CN206149275U - 一种跟瞄系统对信标光斑位移灵敏度的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本专利公开了一种跟瞄系统对信标光斑位移灵敏度的测量装置。该装置采用基于小波变换的数据处理方法，由激光器、压电陶瓷驱动器、压电陶瓷快速反射镜、平行光管等模拟产生远距离的固定频率、幅度规律变化的光源位移，光源位移的幅度和频率是事先设置好的，再由待测系统对光源进行探测，由工作计算机对探测所得的信息进行小波变换等数据处理可得到待测系统对信标光斑的位移灵敏度。本专利能有效地抑制测量平台抖动对测量装置的干扰，且简便易行。
Description
技术领域
:
[〇〇〇1]本专利涉及高精度的系统灵敏度测量，具体涉及一种跟瞄系统对信标光斑位移灵敏度的测量，可用于空间激光通信的跟瞄系统的系统测试和系统评价。
背景技术
:
[〇〇〇2]空间激光通信的核心技术是捕获、跟踪、瞄准技术，而抑制卫星平台的不规则抖动，实现微弧度量级的跟瞄技术为其中的难点。一套卫星激光通信端机研制完成后，对其中的跟瞄系统的性能进行测试和评估至关重要。卫星平台的不规则抖动有低频高幅度、高频低幅度的特点，所以跟瞄系统对信标光斑的位移灵敏度是其对卫星平台不规则抖动抑制能力评价的重要参数，然而存在以下问题导致难以精确测量跟瞄系统对信标光斑的位移灵敏度:
[〇〇〇3] 1.跟瞄系统为了实现微弧度量级的跟瞄精度，需要其对光斑的位移灵敏度达到亚微弧度量级甚至更高，而亚微弧度量级的光斑位移生成在实验室条件下较为困难；
[〇〇〇4] 2.为了测量跟瞄系统对光斑的位移灵敏度，传统方法是在实验室条件下，精确地设置不同幅度的光斑位移，然后再用待测系统对此光斑位移分别进行探测，这样的过程操作较为繁琐；
[〇〇〇5] 3•实验室内的测试平台本身存在十几乃至几十urad量级的不规则振动，对于要测量跟瞄系统对光斑位移亚微弧度量级的灵敏度，此不规则振动会给测量引入极大的误差。
发明内容
:
[0006] 为了解决背景技术中存在的技术问题，本专利采用基于小波变换的数据处理方法，由激光器、压电陶瓷驱动器、压电陶瓷快速反射镜、平行光管等模拟产生远距离的固定频率、幅度规律变化的光源位移，光源位移的幅度和频率是事先设置好的，再由跟瞄系统对光源进行探测，由工作计算机对探测所得的信息进行小波变换等数据处理可得到待测的跟瞄系统对信标光斑的位移灵敏度。
[0007] 本专利一种跟瞄系统对信标光斑位移灵敏度的测量装置包括:平行光管1，压电陶瓷快速反射镜2，激光器3，压电陶瓷驱动器4，以及工作计算机5，其特征在于:
[0008] 所述的测量装置放置在稳定平台上，并与稳定平台刚性连接;所述的平行光管1光轴与待测系统光轴等高且处于同一直线上;所述的激光器3发出的光经压电陶瓷驱动器4驱动的压电陶瓷快速反射镜2反射进入平行光管1，由平行光管1模拟出远距离的平行光束，待测系统接收平行光，将平行光在待测系统中生成的光斑质心信息传输给工作计算机5,同时将压电陶瓷驱动器4的驱动信息传输给工作计算机5,最后由工作计算机5对获得的数据信息进行小波变换等分析得出待测系统对光斑的位移灵敏度。
[0009] 跟瞄系统对信标光斑位移灵敏度的测量步骤如下:
[0010] 1.光源线位移的生成:使用压电陶瓷驱动器4驱动压电陶瓷快速发射镜2生成频率为X、幅度为0 (t)的摆动，激光器3光发射端离压电陶瓷快速反射镜2镜面的距离为L，可等效生成频率为X、幅度为2*L*e (t)的光源线位移；
[0011] 2.数据处理方法:在工作计算机5中，对待测系统探测所得的光斑质心数据信息进行小波变换等处理，得到待测系统探测所得的光斑质心数据的时间-频率信息，在该时间-频率信息中首次出现频率为X的时间点to，可得出待测的跟瞄系统对信标光斑位移灵敏度为0 (to) /f，其中f•为平行光管1的焦距；
