CN1825786A - 基于ccd的复合式反馈控制振动补偿系统 - Google Patents

基于ccd的复合式反馈控制振动补偿系统 Download PDF

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Abstract

基于CCD的复合式反馈控制振动补偿系统，它涉及卫星光通信技术领域，它避免了由于卫星平台的振动而造成的终端天线指向误差。目标终端发射的信标光依次经光学天线(1)、分光片(9)、滤光片(8)、成像透镜组(7)后在CCD探测器(6)上成像，信号光发生器(4)输出的信号光依次经全反射镜(2－1)、分光片(9)后由光学天线(1)扩束并发射到目标终端；精瞄镜控制器(5)利用CCD探测器(6)获得的信标光的偏角信息来控制全反射镜(2－1)偏转，使得信号光能准确的沿信标光的初始光路向目标终端发射。本发明的补偿系统能实时探测卫星平台的振动，并将平台振动导致的信号光指向偏差由120μrad减小至16μrad。

Description

基于CCD的复合式反馈控制振动补偿系统
技术领域
本发明涉及卫星光通信技术领域。
背景技术
卫星光通信终端以卫星平台为承载，卫星平台的振动将使终端天线指向产生偏差，导致终端发出的信号光偏离目标光通信终端(与之建立链路的地面终端或星上终端)。这种情况将使目标终端可接收到的信号光功率发生衰减，严重时将引起卫星激光通信链路的中断。因此对卫星平台振动提出有效的补偿方法，是卫星光通信技术研究中的关健问题之一。目前我国卫星光通信系统处于研制阶段，尚未研制出有效的卫星平台振动影响补偿系统。
发明内容
为了避免由于卫星平台的振动而造成的终端天线指向误差，本发明提供了一种基于CCD的复合式反馈控制振动补偿系统。
本发明的补偿系统包括处于卫星平台上的光学天线1和信号光发生器4，所述补偿系统还包括精瞄镜2、精瞄镜控制器5、角度测量电路3、CCD探测器6、成像透镜组7、分光片9和滤光片8，目标终端发射的信标光通过光学天线1转换为平行入射光并入射到分光片9的光输入端，从分光片9的透射光输出端输出的所述平行入射光经过滤光片8后入射到成像透镜组7的光输入端，在成像透镜组7的光输出端获得聚焦光束并在CCD探测器6上成像，CCD探测器6的输出端连接精瞄镜控制器5的图像信号输入端；精瞄镜2由全反射镜2-1和运动执行机构2-2构成，信号光发生器4输出的信号光通过精瞄镜2的全反射镜2-1改变光路后入射到分光片9的光输入端，所述信号光发生器4输出的信号光经分光片9反射后入射到光学天线1的次镜1-1的光输入端，并且此信号光通过光学天线1的主镜1-2扩束后发射到目标终端；角度测量电路3用于测量全反射镜2-1的偏转角并将此角度信号传输给精瞄镜控制器5；精瞄镜控制器5的控制信号输出端连接精瞄镜2的运动执行机构2-2的输入端，运动执行机构2-2控制全反射镜2-1偏转。
工作原理：在卫星光通信终端接收目标终端发射的信标光时，由于卫星平台的振动使信标光的入射方向改变，则信标光经过终端光学系统成像后，光斑位置的变化便反映了卫星平台的振动情况，所以本发明提出的补偿系统以CCD作为卫星平台振动探测器，以精瞄镜2作为光束指向控制机构，精瞄镜2在复合式反馈控制下偏转相应的角度，控制终端信号光的发射方向，使其始终对准目标终端，用以抑制卫星平台的振动所产生的影响。如图1所示，本发明利用光学天线1、分光片9、滤光片8、成像透镜组7、CCD探测器6、精瞄镜控制器5和精瞄镜2构成了一个闭环控制，精瞄镜控制器5利用CCD探测器6探测的信标光成像光斑来计算卫星平台振动的幅度和方向，并通过控制运动执行机构2-2来控制全反射镜2-1偏转相应的角度，使得星上终端的信号光发生器4输出的信号光能准确的沿信标光的初始光路向目标终端发射，从而对卫星平台的振动进行了补偿；本发明还利用精瞄镜控制器5、精瞄镜2、角度测量电路3构成了一个反馈控制环节，精瞄镜控制器5利用角度测量电路3提供的反馈信息来为精瞄镜2准确定位。
