FR2690532A1 - Pointing, or aiming, device for optical equipment e.g. for satellite communication using modulated laser beam - has system of two mirrors rotating about axes perpendicular to each other with fine tuning of first mirror - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE POINTAGE POUR APPAREIL OPTIQUE
L'invention se rapporte principalement à un dispositif de pointage pour appareil optique.POINTING DEVICE FOR OPTICAL APPARATUS
The invention relates mainly to a pointing device for an optical device.
II existe de nombreux dispositifs de pointage pour orienter l'axe optique d'un appareil dans une direction désirée. Notamment, il est connu d'asservir le pointage d'un autodirecteur en site et en gisement sur la position d'une cible. Toutefois, les dispositifs de pointage connus présentent de nombreux inconvénients. Souvent, on ne peut effectuer le pointage que dans un petit angle solide, la précision du pointage est faible et l'inertie importante ne permettant pas de suivre une cible évoluant rapidement dans le champ de vision du dispositif optique.Par exemple pour établir une liaison de communication entre satellites en modulant un faisceau laser sur une distance pouvant atteindre plusieurs dizaines de milliers de kilomètres, il est primordial de pouvoir orienter l'émetteur et(ou le récepteur dans une direction à priori quelconque correspondant à l'attitude à laquelle on s'attend à trouver le satellite, d'assurer l'acquisition du satellite, puis pendant toute la durée de la communication, pendant laquelle les deux satellites se déplacent, d'assurer la stabilisation de la liaison en assurant la poursuite du faisceau. Durant cette poursuite, I'imprécision du pointage doit être inférieure à une partie de la divergence du faisceau laser. There are many pointing devices for orienting the optical axis of a device in a desired direction. In particular, it is known to control the pointing of a seeker on site and in bearing on the position of a target. However, known pointing devices have many drawbacks. Often, you can only aim at a small solid angle, the aiming accuracy is low and the large inertia does not allow you to follow a rapidly evolving target in the field of vision of the optical device. For example to establish a connection communication between satellites by modulating a laser beam over a distance of up to several tens of thousands of kilometers, it is essential to be able to orient the transmitter and (or the receiver in any a priori direction corresponding to the attitude at which one s 'waits to find the satellite, to ensure the acquisition of the satellite, then throughout the duration of the communication, during which the two satellites move, to ensure the stabilization of the link by ensuring the continuation of the beam. tracking, the imprecision of the pointing must be less than part of the divergence of the laser beam.
C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un dispositif de pointage pour appareil optique permettant d'orienter l'axe optique de l'appareil dans un grand angle solide, par exemple correspondant à une hémisphère. It is therefore an object of the present invention to provide a pointing device for an optical device making it possible to orient the optical axis of the device in a large solid angle, for example corresponding to a hemisphere.
C'est aussi un but de la présente invention d'offrir un dispositif de pointage pour appareil optique ayant une bande-passante mécanique importante, au moins lors de la réalisation d'un pointage fin. It is also an object of the present invention to provide a pointing device for an optical device having a large mechanical bandwidth, at least when performing a fine pointing.
C'est également un but de la présente invention d'offrir un dispositif de pointage pour appareil optique extrêmement précis. It is also an object of the present invention to provide a pointing device for an extremely precise optical device.
C'est aussi un but de la présente invention d'offrir un dispositif de pointage pour appareil optique extrêmement fiable, susceptible de travailler pendant de longues périodes dans un environnement hostile, notamment à bord d'un satellite. It is also an object of the present invention to provide a pointing device for an extremely reliable optical device capable of working for long periods in a hostile environment, in particular on board a satellite.
C'est également un but de la présente invention d'offrir un dispositif compact de pointage pour appareil optique. It is also an object of the present invention to provide a compact pointing device for an optical device.
C'est aussi un but de la présente invention d'offrir un dispositif de pointage pour appareil optique comportant plusieurs modes de fonctionnement, par exemple un mode de recherche de cibles, un mode de détection de cibles, un mode d'acquisition de cibles et/ou un mode de poursuite de cibles. It is also an object of the present invention to provide a pointing device for an optical device comprising several operating modes, for example a target search mode, a target detection mode, a target acquisition mode and / or a target tracking mode.
C'est également un but de la présente invention d'offrir un dispositif de pointage comportant un minimum d'éléments optiques susceptibles de dégrader un faisceau lumineux reçu ou un faisceau lumineux à émettre. It is also an object of the present invention to provide a pointing device comprising a minimum of optical elements capable of degrading a received light beam or a light beam to be emitted.
