一种空间激光通信终端的制作方法

本发明涉及空间激光通信终端领域，尤其涉及一种空间激光通信终端。

背景技术：

1、基于低轨道卫星星座的通信网络已成为下一代通信技术的主要形态，星间激光通信是星座组网的核心技术之一，相比传统的微波通信，空间激光通信以其大通信容量、小体积、高保密性、无需申请频谱等优点，成为星间组网的首选方案。

2、目前的激光通信终端均采用伺服转台式结构实现终端的粗指向跟踪，转台式结构无论是十字跟踪架结构还是潜望镜式结构，体积都较大还要增加额外控制系统，这样的设计通常导致激光终端结构复杂、重量重、在轨标校难度大、体积大以及成本高。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是提供一种空间激光通信终端，解决现有的激光通信终端结构复杂、体积大、重量重、在轨标校难度大以及成本高的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种空间激光通信终端，包括标校相机、第一快速反射镜、光学天线、分光镜、接收单元、第二快速反射镜和发射单元。

3、接收光经过第一快速反射镜反射、光学天线缩束后，再经分光镜反射入接收单元，接收单元接收接收光，并将接收光转化为电信号，用于调整第一快速反射镜的角度和解调接收。

4、发射单元产生发射光，发射光经过第二快速反射镜反射、分光镜透射、光学天线扩束后，再经过第一快速反射镜反射至对向的通信终端，通信终端通过控制第二快速反射镜的角度使发射光和接收光同轴线。

5、标校相机的光轴与通信终端的零位光轴平行，用于在轨对通信终端激光指向进行在轨标校。

6、在一些实施例中，接收单元包括滤光片、接收镜组和捕跟通信探测器，接收光经过滤光片滤除杂光后，由接收镜组将接收光汇聚到捕跟通信探测器，捕跟通信探测器对接收光进行捕获、跟踪及通信。

7、在一些实施例中，滤光片为窄带滤光片，用于滤除分光镜透射发射光时漫反射的光线及空间杂光。

8、在一些实施例中，捕跟通信探测器为四象限探测器。

9、在一些实施例中，发射单元包括发射镜组和近红外激光光源，发射镜组的焦面处设置有光纤发射头，发射镜组为准直镜，近红外激光光源产生调制激光，调制激光耦合入光纤发射头发射的光线，形成发射光；发射光经准直镜准直发射，经第二快速反射镜反射、分光镜透射、光学天线扩束后，再经过第一快速反射镜反射至对向的通信终端。

10、在一些实施例中，第一快速反射镜为大口径音圈式快速反射镜，第一快速反射镜的反射镜镜面法线与光学天线的出射光轴夹角α取值范围为25°≤α≤30°，且第一快速反射镜的机械转角±β满足：β＞θ/2，其中，θ为同轨面卫星位置误差范围角度。

11、在一些实施例中，光学天线为透镜伽利略式光学天线，用于对接收光缩束和发射光扩束。

12、在一些实施例中，分光镜为二向色分光镜，用于反射接收光以及透射发射光。

13、在一些实施例中，第二快速反射镜为陶瓷压电式快速反射镜，第二快速反射镜的机械转角±γ满足：其中，δ为由于发射振动应力释放造成的最大收发离轴可能范围。

14、在一些实施例中，标校相机为近红外增强型相机，标校相机的视场大于同轨面卫星位置误差范围角度θ。

15、有益效果：本发明公开了一种空间激光通信终端，包括标校相机、第一快速反射镜、光学天线、分光镜、接收单元、第二快速反射镜和发射单元；接收光经过第一快速反射镜反射、光学天线缩束后，再经分光镜反射入接收单元，接收单元接收接收光，并将接收光转化为电信号，用于调整第一快速反射镜的角度和解调接收；发射单元产生发射光，发射光经过第二快速反射镜反射、分光镜透射、光学天线扩束后，再经过第一快速反射镜反射至对向的通信终端，通信终端通过控制第二快速反射镜的角度使发射光和接收光同轴线。本发明的空间激光通信终端利用第一快速反射镜代替转台，同时在发射光路里加入第二快速反射镜用于在轨收发同轴度校正，并加入标校相机用于对通信终端激光指向进行在轨标校，简化了系统结构，具有结构简单、体积小、重量轻、成本低等优点。

技术特征：

1.一种空间激光通信终端，其特征在于，包括标校相机、第一快速反射镜、光学天线、分光镜、接收单元、第二快速反射镜和发射单元；

2.根据权利要求1所述的空间激光通信终端，其特征在于，所述接收单元包括滤光片、接收镜组和捕跟通信探测器，所述接收光经过所述滤光片滤除杂光后，由所述接收镜组将所述接收光汇聚到所述捕跟通信探测器，所述捕跟通信探测器对所述接收光进行捕获、跟踪及通信。

3.根据权利要求2所述的空间激光通信终端，其特征在于，所述滤光片为窄带滤光片，用于滤除所述分光镜透射发射光时漫反射的光线及空间杂光。

4.根据权利要求2所述的空间激光通信终端，其特征在于，所述捕跟通信探测器为四象限探测器。

5.根据权利要求1所述的空间激光通信终端，其特征在于，所述发射单元包括发射镜组和近红外激光光源，所述发射镜组的焦面处设置有光纤发射头，所述发射镜组为准直镜，所述近红外激光光源产生调制激光，所述调制激光耦合入所述光纤发射头发射的光线，形成所述发射光；所述发射光经所述准直镜准直发射，经第二快速反射镜反射、所述分光镜透射、所述光学天线扩束后，再经过所述第一快速反射镜反射至对向的通信终端。

6.根据权利要求1所述的空间激光通信终端，其特征在于，所述第一快速反射镜为大口径音圈式快速反射镜，所述第一快速反射镜的反射镜镜面法线与所述光学天线的出射光轴夹角α取值范围为25°≤α≤30°，且所述第一快速反射镜的机械转角±β满足：β＞θ/2，其中，θ为同轨面卫星位置误差范围角度。

7.根据权利要求1所述的空间激光通信终端，其特征在于，所述光学天线为透镜伽利略式光学天线，用于对所述接收光缩束和所述发射光扩束。

8.根据权利要求1所述的空间激光通信终端，其特征在于，所述分光镜为二向色分光镜，用于反射所述接收光以及透射所述发射光。

9.根据权利要求1所述的空间激光通信终端，其特征在于，所述第二快速反射镜为陶瓷压电式快速反射镜，所述第二快速反射镜的机械转角±γ满足：其中，δ为由于发射振动应力释放造成的最大收发离轴可能范围。

10.根据权利要求1所述的空间激光通信终端，其特征在于，所述标校相机为近红外增强型相机，所述标校相机的视场大于所述同轨面卫星位置误差范围角度。

技术总结
本发明公开了一种空间激光通信终端，包括标校相机、第一快速反射镜、光学天线、分光镜、接收单元、第二快速反射镜和发射单元；接收光经过第一快速反射镜反射、光学天线缩束后，再经分光镜反射入接收单元，接收单元接收接收光，并将接收光转化为电信号，用于调整第一快速反射镜的角度和解调接收；发射单元产生发射光，发射光经过第二快速反射镜反射、分光镜透射、光学天线扩束后，再经过第一快速反射镜反射至对向的通信终端，通信终端通过控制第二快速反射镜的角度使发射光和接收光同轴线。本发明的空间激光通信终端不仅能够同时实现通信和在轨标校的要求，还具有结构简单、体积小、重量轻、成本低等优点。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：江苏屹信航天科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17