本发明的补偿系统对卫星平台的振动进行了实时探测，并使星上终端的光束指向准确地对准目标终端。采用本系统的卫星光通信终端可将平台振动导致的信号光指向偏差由120μrad减小至16μrad。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本具体实施方式的补偿系统由处于卫星平台上的光学天线1、信号光发生器4、精瞄镜2、精瞄镜控制器5、CCD探测器6、角度测量电路3、成像透镜组7、分光片9和滤光片8组成，目标终端发射的信标光通过光学天线1转换为平行入射光并入射到分光片9的光输入端，从分光片9的透射光输出端输出的所述平行入射光经过滤光片8后入射到成像透镜组7的光输入端，在成像透镜组7的光输出端获得聚焦光束并在CCD探测器6上成像，CCD探测器6的输出端连接精瞄镜控制器5的图像信号输入端；精瞄镜2由全反射镜2-1和运动执行机构2-2构成，信号光发生器4输出的信号光通过精瞄镜2的全反射镜2-1改变光路后入射到分光片9的光输入端，所述信号光发生器4输出的信号光经分光片9反射后入射到光学天线1的次镜1-1的光输入端，并且此信号光通过光学天线1的主镜1-2扩束后发射到目标终端；角度测量电路3用于测量全反射镜2-1的偏转角并将此角度信号传输给精瞄镜控制器5；精瞄镜控制器5的控制信号输出端连接精瞄镜2的运动执行机构2-2的输入端，运动执行机构2-2控制全反射镜2-1偏转。
所述光学天线1选用口径为100mm、放大倍率为20倍的卡塞格伦式望远镜为终端光学天线。所述CCD探测器6选用台湾敏通公司生产的MTV-1801面阵式CCD摄像机，其主要参数为：光谱响应范围为400nm～1100nm、像元数为795(H)×596(V)、像元尺寸为10μm、行频为15625Hz、场频为50Hz、分辨率为600TVL(线)、探测灵敏度为0.02lx(勒克斯)、信噪比大于为46dB、工作温度-10℃～50℃、电源为DC12V(2W)。所述CCD探测器6的像元间距决定了卫星平台角振动探测精度，像元数决定了其探测角振动幅度范围，频谱响应范围决定了振动补偿系统的应用频段，把握上述原则即可根据需要确定CCD探测器6的型号。所述成像透镜组7的焦距为50mm。所述信号光发生器4的中心波长为800nm，光束发散角为600μrad。所述分光片9全透射目标终端发射来的信标光，所述分光片9全反射信号光发生器4输出的信号光，使得发射和接收能共用同一光学天线。所述滤光片8的带宽为10nm。
所述精瞄镜2、精瞄镜控制器5、角度测量电路3集成在一起，选用哈工大博实精密测控有限公司研制的MPT-2JRL001型压电偏转镜及其驱动器，此偏转镜的偏转范围为±250μrad，频率为1kHz，反射面直径为40mm，偏转精度为2μrad(根据位移传感器反馈数值推算)。此偏转镜的工作台体采用超硬铝LC4；平台底面上粘接K9玻璃基底反射镜，即全反射镜2-1；此反射镜背面固定有由两个相互垂直的柔性铰链机构形成的两条偏转轴，此两条偏转轴上分别固定有两块德国PI压电陶瓷(P841.20型，内置电阻应变式位移传感器)，当一块压电陶瓷输出位移时，将使反射镜产生一定的偏转，两个压电陶瓷所产生的偏转是相互独立的，通过计算压电陶瓷在各自位置上的位移即可换算为反射镜的偏转角。

