较大变化，对链路能量损耗很大。现有的视场角检测方法大部分是针对成像系统，或者未考虑通信接收能量的大小，且检测方法结构复杂、设备繁多。针对便携式激光通信的通信视场角测量装置尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式激光通信接收视场角的测试装置，能够测量激光通信接收视场角的范围，并且通过对接收能量的控制，可以模拟不同通信链路距离。
本发明的技术方案是这样实现的：一种便携式激光通信接收视场角的测试装置，其包括安装板2，自准直仪3、光纤功率计4、激光通信机5、方位俯仰台6、平面反射镜7、衰减片8和准直平行光源9，所述的安装板2水平设置在方位俯仰台6的俯仰端面上，自准直仪3、激光通信机5并列设置在安装板2上；
所述的平面反射镜7与自准直仪3的光源输出端相正对形成角度记录光路；
进一步的，所述光纤功率计4设置在安装板2上，光纤功率计4与激光通信机5通过光纤实现能量监测；
进一步的，所述的激光通信机5的光能接收端与准直平行光源9的光源输出端相正对形成能量测试光路；
进一步的，所述衰减片8位于能量测试光路上，用于调节光源能量；
进一步的，所述准直平行光源9的出射光光束口径大于激光通信机的通信接收口径和摆动后偏移的径向距离，实现接收口径全覆盖；
提供了一种便携式激光通信接收视场角测试装置的测试方法，包括如下步骤：
步骤1：校准角度记录光路，打开自准直仪3发出十字光信号，调节平面反射镜7使自准直仪3发出的十字光信号回射自准直仪3的靶面，直至识别出十字光信号，并将其调节至零点；
步骤2：校准能量测试光路，待步骤1完成后，启动准直平行光源9发出激光正射入激光通信机5，此时激光通信机5接收到的光能量值最大，取该值为激光通信预设的所需最大能量，调整完毕后保证十字丝位于零点形成能量测试光路；
步骤3：调整光路维度，调节方位俯仰台6，使得安装板开始沿着上维度上翘，此时光纤功率计4接收到的光功率逐渐降低直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度θ1，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤4：保持步骤3中安装板的姿态，调节方位俯仰台6，改变安装板的翻移方向，使得开始安装板沿着下维度下翻，光纤功率计4接收能量逐渐降低，直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度θ2，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤5：保持步骤4中安装板的姿态，调节方位俯仰台6，改变安装板的翻移方向，使得开始安装板沿着左维度左移，光纤功率计4接收能量逐渐降低，直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度θ3，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤6：保持步骤4中安装板的姿态，调节方位俯仰台6，改变安装板的翻移方向，使得开始安装板沿着右维度右移，光纤功率计4接收能量逐渐减低，直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度θ4，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤7：沿次序将步骤3、步骤4、步骤5和步骤6进行多次重复，每次都一一对应的记录θ1、θ2、θ3和θ4，将多个数据进行处理，求出每个步骤所对应的偏转角度的平均值。
所述步骤3中，将衰减片8置入能量测试光路中，使激光通信机5接收到的能量为链路模拟接收能量，链路模拟接收能量为准直平行光源射出能量减去衰减能量的剩余能量；
所述的激光通信预设的所需最大能量至通信预设的所需最低能量对应的能量区间为，+6dBm 至-30dBm。
本发明的有益效果为：
可以应用于具有不同通信能量需求的接收视场角的测试，并且可以通过在准直平行光源处使用衰减片来模拟不同链路距离的接收能量，克服了离焦等引入的视场角误差问题。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
附图标记说明：光学平台1、安装板2、自准直仪3、光纤功率计4、激光通信机5、方位俯仰台6、平面反射镜7、衰减片8和准直平行光源9。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述：
实施例1
如图1所示，提供了一种便携式激光通信接收视场角的测试装置，由光学平台1、安装板2、自准直仪3、光纤功率计4、激光通信机5、方位俯仰台6、平面反射镜7、衰减片8和准直平行光源9组成；其特征在于：自准直仪3通过螺钉固定在安装板2一侧，激光通信机5通过螺钉固定于安装板2另一侧，所述自准直仪3和激光通信机5保持垂直于纸面方向水平；光纤功率计4与激光通信机5通过光纤相连；安装板2通过螺钉固定于方位俯仰台6上方；方位俯仰台6通过螺钉固定于光学平台1上方，所述光学平台1在整个设备中起支撑与平衡作用；平面反射镜7固定在安装板2上，所述平面反射镜7与自准直仪3保持高度相等；衰减片8安置于准直平行光源9前端，所述衰减片8中心高度与准直平行光源9中心高度相同。
所述的平面反射镜7与自准直仪3的光源输出端相正对形成角度记录光路；
所述光纤功率计4设置在安装板2上，光纤功率计4与激光通信机5通过光纤实现能量监测；
所述激光通信机5的光能接收端与准直平行光源9的光源输出端相正对形成能量测试光路；
所述衰减片8位于能量测试光路上，用于调节光源能量；
所述准直平行光源9的出射光光束口径大于激光通信机的通信接收口径和摆动后偏移的径向距离，实现接收口径全覆盖。
本发明选用的自准直仪3为Trioptics公司的TriAngle UltraSpace，测量精度0.25″，视场范围0.61°×0.46°；光纤功率计4选用宝工（Pro'sKit）MT-7601-C型光纤功率计，测量范围-70dBm~+6dBm，测量精度0.01dBm校正波长包括850nm、1300nm、1310nm、1490nm、1500nm和1625nm
实施例2
光学平台1、安装板2、自准直仪3、光纤功率计4、激光通信机5、方位俯仰台6、平面反射镜7、衰减片8和准直平行光源9按上述连接实施例1相组合配装，
采用一种便携式激光通信接收视场角的测试装置，实施步骤如下
