CN109412678A - 一种机载信号接收系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种机载信号接收系统，涉及航空航天技术领域。机载信号接收系统包括：第一镜头组件，用于对接收到的激光束根据第一预设参数调整从第一镜头组件出射激光束的第一出射角度，将以第一出射角度出射的激光束发送至第二镜头组件；第二镜头组件，接收第一镜头组件发射的激光束，根据第二预设参数调整从第二镜头组件出射激光束的第二出射角度，并将从第二镜头组件出射的激光束发送至接收组件接收，调整第一出射角度和/或第二出射角度，直至该入射至接收组件的激光束的入射角与接收组件的光轴之间的差值小于预设误差阈值为止；接收组件，用于接收第二镜头组件发射的调整后的激光束。

Description

一种机载信号接收系统

技术领域

本发明实施例涉及航空航天技术领域，特别是涉及一种机载信号接收 系统。

背景技术

伴随着航空航天技术的迅速发展，飞机不仅是比较普遍的交通工具， 而且还作为航天飞行载具，将人造卫星运输到指定的闭合轨道中。人造卫 星到达轨道后，可与作为航天飞行载具的飞机通过激光束进行通信。

目前机载接收系统通过接收人造卫星发射的激光束，以获取依载于激 光束中的有效信息，获取有效信息的全面性、正确性最终目的。发明人在 具体实施过程中，发现现有技术中激光束入射至机载接收系统的入射角过 大时会严重影响获取有效信息的全面性及正确性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种机载信号接收系统，主要目的在 于解决机载接收系统接收到的激光束的入射角不稳定时，影响机载接收系 统接收激光束的全面性正确性的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种机载信号接收系统，包括：

第一镜头组件，用于对接收到的激光束根据第一预设参数调整从所述 第一镜头组件出射激光束的第一出射角度，将以所述第一出射角度出射的 激光束发送至第二镜头组件；

所述第二镜头组件，接收所述第一镜头组件发射的所述激光束，根据 第二预设参数调整从所述第二镜头组件出射激光束的第二出射角度，并将 从所述第二镜头组件出射的激光束发送至接收组件接收，调整所述第一出 射角度和/或第二出射角度，直至该入射至接收组件的激光束的入射角与接 收组件的光轴之间的差值小于预设误差阈值为止；

所述接收组件，用于接收所述第二镜头组件发射的调整后的激光束。

可选的，第一镜头组件内包含至少两个子镜片组件，每个子镜片组件 用于接收预定入射角度的激光束。

可选的，所述系统还包括：

所述第一镜头组件，还用于将调整后的激光束发送至第一波片组件；

所述第一波片组件，用于将激光束由圆偏振激光束改变为线偏振激光 束，并将所述线偏振激光束发送至扩束系统；

所述扩束系统，用于接收所述线偏振激光束，并将线偏振激光束进行 汇聚后发送至第二镜头组件。

可选的，所述系统还包括：

所述扩束系统，还用于将汇聚后的线偏振激光束发送至第一偏振分光 组件；

所述第一偏振分光组件，用于将汇聚后的线偏振激光束中的S光反射 至第二波片组件；

所述第二波片组件，还用于接收所述第一偏振分光组件发射的S偏振 激光束，并将所述S偏振激光束转换为圆偏振激光束，并将所述圆偏振激 光束发送至所述第二镜头组件。

可选的，包括：

所述第二镜头组件，还用于将以第二出射角度出射的激光发送至第二 波片组件；

所述第二波片组件，用于接收所述第二镜头组件发送的圆偏振激光束， 将圆偏振激光束转换为P线偏振激光束，并将所述P线偏振激光束发送至 第二偏振分光组件，所述第二偏振分光组件将所述P线偏振激光束发送至 滤波组件；