[0012] 本专利有如下有益效果:
[〇〇13] 1.压电陶瓷快速反射镜高频特性好，执行精度高，使用压电陶瓷快速反射镜作为精确um量级位移的生成源，符合测试系统的精度需求。
[〇〇14] 2.测试系统模拟出的光源高频的um量级线位移与测试平台的低频不规则扰动在频域上区分开来，能够有效地减小测试平台的低频不规则扰动对测量的干扰。
[〇〇15] 3 •系统集成性较高，具有高性能，高可靠性的优点。
附图说明
:
[〇〇16]图1是跟瞄系统对信标光斑位移灵敏度的测试系统原理图。图中:1 •平行光管;2.压电陶瓷快速反射镜;3 •激光器;4 •压电陶瓷驱动器;5.工作计算机。
[〇〇17]图2是压电陶瓷快速反射镜作为摆动源，结合激光器，模拟生成高频的光源线位移。
[0〇18]图3是压电陶瓷驱动器输出信号曲线。
[0019]图4是测试系统模拟生成的光源的位移曲线。
具体实施方式
:
[〇〇2〇]下面结合附图对本专利的具体实施方式作进一步的说明:
[〇〇21]本专利一种跟瞄系统对信标光斑位移灵敏度的测量装置如附图1所示，使用压电陶瓷驱动器驱动压电陶瓷快速反射镜生成高频的摆动，如附图2所示，压电陶瓷驱动器选用PI公司生产的S33〇.8SL系列，其机械偏角范围为± i〇mrad，执行分辨率在iurad以下，激光器的光束发射端离压电陶瓷反射镜的距离为25mm。压电陶瓷驱动器输出的信号曲线如图3所不，其频率为10Hz，摆动的幅度按照图示规律递增。平行光管的焦距为lm，整个测试系统模拟出的光源位移曲线9 (t)如图4所示。如图1所示，由与平行光管中心轴线重合的待测系统对平行光管发出的平行光探测，所探测得到的光斑质心信息同测试系统模拟出的光源的位移信息传人工作计算机。在工作计算机，对待测系统探测所得的光斑质心数据信息进行小波变换等处理，得到待测系统探测所得的光斑质心数据的时间-频率信息，在该时间-频率信息中首次出现频率为10HZ的时间点to,可得出待测的跟瞄系统对信标光斑位移灵敏度为Q (to)。
Claims (1)
1.一种跟瞄系统对信标光斑位移灵敏度的测量装置，包括:平行光管(1)，压电陶瓷快速反射镜⑵，激光器⑶，压电陶瓷驱动器⑷，以及工作计算机(5)，其特征在于:所述的测量装置放置在稳定平台上，并与稳定平台刚性连接;所述的平行光管(1)光轴与待测系统光轴等高且处于同一直线上;所述的激光器(3)发出的光经压电陶瓷驱动器(4)驱动的压电陶瓷快速反射镜(2)反射进入平行光管(1)，由平行光管(1)模拟出远距离的平行光束，待测系统接收平行光，将平行光在待测系统中生成的光斑质心信息传输给工作计算机(5)，同时将压电陶瓷驱动器(4)的驱动信息传输给工作计算机(5)，最后由工作计算机(5)对获得的数据信息进行小波变换等分析得出待测系统对光斑的位移灵敏度。
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| CN106374998A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-02-01 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种跟瞄系统对信标光斑位移灵敏度的测量装置及方法 |
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2016
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