C'est aussi un but de la présente invention d'offrir un dispositif de pointage particulièrement bien adapté aux appareils optiques ayant une pupille de sortie de petit diamètre. It is also an object of the present invention to provide a pointing device particularly well suited to optical devices having an exit pupil of small diameter.
Ces buts sont atteints par un dispositif selon l'invention susceptible d'être disposé à la sortie d'un appareil optique et comportant deux miroirs susceptibles d'être orientés selon deux axes orthogonaux, au moins un des miroirs étant munis d'un dispositif de pointage fin avec une déviation limitée et une bande-passante mécanique importante. These objects are achieved by a device according to the invention capable of being disposed at the outlet of an optical device and comprising two mirrors capable of being oriented along two orthogonal axes, at least one of the mirrors being provided with a device for fine pointing with a limited deviation and a significant mechanical bandwidth.
Ainsi, on réalise un pointage grossier ou approximatif d'un appareil optique dans un grand angle solide avec une bande-passante mécanique limitée et l'on apporte des corrections à ce pointage avec une très grande précision et avec une large bande-passante mécanique mais dans un angle solide limité. Thus, a coarse or approximate pointing of an optical device is carried out in a large solid angle with a limited mechanical bandwidth and corrections are made to this pointing with very high precision and with a large mechanical bandwidth but in a limited solid angle.
L'invention a principalement pour objet un dispositif de pointage pour appareil optique comportant un premier miroir tournant autour d'un premier axe et un second miroir tournant autour d'un second axe perpendiculaire audit premier axe, caractérisé en ce que le premier et le second miroirs tournant autour des deux axes perpendiculaires constituent un dispositif de pointage approximatif et en ce qu'ils comportent un dispositif de pointage fin comprenant des actionneurs pour modifier l'inclinaison d'un miroir selon deux axes perpendiculaires. The main object of the invention is a pointing device for an optical device comprising a first mirror rotating around a first axis and a second mirror rotating around a second axis perpendicular to said first axis, characterized in that the first and the second mirrors rotating around the two perpendicular axes constitute an approximate pointing device and in that they comprise a fine pointing device comprising actuators for modifying the inclination of a mirror along two perpendicular axes.
L'invention a également pour objet un dispositif, caractérisé en ce qu'il comporte un premier manchon coudé monté tournant à la sortie de l'appareil optique, I'axe optique dudit appareil optique et l'axe de rotation du premier manchon coudé étant confondus, ledit premier manchon coudé portant le premier miroir incliné sensiblement à 45" par rapport audit axe optique et un second manchon coudé monté tournant autour de la sortie du premier manchon, ledit second manchon portant le second miroir sensiblement incliné à 45" par rapport à l'axe optique à la sortie dudit premier manchon coudé. The invention also relates to a device, characterized in that it comprises a first bent sleeve mounted to rotate at the outlet from the optical device, the optical axis of said optical device and the axis of rotation of the first bent sleeve being combined, said first bent sleeve carrying the first mirror inclined substantially at 45 "with respect to said optical axis and a second bent sleeve mounted rotating around the outlet of the first sleeve, said second sleeve carrying the second mirror substantially inclined at 45" with respect to the optical axis at the outlet of said first bent sleeve.
L'invention a également pour objet un dispositif, caractérisé en ce que le dispositif de pointage fin est susceptible de modifier l'inclinaison du premier miroir. The invention also relates to a device, characterized in that the fine pointing device is capable of modifying the inclination of the first mirror.
L'invention a également pour objet un dispositif, caractérisé en ce que le dispositif de pointage approximatif est orientable dans un angle solide hémisphérique et que le dispositif de pointage fin est orientable dans un angle solide de + 2 sur + 2". The invention also relates to a device, characterized in that the approximate pointing device is orientable in a solid hemispherical angle and that the fine pointing device is orientable in a solid angle of + 2 by + 2 ".
L'invention a également pour objet un dispositif, caractérisé en ce que le dispositif de pointage approximatif a une bande-passante mécanique inférieure à 10 Hz et en ce que le dispositif de pointage fin a une bande-passante mécanique supérieure à 100 Hz, de préférence supérieure ou égale à 1000 Hz. The invention also relates to a device, characterized in that the approximate pointing device has a mechanical bandwidth of less than 10 Hz and in that the fine pointing device has a mechanical bandwidth of more than 100 Hz, preferably greater than or equal to 1000 Hz.