所述滤波组件，用于对接收到所述第二波片组件发送的P偏振激光束 过滤，得到目标波段的P线偏振激光束，并且将所述目标波段的P线偏振 激光束发送至所述接收组件。

可选的，包括：

所述滤波组件，还用于将目标波段的P线偏振激光束发送至分光组件，

所述分光组件，用于接收所述滤波组件发送的目标波段的P偏振激光 束，并将P偏振激光束分成两束，分别透射至光电传感器及反射至所述接 收组件；

所述光电传感器，用于根据接收到的所述激光束所形成的光点像面图， 根据所述光点像面图中光点的位置信息，计算所述激光束的坐标信息，并 将所述坐标信息发送至所述第一镜头组件和/或第二镜头组件；

所述第一镜头组件，还用于根据所述光电传感器发送的所述坐标信息 调整第二镜头组件的出射角度，直到入射至接收组件的激光束的入射角与 光纤光轴之间的差小于预设误差阈值为止；

和/或第二镜头组件，还用于根据所述光电传感器发送的所述坐标信息 调整第二镜头组件的出射角度，直到入射至接收组件的激光束的入射角与 光纤光轴之间的差小于预设误差阈值为止。

可选的，所述系统还包括：

所述第一波片组件14，还用于将改变后的线偏振激光束发送至第二偏 振分光组件；

所述第二偏振分光组件，用于接收所述第一波片组件发送的所述线偏 振激光束，并且反射其中的S线偏振激光束至所述扩束系统。

可选的，包括：

所述第一镜头组件，还用于将所述调整后的激光束发送至折转组件；

所述折转组件，用于接收所述第一镜头组件发送的调整后的激光束， 改变激光束的发射方向后，

将改变发射方向的激光束发送至第一波片组件。

可选的，

所述分光组件与所述光电转换器之间以及接收组件之间分别设有准直 镜组件，所述分光组件发出的激光束经过所述准直组件准直后由所述光电 转换器和接收组件分别接收。

借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：

本发明实施例提供的一种机载信号接收系统，第一镜头组件，用于对 接收到的激光束根据第一预设参数调整从所述第一镜头组件出射激光束的 第一出射角度，将以所述第一出射角度出射的激光束发送至第二镜头组件； 所述第二镜头组件，接收所述第一镜头组件发射的所述激光束，根据第二 预设参数调整从所述第二镜头组件出射激光束的第二出射角度，并将从所 述第二镜头组件出射的激光束发送至接收组件接收，调整所述第一出射角 度和/或第二出射角度，直至该入射至接收组件的激光束的入射角与接收组 件的光轴之间的差值小于预设误差阈值为止；所述接收组件，用于接收所 述第二镜头组件发射的调整后的激光束；本发明实施例增加第一镜片组件 扩大接收视场，并对激光束的入射角度进行粗调整，并使用第二镜头组件 对激光束的入射角度进行精细调整，发送正入射和/或趋向正入射的激光束 完成通信，提高了通信服务的稳定性、全面性。

上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本 发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本 发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本 发明实施例的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于 本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目 的，而并不认为是对本发明实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的 参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的第一种机载信号接收系统的示意图；

图2示出了本发明实施例提供的第二种机载信号接收系统的示意图；

图3示出了本发明实施例提供的第三种机载信号接收系统的示意图；

图4示出了本发明实施例提供的第四种机载信号接收系统的示意图；

图5示出了本发明实施例提供的第五种机载信号接收系统的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显 示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开 而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更 透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术 人员。

本发明实施例提供一种机载信号接收系统，如图1所示，包括：

第一镜头组件11，用于对接收到的激光束根据第一预设参数调整从所 述第一镜头组件11出射激光束的第一出射角度，将以所述第一出射角度出 射的激光束发送至第二镜头组件12；第一镜头组件11内包含至少两个子镜 片组件(图中未示出)，每个子镜片组件用于接收预定入射角度的激光束。 每个子镜片组件用于接收预定入射角度的激光束，所述子镜片可以是2个、 3个、4个或6个等，所述子镜片组件成天线阵列，每个子镜片组件接收不同角度的激光束，以2个子镜片组件为例，假设第一镜头组件11接收激光 束的角度范围为3°～180°，子镜片组件1接收激光束的角度范围为3°～88°， 子镜片组件2接收激光束的角度范围为89°～180°。本发明实施例对第一镜 头组件11接收激光束的角度范围不进行限定。