步骤1：校准角度记录光路，打开自准直仪3发出十字光信号，调节平面反射镜7使自准直仪3发出的十字光信号回射自准直仪3的靶面，直至识别出十字光信号，并将其调节至零点；
步骤2：校准能量测试光路，待步骤1完成后，启动准直平行光源9发出激光正射入激光通信机5，此时激光通信机5接收到的光能量值最大，取该值为激光通信预设的所需最大能量，调整完毕后保证十字丝位于零点形成能量测试光路；
步骤3：调整光路维度，调节方位俯仰台6，使得安装板开始沿着上维度上翘，此时光纤功率计4接收到的光功率逐渐降低直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度θ1，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤4：保持步骤3中安装板的姿态，调节方位俯仰台6，改变安装板的翻移方向，使得开始安装板沿着下维度下翻，光纤功率计4接收能量逐渐降低，直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度θ2，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤5：保持步骤4中安装板的姿态，调节方位俯仰台6，改变安装板的翻移方向，使得开始安装板沿着左维度左移，光纤功率计4接收能量逐渐降低，直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度θ3，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤6：保持步骤4中安装板的姿态，调节方位俯仰台6，改变安装板的翻移方向，使得开始安装板沿着右维度右移，光纤功率计4接收能量逐渐减低，直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度θ4，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤7：沿次序将步骤3、步骤4、步骤5和步骤6进行多次重复，每次都一一对应的记录θ1、θ2、θ3和θ4，将多个数据进行处理，求出每个步骤所对应的偏转角度的平均值。
通过以上步骤完成便携式激光通信机的接收视场角测试。

Claims (7)

1.一种便携式激光通信接收视场角的测试装置，其特征在于：包括安装板(2)，自准直仪(3)、光纤功率计(4)、方位俯仰台(6)、平面反射镜(7)和准直平行光源(9)，所述的安装板(2)水平设置在方位俯仰台(6)的俯仰端面上，自准直仪(3)、激光通信机(5)并列设置在安装板(2)上；
所述平面反射镜(7)与自准直仪(3)保持高度相等；
所述的平面反射镜(7)与自准直仪(3)的光源输出端相正对形成角度记录光路；
所述的激光通信机(5)的光能接收端与准直平行光源(9)的光源输出端相正对形成能量测试光路。
2.根据权利要求1所述的一种便携式激光通信接收视场角的测试装置，其特征在于：还包括光纤功率计(4)，光纤功率计(4)设置在安装板(2)上，光纤功率计(4)与激光通信机(5)通过光纤实现能量监测。
3.根据权利要求2所述的一种便携式激光通信接收视场角的测试装置，其特征在于：位于能量测试光路上还设置有用于调节光源能量的衰减片(8)。
4.根据权利要求2所述的一种便携式激光通信接收视场角的测试装置，其特征在于：所述准直平行光源(9)的出射光光束口径大于激光通信机的通信接收口径和摆动后偏移的径向距离，实现接收口径全覆盖。
5.一种激光通信接收视场角的测试方法，采用权利要求1所述的一种便携式激光通信接收视场角的测试装置，其特征在于：包括以下步骤
步骤1：校准角度记录光路，打开自准直仪3发出十字光信号，调节平面反射镜7使自准直仪3发出的十字光信号回射自准直仪3的靶面，直至识别出十字光信号，并将其调节至零点；
步骤2：校准能量测试光路，待步骤1完成后，启动准直平行光源9发出激光正射入激光通信机5，此时激光通信机5接收到的光能量值最大，取该值为激光通信预设的所需最大能量，调整完毕后保证十字丝位于零点形成能量测试光路；
步骤3：调整光路维度，调节方位俯仰台6，使得安装板开始沿着上维度上翘，此时光纤功率计4接收到的光功率逐渐降低直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度记录为θ1，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤4：保持步骤3中安装板的姿态，调节方位俯仰台6，改变安装板的翻移方向，使得开始安装板沿着下维度下翻，光纤功率计4接收能量逐渐降低，直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度θ2，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤5：保持步骤4中安装板的姿态，调节方位俯仰台6，改变安装板的翻移方向，使得开始安装板沿着左维度左移，光纤功率计4接收能量逐渐降低，直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度θ3，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤6：保持步骤4中安装板的姿态，调节方位俯仰台6，改变安装板的翻移方向，使得开始安装板沿着右维度右移，光纤功率计4接收能量逐渐减低，直至满足激光通信预设的所需最低能量停止翻移，记录此时自准直仪3偏转的角度θ4，记录完毕后回调方位俯仰台6直至十字丝归至零点；
步骤7：沿次序将步骤3、步骤4、步骤5和步骤6进行多次重复，每次都一一对应的记录θ1、θ2、θ3和θ4，将多个数据进行处理，求出每个步骤所对应的偏转角度的平均值。
6.根据权利要求5所述的一种激光通信接收视场角的测试方法，其特征在于：在步骤3中，将衰减片8置入能量测试光路中，使激光通信机5接收到的能量为链路模拟接收能量，链路模拟接收能量为准直平行光源射出能量减去衰减能量的剩余能量。
7.根据权利要求6所述的一种激光通信接收视场角的测试方法，其特征在于：所述的激光通信预设的所需最大能量至通信预设的所需最低能量对应的能量区间为，+6dBm至-30dBm。
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