L'invention a également pour objet un dispositif, caractérisé en ce que le dispositif de pointage fin comporte une plaque-support du miroir orientable et des tiges flexibles reliant la plaque support aux actionneurs. The invention also relates to a device, characterized in that the fine pointing device comprises a support plate for the adjustable mirror and flexible rods connecting the support plate to the actuators.
L'invention a égaiement pour objet un dispositif, caractérisé en ce qu'il comporte des membranes de suspension de la plaque support du miroir et/ou des pièces mobiles des actionneurs. The invention also relates to a device, characterized in that it comprises membranes for suspending the mirror support plate and / or moving parts of the actuators.
L'invention a également pour objet un dispositif, caractérisé en ce que le dispositif de pointage fin comporte un cardan motorisé par des actionneurs. The invention also relates to a device, characterized in that the fine pointing device comprises a universal joint motorized by actuators.
L'invention a également pour objet un dispositif, caractérisé en ce que les actionneurs comportent des codeurs de position. The invention also relates to a device, characterized in that the actuators include position encoders.
L'invention a également pour objet un dispositif de pointage, caractérisé en ce que sa pupille d'entrée a un diamètre inférieur ou égal à 50 mm. The invention also relates to a pointing device, characterized in that its entrance pupil has a diameter less than or equal to 50 mm.
L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs et sur lesquelles:
- la figure 1 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation du dispositif selon la présente invention
- la figure 2 est une vue de côté d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de pointage de miroirs susceptible d'être mis en oeuvre dans le dispositif selon la présente invention
- la figure 3 est une vue de dessus du dispositif de la figure 2;
- la figure 4 est une vue de côté d'un second dispositif d'orientation de miroirs susceptible d'être mis en oeuvre dans le dispositif selon la présente invention
- la figure 5 est une vue de dessus du dispositif de la figure 4.The invention will be better understood by means of the description below and the appended figures given as nonlimiting examples and in which:
- Figure 1 is a sectional view of an embodiment of the device according to the present invention
- Figure 2 is a side view of a first embodiment of a mirror pointing device capable of being implemented in the device according to the present invention
- Figure 3 is a top view of the device of Figure 2;
- Figure 4 is a side view of a second mirror orientation device capable of being implemented in the device according to the present invention
- Figure 5 is a top view of the device of Figure 4.
Sur les figures 1 à 5, on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. In FIGS. 1 to 5, the same references have been used to designate the same elements.
Sur la figure 1, on peut voir un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention comportant un premier miroir plan 1 monté à rotation et entraîné par un premier moteur 2 autour d'un premier axe 3 avec un angle oc et un second miroir plan 4 monté à rotation et entraîné par un second moteur 5 autour d'un second axe 6 avec un angle ss perpendiculaire au premier axe 3. Le premier miroir 1 est incliné à 45" par rapport à un axe optique 7 d'un faisceau 8 à la sortie d'un appareil optique, par exemple d'un télescope afocal dont seule la lentille frontale 9 est représentée en pointillé sur la figure. L'axe 3 de rotation du premier miroir 1 et l'axe optique 7 du faisceau 8 à la sortie de l'appareil optique sont confondus.Après réflexion sur un premier miroir 1, un axe 10 du faisceau 8 est sensiblement orthogonal à l'axe 7 du faisceau 8 avant réflexion. De même, I'axe 6 de rotation du second miroir 4 et l'axe optique 10 du faisceau 8 après réflexion sur le premier miroir 1 sont confondus. In Figure 1, we can see an embodiment of a device according to the invention comprising a first plane mirror 1 rotatably mounted and driven by a first motor 2 around a first axis 3 with an angle oc and a second plane mirror 4 rotatably mounted and driven by a second motor 5 around a second axis 6 with an angle ss perpendicular to the first axis 3. The first mirror 1 is inclined at 45 "relative to an optical axis 7 of a beam 8 at the output of an optical device, for example an afocal telescope of which only the front lens 9 is shown in dotted lines in the figure The axis 3 of rotation of the first mirror 1 and the optical axis 7 of the beam 8 at the exit of the optical apparatus are confused. After reflection on a first mirror 1, an axis 10 of the beam 8 is substantially orthogonal to the axis 7 of the beam 8 before reflection. Similarly, the axis 6 of rotation of the second mirror 4 and the optical axis 10 of the beam 8 after reflection on the first 1st mirror 1 are combined.