需要说明的是，当确定由一个子镜片组件接收激光束时，其他的子镜 片组件为关闭状态，只有确定的一个子镜片组件为启动状态。示例性的， 假设第一镜头组件11由4个子镜片组件构成，分别为子镜片组件1、子镜 片组件2、子镜片组件3及子镜片组件4，当确定激光束的入射角度与子镜 片组件2重合时，则子镜片组件2启动，子镜片组件1、子镜片组件2、及 子镜片组件4均为关闭。

本发明实施例中，由第一镜头组件11对接收到的激光束根据第一预设 参数调整从所述第一镜头组件11出射激光束的第一出射角度，该调整包含 调整第一镜头组件11的位置、或者第一镜头组件11的摆动角度、或调整 任意子镜片组件的摆动角度等等，最终目的在于入射至接收组件的激光束 的入射角与接收组件的光轴之间的差值小于预设误差阈值，本发明实施例 中，由第一镜头组件11对接收到的激光束进行粗调整，调整完毕后将以所 述第一出射角度出射的激光束发送至第二镜头组件12，再有第二镜头组件 12进行精细调整。

所述第二镜头组件12，接收所述第一镜头组件11发射的所述激光束， 根据第二预设参数调整从所述第二镜头组件12出射激光束的第二出射角 度，并将从所述第二镜头组件12出射的激光束发送至接收组件接收，调整 所述第一出射角度和/或第二出射角度，直至该入射至接收组件的激光束的 入射角与接收组件的光轴之间的差值小于预设误差阈值为止。

本发明实施例所述的第二预设参数可以预先进行设置，在具体设置时， 不易设置的过大，如正负180°(±180°)，此时的接收的激光束的入射角 度过大，不易调整，产生的通信光多为无效光，不能提供通信服务；也不 易设置的过小，如0°，此时没有视场角度，接收的激光束过于单一，没有 完全接收太空飞行载具发射的激光束，则无法为太空飞行载具提供通信服 务。本发明公开的实施例中第二预设参数为±5°。本发明实施例对具体的 第二预设参数(摆动角度)不进行具体限定。

由于接收组件只能接收特定视场角度的激光束，所接收的特定视场可 进行设置，但是设置值不易过大，在本发明公开的实施例中可以设置为40 微弧度(40μrad)，所以只有接收激光束的入射角度小于接收视场角度才能 提供更为稳定的通信服务，由第二镜头组件12进行精细调整，调整直至该 入射至接收组件的激光束的入射角与接收组件的光轴之间的差值小于预设 误差阈值为止，最理想的状态为以正入射入射至接收组件，第二镜头组件 12是对入射至接收组件的激光束进行精细调整。但是为了确保激光束传输 的全面性，允许入射至接收组件的入射角存在细微误差，该细微误差不宜 设置过大，具体设置不同应用场景下存在差异。

所述接收组件13，用于接收所述第二镜头组件12发射的调整后的激光 束。

本发明实施例提供的一种机载信号接收系统，第一镜头组件11，用于 对接收到的激光束根据第一预设参数调整从所述第一镜头组件11出射激光 束的第一出射角度，将以所述第一出射角度出射的激光束发送至第二镜头 组件12；所述第二镜头组件12，接收所述第一镜头组件11发射的所述激 光束，根据第二预设参数调整从所述第二镜头组件12出射激光束的第二出 射角度，并将从所述第二镜头组件12出射的激光束发送至接收组件13接收，调整所述第一出射角度和/或第二出射角度，直至该入射至接收组件13 的激光束的入射角与接收组件13的光轴之间的差值小于预设误差阈值为 止；所述接收组件13，用于接收所述第二镜头组件12发射的调整后的激光 束；本发明实施例增加第一镜片组件扩大接收视场，并对激光束的入射角 度进行粗调整，并使用第二镜头组件12对激光束的入射角度进行精细调整， 发送正入射和/或趋向正入射的激光束完成通信，提高了通信服务的稳定性、全面性。