Claims (2)

1、基于CCD的复合式反馈控制振动补偿系统，所述补偿系统包括处于卫星平台上的光学天线(1)和信号光发生器(4)；其特征在于所述补偿系统还包括精瞄镜(2)、精瞄镜控制器(5)、角度测量电路(3)、CCD探测器(6)、成像透镜组(7)、分光片(9)和滤光片(8)，目标终端发射的信标光通过光学天线(1)转换为平行入射光并入射到分光片(9)的光输入端，从分光片(9)的透射光输出端输出的所述平行入射光经过滤光片(8)后入射到成像透镜组(7)的光输入端，在成像透镜组(7)的光输出端获得聚焦光束并在CCD探测器(6)上成像，CCD探测器(6)的输出端连接精瞄镜控制器(5)的图像信号输入端；精瞄镜(2)由全反射镜(2-1)和运动执行机构(2-2)构成，信号光发生器(4)输出的信号光通过精瞄镜(2)的全反射镜(2-1)改变光路后入射到分光片(9)的光输入端，所述信号光发生器(4)输出的信号光经分光片(9)反射后入射到光学天线(1)的次镜(1-1)的光输入端，并且此信号光通过光学天线(1)的主镜(1-2)扩束后发射到目标终端；角度测量电路(3)用于测量全反射镜(2-1)的偏转角并将此角度信号传输给精瞄镜控制器(5)；精瞄镜控制器(5)的控制信号输出端连接精瞄镜(2)的运动执行机构(2-2)的输入端，运动执行机构(2-2)控制全反射镜(2-1)偏转。
2、根据权利要求1所述的基于CCD的复合式反馈控制振动补偿系统，其特征在于所述分光片(9)全透射目标终端发射来的信标光，所述分光片(9)全反射信号光发生器(4)输出的信号光。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102095403A (zh) * 2010-12-29 2011-06-15 哈尔滨工业大学 基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测系统及信号光入射角度探测方法
CN102221450A (zh) * 2011-04-18 2011-10-19 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种激光系统跟瞄偏差测量装置
CN103427904A (zh) * 2013-08-28 2013-12-04 哈尔滨工业大学 基于地面测试的空间光通信终端的像差补偿方法
CN103441798A (zh) * 2013-08-28 2013-12-11 哈尔滨工业大学 在轨空间光通信终端像差补偿方法
CN104662820A (zh) * 2012-07-13 2015-05-27 雷神公司 高带宽光通信中继体系
CN105891964A (zh) * 2016-05-09 2016-08-24 长春理工大学 全光空间信息网多用户交叉连接设备
CN107543682A (zh) * 2017-09-08 2018-01-05 中国科学院上海技术物理研究所 一种主动抑制测试光路抖动的装置及方法
CN108646234A (zh) * 2018-03-22 2018-10-12 吉林省纪源科技有限公司 空间光通信终端中空间信号探测器视场定位装置及其视场定位方法
CN109188679A (zh) * 2018-10-30 2019-01-11 宁波光舟通信技术有限公司 镜头设备的调整方法、装置及镜头设备
CN109412676A (zh) * 2018-10-30 2019-03-01 宁波光舟通信技术有限公司 星间信号发射方法及装置
CN109474339A (zh) * 2018-10-30 2019-03-15 宁波光舟通信技术有限公司 星间信号调整方法及装置
CN114353830A (zh) * 2021-12-27 2022-04-15 北京遥感设备研究所 一种用于恒星标校的光路切换装置及切换方法

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102095403B (zh) * 2010-12-29 2013-04-24 哈尔滨工业大学 基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测系统及信号光入射角度探测方法
CN102095403A (zh) * 2010-12-29 2011-06-15 哈尔滨工业大学 基于变焦成像透镜组的变视域高精度信号光入射角度探测系统及信号光入射角度探测方法
CN102221450A (zh) * 2011-04-18 2011-10-19 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种激光系统跟瞄偏差测量装置
CN102221450B (zh) * 2011-04-18 2013-01-02 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种激光系统跟瞄偏差测量装置
CN104662820A (zh) * 2012-07-13 2015-05-27 雷神公司 高带宽光通信中继体系
CN103441798B (zh) * 2013-08-28 2015-10-28 哈尔滨工业大学 在轨空间光通信终端像差补偿方法
CN103441798A (zh) * 2013-08-28 2013-12-11 哈尔滨工业大学 在轨空间光通信终端像差补偿方法
CN103427904B (zh) * 2013-08-28 2015-08-19 哈尔滨工业大学 基于地面测试的空间光通信终端的像差补偿方法
CN103427904A (zh) * 2013-08-28 2013-12-04 哈尔滨工业大学 基于地面测试的空间光通信终端的像差补偿方法
CN105891964B (zh) * 2016-05-09 2019-01-04 长春理工大学 全光空间信息网多用户交叉连接设备
CN105891964A (zh) * 2016-05-09 2016-08-24 长春理工大学 全光空间信息网多用户交叉连接设备
CN107543682A (zh) * 2017-09-08 2018-01-05 中国科学院上海技术物理研究所 一种主动抑制测试光路抖动的装置及方法
CN108646234A (zh) * 2018-03-22 2018-10-12 吉林省纪源科技有限公司 空间光通信终端中空间信号探测器视场定位装置及其视场定位方法
CN108646234B (zh) * 2018-03-22 2019-06-21 吉林省纪源科技有限公司 空间光通信终端中空间信号探测器视场定位装置及其视场定位方法
CN109188679A (zh) * 2018-10-30 2019-01-11 宁波光舟通信技术有限公司 镜头设备的调整方法、装置及镜头设备
CN109412676A (zh) * 2018-10-30 2019-03-01 宁波光舟通信技术有限公司 星间信号发射方法及装置
CN109474339A (zh) * 2018-10-30 2019-03-15 宁波光舟通信技术有限公司 星间信号调整方法及装置
CN114353830A (zh) * 2021-12-27 2022-04-15 北京遥感设备研究所 一种用于恒星标校的光路切换装置及切换方法
CN114353830B (zh) * 2021-12-27 2023-11-14 北京遥感设备研究所 一种用于恒星标校的光路切换装置及切换方法

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