Le second miroir 4 est incliné à 45 par rapport à l'axe optique 10 du faisceau 8 après réflexion sur un premier miroir 1. The second mirror 4 is inclined at 45 relative to the optical axis 10 of the beam 8 after reflection on a first mirror 1.
Le miroir 1 est porté par un coude d'un premier manchon coudé 12 entraîné en rotation par le moteur 2, par exemple par le moteurcouple à courant continu comportant un codeur de position ou un moteur pas à pas, par rapport à un dispositif de fixation 13 en forme de brides. The mirror 1 is carried by an elbow of a first bent sleeve 12 driven in rotation by the motor 2, for example by the direct current torque motor comprising a position encoder or a stepping motor, relative to a fixing device 13 in the form of flanges.
Le miroir 4 est porté par un coude d'un deuxième manchon coudé 14, le moteur 5 par exemple du même type que le moteur 2 assurant la rotation du deuxième manchon 14 autour de l'extrémité avant du premier manchon 12. Le deuxième manchon 14 se termine par un conduit 15 sensiblement cylindrique formant pare-soleil. The mirror 4 is carried by an elbow of a second bent sleeve 14, the motor 5 for example of the same type as the motor 2 ensuring the rotation of the second sleeve 14 around the front end of the first sleeve 12. The second sleeve 14 ends with a substantially cylindrical conduit 15 forming a sun visor.
La rotation des manchons 12 et 14 permet d'orienter l'axe optique 1 1 dans un grand angle solide avec une bande-passante mécanique faible, par exemple limitée à 10 Hz et une précision moyenne, par exemple égale 0,1". The rotation of the sleeves 12 and 14 makes it possible to orient the optical axis 1 1 in a large solid angle with a low mechanical bandwidth, for example limited to 10 Hz and an average precision, for example equal to 0.1 ".
La grande bande-passante et la haute précision sont conférées au dispositif selon l'invention par au moins un dispositif de pointage fin permettant de faire varier l'inclinaison d'au moins des miroirs 1 et/ou 2. The high bandwidth and the high precision are given to the device according to the invention by at least one fine pointing device making it possible to vary the inclination of at least mirrors 1 and / or 2.
L'exemple de réalisation avantageux illustré sur la figure 1 comporte un dispositif de pointage fin 16 susceptible de modifier légèrement, par exemple à + 2 l'inclinaison du premier miroir 1 avec une bande-passante mécanique importante, par exemple égale à 1 kHz. Avantageusement, le dispositif de pointage fin 16 oriente le premier miroir 1 selon deux axes orthogonaux 17 et 18 perpendiculaires entre eux et à la normale 19 au plan du miroir 1 symbolisé par les flèches 20 et 21. The advantageous exemplary embodiment illustrated in FIG. 1 comprises a fine pointing device 16 capable of modifying slightly, for example at + 2 the inclination of the first mirror 1 with a large mechanical bandwidth, for example equal to 1 kHz. Advantageously, the fine pointing device 16 orients the first mirror 1 along two orthogonal axes 17 and 18 perpendicular to each other and to the normal 19 to the plane of the mirror 1 symbolized by the arrows 20 and 21.
Le dispositif 16 comporte par exemple un mécanisme à suspension par membrane illustré sur les figures 2 et 3 ou un mécanisme à cardan illustré sur les figures 4 et 5. The device 16 comprises for example a membrane suspension mechanism illustrated in FIGS. 2 and 3 or a cardanic mechanism illustrated in FIGS. 4 and 5.
Le dispositif de la figure 1 comporte un joint tournant, par exemple à bagues collectrices pour assurer l'alimentation électrique et l'échange d'information avec les dispositifs de pointage fin 16 et pour assurer l'alimentation électrique du moteur 5. The device of FIG. 1 comprises a rotating joint, for example with slip rings for ensuring the electrical supply and the exchange of information with the fine pointing devices 16 and for ensuring the electrical supply of the motor 5.