如图2所示，所述系统还包括：

所述第一镜头组件11，还用于将调整后的激光束发送至第一波片组件 14；

所述第一波片组件14，用于将激光束由圆偏振激光束改变为线偏振激 光束，并将所述线偏振激光束发送至扩束系统15；

所述扩束系统15，用于接收所述线偏振激光束，并将线偏振激光束进 行汇聚后发送至第二镜头组件12。

如图3所示，所述系统还包括：

所述扩束系统15，还用于将汇聚后的线偏振激光束发送至第一偏振分 光组件16；

所述第一偏振分光组件16，用于将汇聚后的线偏振激光束中的S光反 射至第二波片组件；

所述第二波片组件17，还用于接收所述第一偏振分光组件16发射的S 偏振激光束，并将所述S偏振激光束转换为圆偏振激光束，并将所述圆偏 振激光束发送至所述第二镜头组件12。

如图4所示，包括：

所述第二镜头组件12，还用于将以第二出射角度出射的激光发送至第 二波片组件17；

所述第二波片组件17，用于接收所述第二镜头组件12发送的圆偏振激 光束，将圆偏振激光束转换为P线偏振激光束，并将所述P线偏振激光束 发送至第二偏振分光组件18，所述第二偏振分光组件18将所述P线偏振激 光束发送至滤波组件19；

所述滤波组件19，用于对接收到所述第二波片组件17发送的P偏振激 光束过滤，得到目标波段的P线偏振激光束，并且将所述目标波段的P线 偏振激光束发送至所述接收组件13。

如图5所示，包括：

所述滤波组件19，还用于将目标波段的P线偏振激光束发送至分光组 件，

所述分光组件110，用于接收所述滤波组件19发送的目标波段的P偏 振激光束，并将P偏振激光束分成两束，分别透射至光电传感器111及反 射至所述接收组件13；

所述光电传感器111，用于根据接收到的所述激光束所形成的光点像面 图，根据所述光点像面图中光点的位置信息，计算所述激光束的坐标信息， 并将所述坐标信息发送至所述第一镜头组件11和/或第二镜头组件12；

所述第一镜头组件11，还用于根据所述光电传感器111发送的所述坐 标信息调整第二镜头组件12的出射角度，直到入射至接收组件13的激光 束的入射角与光纤光轴之间的差小于预设误差阈值为止；

和/或第二镜头组件12，还用于根据所述光电传感器111发送的所述坐 标信息调整第二镜头组件12的出射角度，直到入射至接收组件13的激光 束的入射角与光纤光轴之间的差小于预设误差阈值为止。

所述系统还包括：

所述第一波片组件14，还用于将改变后的线偏振激光束发送至第二偏 振分光组件18；

所述第二偏振分光组件18，用于接收所述第一波片组件14发送的所述 线偏振激光束，并且反射其中的S线偏振激光束至所述扩束系统15。

如图5所示，包括：

所述第一镜头组件11，还用于将所述调整后的激光束发送至折转组件；

所述折转组件112，用于接收所述第一镜头组件11发送的调整后的激 光束，改变激光束的发射方向后，

将改变发射方向的激光束发送至第一波片组件14。

如图5所示，所述分光组件110与所述光电转换器111之间以及接收 组件13之间分别设有准直镜组件113，所述分光组件110发出的激光束经 过所述准直组件113准直后由所述光电转换器111和接收组件13分别接收。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为系统。因此， 本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面 的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可 用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、 光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、商品或者设备不仅 包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这 种过程、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句 “包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、商品或者设 备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为系统或计算机程序 产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件 和硬件方面的实施例的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技 术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之 内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范 围之内。

Claims (9)

