专利名称：角反射器及角反射器阵列的制作方法
技术领域：
本发 明涉及航天技术领域，特别是指一种作为空间交会对接脉冲编码被动式光学敏感器的角反射器及角反射器阵列。
背景技术：
空间交会对接是指两个或两个以上的航天器在轨道上按预定的位置和时间会合(交会)，然后在结构上连接成一体(对接)的全部飞行动作过程。在浩瀚的宇宙中，想让两个飞行器准确的对接在一起是极为困难的课题。现有的空间交会技术，是采用对接脉冲编码被动式光学敏感器。现有的对接脉冲编码被动式光学敏感器由敏感器主安装盒与合作目标两部分组成，其中敏感器主安装盒安装在追踪航天器上，合作目标安装在目标航天器上。在对接时，由敏感器主安装盒发出脉冲激光来照射合作目标，并通过像机对其成像，通过分析图像数据和事先已知的合作目标安装方式得出追踪航天器相对于目标航天器的相对位置以及偏转角度。而角反射器是构成合作目标的基本元素，一般使用多于四个的角反射器，按照某种方式排列成阵列形式，供脉冲编码被动式光学敏感器对其进行检测。由此可以看出，角反射器的结构直接导致了对接的精确性。而现有的角反射器的结构并不能满足要求。
发明内容
针对现有角反射器存在的上述缺陷和问题，本发明实施例的目的是提出一种结构更为合理的角反射器及角反射器阵列。为了达到上述目的，本发明实施例提出了一种角反射器，所述角反射器为K9玻璃制成的四面体结构，包括四个定点0、A、B、C，，包括入射面ABC和三个侧面A0B、B0C、A0C ;所述三个侧面AOB、B0C, AOC分别设有反射膜；且所述三个侧面AOB、BOC, AOC成预设角度，当入射光线以垂直于入射面ABC的方向入射时，将以54. 7°夹角投射到侧面AOB上，并经侧面AOB进行全反射后以54. V夹角投射到侧面BOC上，并经侧面BOC全反射后以54. V夹角投射到侧面AOC上，并经侧面AOC全反射后以垂直于所述入射面ABC的方向射出。作为上述技术方案的优选，所述K9玻璃的反射临界角为41. 8°。作为上述技术方案的优选，所述反射膜为镀银膜。作为上述技术方案的优选，所述四个面的边长均为35mm。为了达到上述目的，本发明实施例还提出了一种角反射器阵列，包括六个如前所述的角反射器，形成一个正六边形，六个角反射器间没有缝隙。从而有利于增大反射器阵列的有效反射面积。作为上述技术方案的优选，所述六个角反射器的相应定点设置在一起以形成所述角反射器阵列。本发明实施例提出了一种角反射器及角反射器阵列可以获得提高大观测范围的反射能量，增大有效通光口径，提高合作目标的视场角，减小光束的发散角，同样有效反射面积的情况下最大限度的减少了阵列所占面积和重量，使合作目标在CCD像机上的像更易识别等效果。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明实施例的角反射器的结构示意图；图2为本发明实施例的角反射器的光路原理图；图3为本发明实施例的角反射器阵列的结构示意图；图4为光线垂直射入如图I所示的角反射器时的成像效果图；图5为角反射器转过20°角时的成像效果图。
具体实施例方式下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例I本发明第一实施例提出了一种角反射器，其结构如图I所示，所述角反射器为K9玻璃制成的四面体结构，包括四个定点0、A、B、C，包括入射面ABC和三个侧面A0B、B0C、A0C;所述三个侧面AOB、B0C, AOC分别设有反射膜；且所述三个侧面AOB、BOC, AOC成预设角度，当使入射光线以垂直于入射面ABC的方向入射时，将以54. V夹角投射到侧面AOB上，并经侧面AOB进行全反射后以54. V夹角投射到侧面BOC上，并经侧面BOC全反射后以54. V夹角投射到侧面AOC上，并经侧面AOC全反射后以垂直于所述入射面ABC的方向射出。其中，所述K9玻璃的反射临界角为41. 8°。所述反射膜为镀银膜。所述角反射器的四个面的边长均为35mm。K9玻璃是用K9料制成的玻璃制品。K9料属于光学玻璃，K9料是由以下原料的组成Si02=69. 13%Β203=10· 75%Ba0=3. 07%Na20=10. 40%K20=6. 29%As203=0. 36%。它的光学常数为折射率=1. 51630色散=0. 00806阿贝数=64. 06。实施例2
本发明第二实施例提出了一种角反射器阵列，其结构如图3所示，包括六个第一实施例所述的角反射器。其中，所述六个角反射器的相应定点设置在一起以形成所述角反射器阵列，入射面呈正六边形。本申请通过以下的实验来证明其有效性图4所示是采用波长为974nm的激光，从40米外垂直射入角反射器，并使用焦距为8_的CCD像机采集图像，得到的角反射器成像效果图。由图中可知，反射光在图像中所占的面积可以满足要求，并且最亮处的灰度分布基本均匀。图5所示是当角反射器在上述条件下转过20°以后的成像效果。这时入射光线不再垂直于角反射器，因此光斑亮度有所减弱，但是反光效果依然良好，可以满足通过图像分析进行识别的要求。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发 明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.ー种角反射器，其特征在于，所述角反射器为K9玻璃制成的四面体结构，包括四个定点(O)、(Α)、(B)、(C)，包括入射面(ABC)和三个侧面(AOB)、(BOC)、(AOC);所述三个侧面(Α0Β)、(BOC)、(AOC)分别设有反射膜；且所述三个侧面(AOB)、(BOC)、(AOC)成预设角度，当入射光线以垂直于入射面(ABC)的方向入射时，将以54. 7°夹角投射到侧面(AOB)上，并经侧面(AOB)进行全反射后以54. V夹角投射到侧面(BOC)上，并经侧面(BOC)全反射后以54. V夹角投射到侧面(AOC)上，并经侧面(AOC)全反射后以垂直于所述入射面(ABC)的方向射出。
2.根据权利要求I所述的角反射器，其特征在于，所述Κ9玻璃的反射临界角为41. 8°。
3.根据权利要求I所述的角反射器，其特征在于，所述反射膜为镀银膜。
4.根据权利要求I所述的角反射器，其特征在于，所述四个面的边长均为35mm。
5.ー种角反射器阵列，其特征在于，包括六个如权利要求1-4任一项所述的角反射器。
6.根据权利要求5所示的角反射器阵列，其特征在于，所述六个角反射器的相应定点设置在一起以形成所述角反射器阵列形成ー个正六边形，六个角反射器间没有缝隙。
全文摘要
本发明提供了一种角反射器及角反射器阵列，所述角反射器为K9玻璃制成的四面体结构，包括四个定点，包括入射面和三个侧面；所述三个侧面分别设有反射膜；且所述三个侧面成预设角度，当射光线以垂直于入射面的方向入射时，将以54.7°夹角投射到侧面上，并经侧面进行全反射后以54.7°夹角投射到侧面上，并经侧面全反射后以54.7°夹角投射到侧面上，并经侧面全反射后以垂直于所述入射面的方向射出。本发明实施例还提出了一种角反射器阵列，包括六个如前所述的角反射器，形成一个正六边形，六个角反射器间没有缝隙，从而有利于增大反射器阵列的有效反射面积。
文档编号G02B5/124GK102662206SQ20121016333
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者刘晓军, 胡广大, 陈鹏 申请人:北京科技大学