Le dispositif des figures 2 et 3 comporte quatre actionneurs 22, 23, 24 et 25 régulièrement répartis autour d'une plaque support 26 du miroir 1 auquel ils sont reliés par des tiges flexibles 27. Le centre de la plaque d'un support 26 est relié par une tige pivot 28 à un support central 29. Chacun des actionneurs 22 à 25 comporte une partie fixe ou stator 30 de forme cylindrique dans laquelle coulisse un équipage mobile 31 également de forme cylindrique et dont l'extrémité supérieure est solidarisée avec une des tiges flexibles 27. Dans l'exemple avantageux illustré sur les figures 2 et 3, la suspension de pièces mobiles 26 et 31 est assurée par des membranes 32 à 34 tendues sur un boîtier 35 du dispositif 16.La membrane 32 tendue entre le boîtier 35 et une base 36 d'un cylindre annulaire 37 solidarisé avec le centre de la face inférieure de la plaque support 26 et comportant quatre ouvertures de passage 38 des tiges 27 assurant la suspension de la plaque support 26. The device of FIGS. 2 and 3 comprises four actuators 22, 23, 24 and 25 regularly distributed around a support plate 26 of the mirror 1 to which they are connected by flexible rods 27. The center of the plate of a support 26 is connected by a pivot rod 28 to a central support 29. Each of the actuators 22 to 25 comprises a fixed part or stator 30 of cylindrical shape in which slides a movable assembly 31 also of cylindrical shape and the upper end of which is secured to one of the flexible rods 27. In the advantageous example illustrated in FIGS. 2 and 3, the suspension of moving parts 26 and 31 is ensured by membranes 32 to 34 stretched over a housing 35 of the device 16. The membrane 32 stretched between the housing 35 and a base 36 of an annular cylinder 37 secured to the center of the underside of the support plate 26 and comprising four openings 38 for passage of the rods 27 ensuring the suspension of the support plate 26 .
La membrane 33 est tendue entre le boîtier 35, le support central 29 et les extrémités supérieures des équipages mobiles 31 dont elle assure la suspension La membrane 34 est tendue entre le boîtier 35, le support central 29 et les extrémités inférieures des équipages mobiles 31 dont elle assure la suspension. Une plaque annulaire 39 limite le mouvement de la plaque support 27.The membrane 33 is stretched between the housing 35, the central support 29 and the upper ends of the moving parts 31 of which it provides the suspension The membrane 34 is stretched between the housing 35, the central support 29 and the lower ends of the moving parts 31 of which it ensures the suspension. An annular plate 39 limits the movement of the support plate 27.
Les éléments flexibles 27, 28, 32, 33 et 34 sont réalisés en alliage métallique élastique par exemple i'acier à ressort et/ou un alliage de béryllium et du cuivre. The flexible elements 27, 28, 32, 33 and 34 are made of an elastic metal alloy, for example, spring steel and / or an alloy of beryllium and copper.
Les actionneurs 22 à 25 sont, par exemple, des actionneurs électromagnétiques ou piézo-électriques, chacun comportant avantageusement un codeur de position numérique, ou de préférence analogique, intégré. The actuators 22 to 25 are, for example, electromagnetic or piezoelectric actuators, each advantageously comprising an integrated digital, or preferably analog, position encoder.
Au repos, c'est-à-dire lorsque le miroir 1 est incliné à 45" par rapport à l'axe optique 7, les tiges flexibles 27 sont orthogonales à la plaque support 26, les membranes 32 à 34 sont planes (en apesanteur) et les équipages mobiles 31 de tous les actionneurs 22 à 25 ont la même position relative par rapport à leurs stators 30. At rest, that is to say when the mirror 1 is inclined at 45 "relative to the optical axis 7, the flexible rods 27 are orthogonal to the support plate 26, the membranes 32 to 34 are planar (weightless) ) and the moving parts 31 of all the actuators 22 to 25 have the same relative position relative to their stators 30.
Les actionneurs 22 et 23 d'une part, et 24 et 25 d'autre part sont montés en opposition, c'est-à-dire que quand l'actionneur 23 tire un bord de la plaque support 26, I'actionneur 22 pousse le bord opposé de cette plaque. The actuators 22 and 23 on the one hand, and 24 and 25 on the other hand are mounted in opposition, that is to say that when the actuator 23 pulls an edge of the support plate 26, the actuator 22 pushes the opposite edge of this plate.