1.一种机载信号接收系统，其特征在于，包括：

第一镜头组件，用于对接收到的激光束根据第一预设参数调整从所述第一镜头组件出射激光束的第一出射角度，将以所述第一出射角度出射的激光束发送至第二镜头组件；

所述第二镜头组件，接收所述第一镜头组件发射的所述激光束，根据第二预设参数调整从所述第二镜头组件出射激光束的第二出射角度，并将从所述第二镜头组件出射的激光束发送至接收组件接收，调整所述第一出射角度和/或第二出射角度，直至该入射至接收组件的激光束的入射角与接收组件的光轴之间的差值小于预设误差阈值为止；

所述接收组件，用于接收所述第二镜头组件发射的调整后的激光束。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，第一镜头组件内包含至少两个子镜片组件，每个子镜片组件用于接收预定入射角度的激光束。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

所述第一镜头组件，还用于将调整后的激光束发送至第一波片组件；

所述第一波片组件，用于将激光束由圆偏振激光束改变为线偏振激光束，并将所述线偏振激光束发送至扩束系统；

所述扩束系统，用于接收所述线偏振激光束，并将线偏振激光束进行汇聚后发送至第二镜头组件。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

所述扩束系统，还用于将汇聚后的线偏振激光束发送至第一偏振分光组件；

所述第一偏振分光组件，用于将汇聚后的线偏振激光束中的S光反射至第二波片组件；

所述第二波片组件，还用于接收所述第一偏振分光组件发射的S偏振激光束，并将所述S偏振激光束转换为圆偏振激光束，并将所述圆偏振激光束发送至所述第二镜头组件。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，包括：

所述第二镜头组件，还用于将以第二出射角度出射的激光发送至第二波片组件；

所述第二波片组件，用于接收所述第二镜头组件发送的圆偏振激光束，将圆偏振激光束转换为P线偏振激光束，并将所述P线偏振激光束发送至第二偏振分光组件，所述第二偏振分光组件将所述P线偏振激光束发送至滤波组件；

所述滤波组件，用于对接收到所述第二波片组件发送的P偏振激光束过滤，得到目标波段的P线偏振激光束，并且将所述目标波段的P线偏振激光束发送至所述接收组件。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，包括：

所述滤波组件，还用于将目标波段的P线偏振激光束发送至分光组件，

所述分光组件，用于接收所述滤波组件发送的目标波段的P偏振激光束，并将P偏振激光束分成两束，分别透射至光电传感器及反射至所述接收组件；

所述光电传感器，用于根据接收到的所述激光束所形成的光点像面图，根据所述光点像面图中光点的位置信息，计算所述激光束的坐标信息，并将所述坐标信息发送至所述第一镜头组件和/或第二镜头组件；

所述第一镜头组件，还用于根据所述光电传感器发送的所述坐标信息调整第二镜头组件的出射角度，直到入射至接收组件的激光束的入射角与光纤光轴之间的差小于预设误差阈值为止；

和/或第二镜头组件，还用于根据所述光电传感器发送的所述坐标信息调整第二镜头组件的出射角度，直到入射至接收组件的激光束的入射角与光纤光轴之间的差小于预设误差阈值为止。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

所述第一波片组件，还用于将改变后的线偏振激光束发送至第二偏振分光组件；

所述第二偏振分光组件，用于接收所述第一波片组件发送的所述线偏振激光束，并且反射其中的S线偏振激光束至所述扩束系统。

8.根据权利要求3-6中任一项所述的系统，其特征在于，包括：

所述第一镜头组件，还用于将所述调整后的激光束发送至折转组件；

所述折转组件，用于接收所述第一镜头组件发送的调整后的激光束，改变激光束的发射方向后，

将改变发射方向的激光束发送至第一波片组件。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述分光组件与所述光电转换器之间以及接收组件之间分别设有准直镜组件，所述分光组件发出的激光束经过所述准直组件准直后由所述光电转换器和接收组件分别接收。