Les performances suivantes ont été obtenues avec un premier exemple de réalisation du dispositif de pointage fin 16 des figures 2 et 3:
- inclinaison maximale + 0,160 rad pour une consommation inférieure à 0,5 W (statique)
- accélération maximale supérieure à : 40000 rad/s2 pour une consommation de 20 W et supérieure à 5000 rad/s2 pour une consommation de 0,3 W;
- précision de pointage + 0,2 mrad
- réponse en fréquence (mécanique)
plate jusqu'à 290 Hz,
pas de résonance jusqu'à 1200 Hz,
- masse ::500 g
Avec un deuxième exemple de réalisation
- inclinaison maximale + 0,015 rad pour une consommation inférieure à 0,001 W;
- accélération maximale supérieure à 5000 rad/s2 pour une consommation inférieure à 0,1 W;
- précision de pointage :+ 0,05 mrad
- réponse en fréquence (mécanique)
plate jusqu'à 15 Hz,
pas de résonance jusqu'à 5000 Hz,
- masse :150 g.The following performances were obtained with a first embodiment of the fine pointing device 16 of FIGS. 2 and 3:
- maximum tilt + 0.160 rad for consumption less than 0.5 W (static)
- maximum acceleration greater than: 40,000 rad / s2 for a consumption of 20 W and greater than 5,000 rad / s2 for a consumption of 0.3 W;
- pointing accuracy + 0.2 mrad
- frequency response (mechanical)
flat up to 290 Hz,
no resonance up to 1200 Hz,
- mass :: 500 g
With a second example of realization
- maximum tilt + 0.015 rad for consumption less than 0.001 W;
- maximum acceleration greater than 5000 rad / s2 for consumption less than 0.1 W;
- pointing accuracy: + 0.05 mrad
- frequency response (mechanical)
flat up to 15 Hz,
no resonance up to 5000 Hz,
- mass: 150 g.
Avec un dispositif de pointage de la figure 1 selon l'invention, on a obtenu une précision de pointage de 4 Rrad pour une déflexion maximale de 2 lIrad, ce qui correspond à une dynamique de 1570000 et de 785000 pour une déflexion de farad. With a pointing device of FIG. 1 according to the invention, a pointing accuracy of 4 Rrad was obtained for a maximum deflection of 2 lIrad, which corresponds to a dynamic of 1570000 and 785000 for a farad deflection.
Le pointage fin est obtenu par des corrections d'orientation du miroir 1 par le dispositif de pointage fin 16, par exemple avec une précision de 4 rad. The fine pointing is obtained by orientation corrections of the mirror 1 by the fine pointing device 16, for example with an accuracy of 4 rad.
Un circuit électronique, non représenté, reçoit, d'une part, les signaux de correction de pointage provenant d'un dispositif de poursuite comportant par exemple quatre détecteurs photo-électriques de la position du faisceau reçu et, d'autre part, les positions relatives des divers équipages mobiles 31 des actionneurs 22 à 25 et élabore des consignes d'asservissement de position des équipages mobiles des actionneurs 22 à 25 permettant d'obtenir un pointage extrêmement précis et de suivre en site et en gisement les faisceaux provenant d'un satellite ou émis vers un satellite dont l'attitude varie avec le temps. Dans le cas d'évolution de faible amplitude, par exemple inférieure à 2 et/ou très rapide, par exemple entre un millième et un dixième de secondes, le dispositif de pointage fin 16 intervient seul pour apporter une correction de pointage. An electronic circuit, not shown, receives, on the one hand, the pointing correction signals coming from a tracking device comprising for example four photo-electric detectors of the position of the received beam and, on the other hand, the positions relative to the various moving parts 31 of the actuators 22 to 25 and draws up position control instructions for the moving parts of the actuators 22 to 25 making it possible to obtain an extremely precise pointing and to follow in site and in bearing the beams coming from a satellite or transmitted to a satellite whose attitude varies over time. In the case of evolution of small amplitude, for example less than 2 and / or very rapid, for example between one thousandth and one tenth of seconds, the fine pointing device 16 intervenes alone to provide a pointing correction.
Pour des corrections à long terme, par exemple supérieures aux dixièmes de secondes et pour les grandes amplitudes, le pointage est obtenu par rotation des miroirs 1 et/ou 4 autour des axes 3 et/ou 6 combinée avec le mouvement du miroir 1 entraîné par les dispositifs de pointage fin 16. For long-term corrections, for example greater than tenths of a second and for large amplitudes, the pointing is obtained by rotation of the mirrors 1 and / or 4 around the axes 3 and / or 6 combined with the movement of the mirror 1 driven by fine pointing devices 16.
Les dispositifs de pointage fin 16 à cardan des figures 4 et 5 comportent un support fixe 41 susceptible d'être solidarisé avec le manchon coudé 12 de la figure 1 aux points 42 par quatre pattes de fixation 43 réparties régulièrement à sa périphérie. Une première plate-forme 44 est montée sur le support fixe 41 sur deux paliers 45 alignés selon un axe de rotation 46. La plaque support 26 du miroir 1 formant une seconde plate-forme est montée sur la première plate-forme 44 sur deux paliers 47 alignés selon un axe de rotation 48 orthogonal à l'axe 46. Un premier actionneur 49 avantageusement muni d'un codeur de position permet d'orienter le miroir 1 par rotation d'un angle Y autour de l'axe 46. Un deuxième actionneur 50 avantageusement muni d'un codeur de position permet d'orienter le miroir 1 par rotation d'un angle 6 autour de l'axe 48. The fine pointing devices 16 with cardan joint of FIGS. 4 and 5 comprise a fixed support 41 capable of being secured to the bent sleeve 12 of FIG. 1 at points 42 by four fixing lugs 43 distributed regularly at its periphery. A first platform 44 is mounted on the fixed support 41 on two bearings 45 aligned along an axis of rotation 46. The support plate 26 of the mirror 1 forming a second platform is mounted on the first platform 44 on two bearings 47 aligned along an axis of rotation 48 orthogonal to the axis 46. A first actuator 49 advantageously provided with a position encoder makes it possible to orient the mirror 1 by rotation of an angle Y around the axis 46. A second actuator 50 advantageously provided with a position encoder makes it possible to orient the mirror 1 by rotation of an angle 6 around the axis 48.
La présente invention est particulièrement performante associée à des appareils optiques ayant un faible diamètre optique, par exemple inférieur ou égal à 50 mm. The present invention is particularly effective associated with optical devices having a small optical diameter, for example less than or equal to 50 mm.
Le dispositif selon la présente invention est particulièrement fiable grâce au faible nombre de pièces mobiles. The device according to the present invention is particularly reliable thanks to the low number of moving parts.
Le faisceau 8 est uniquement réfléchi par deux miroirs 1 et 4, ce qui réduit au minimum les déformations du front d'onde. The beam 8 is only reflected by two mirrors 1 and 4, which minimizes the deformations of the wave front.
La configuration optique de l'appareil optique qui ne comporte plus les éléments mobiles 1 et 4 peut être simplifiée et miniaturisée. The optical configuration of the optical device which no longer includes the mobile elements 1 and 4 can be simplified and miniaturized.
De même, L'appareil optique 9 peut être simplifié et optimisé d'un point de vue optique, dans la mesure où il peut avoir un angle de champ faible à la réception. De même, les performances sur l'axe peuvent être optimisées à l'émission. Likewise, the optical device 9 can be simplified and optimized from an optical point of view, insofar as it can have a small angle of field at reception. Similarly, the performance on the axis can be optimized on transmission.
L'invention s'applique à tout appareil optique nécessitant une grande précision de pointage avec une large bande-passante mécanique. The invention applies to any optical device requiring high pointing accuracy with a wide mechanical bandwidth.
L'invention s'applique principalement à un dispositif de communication par satellite par faisceau laser modulé tel que décrit dans une
Demande de Brevet déposée au nom de la Demanderesse simultanément avec cette Demande. The invention applies mainly to a satellite communication device by modulated laser beam as described in a
Patent application filed in the name of the Applicant simultaneously with this Application.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9205184A FR2690532A1 (en) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Pointing, or aiming, device for optical equipment e.g. for satellite communication using modulated laser beam - has system of two mirrors rotating about axes perpendicular to each other with fine tuning of first mirror |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9205184A FR2690532A1 (en) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Pointing, or aiming, device for optical equipment e.g. for satellite communication using modulated laser beam - has system of two mirrors rotating about axes perpendicular to each other with fine tuning of first mirror |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2690532A1 true FR2690532A1 (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=9429298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9205184A Withdrawn FR2690532A1 (en) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Pointing, or aiming, device for optical equipment e.g. for satellite communication using modulated laser beam - has system of two mirrors rotating about axes perpendicular to each other with fine tuning of first mirror |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2690532A1 (en) |
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