[发明专利]空间激光通信检测装置及方法

说明书

本发明提供了一种空间激光通信检测装置及方法，包括：紧凑型光机，被配置为执行以下动作：模拟平行光管的光路；以及通过内置相机捕捉被测终端发出的信号光光斑位置，根据信号光光斑位置与目标中心的偏差，自动调节平行光管位置与被测终端的光轴精确标校，以满足快速智能化激光通信终端的检测；紧凑型光机包括：离轴双反望远系统，被配置为进行光学优化以缩小平行光管的体积；空间双通道分光结构，被配置为通过两路空间激光收发接口实现收、发同时通信；计算机实时图像处理模块，被配置为控制调节紧凑型光机位置，实现被测激光终端发散光束、光轴自动精确标校。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种空间激光通信检测装置及方法。

背景技术

空间激光通信以其高通信速率、大通信容量、强抗干扰能力、小型化、轻量化、低功耗、网络化等优点已成为当今军事保密通信、民用通信，空间信息网络化建设等竞相发展的研究热点。相比于传统的微波通信方式，激光通信以其巨大的优势在高速空间通信领域迅速发展。空间激光通信已不限于卫星间通信，卫星与其他飞行器，还包括星地、星月甚至火星与地球间的激光通信。以美国为首的包括法国、日本、德国、俄罗斯等发达国家都已在空间激光通信方面进行了大量验证和尝试。高低轨星间激光通信与星地微波通信的组合模式成为未来空间通信的发展趋势。抢占有限的轨道资源并进行卫星网络的组网是各国竞相争夺的先手。目前，美国SpaceX公司在其Starlink项目中，已经成功实现了1箭60星的发射尝试，其目的显而易见。近年来，中国在空间激光通信研究紧跟欧美发达国家步伐，发展迅猛，已在星上实现了星间激光通信功能验证。随着中国实现空间激光通信卫星组网，大批量的空间激光通信终端也在紧锣密鼓的研制中。

空间激光通信的传输距离基本在百公里至万公里级别，在星上进行检测验证不仅操作不便，成本高并且无法保证成功率。因此，目前国内外普遍流行的方法即利用平行光管在实验室中模拟实现通信激光在长距离传输后的发出或接收到的信号光功率。

传统的平行光管为满足被测激光终端的光学发射接收口径需求，体积庞大，为保证稳定性，通常放置在专用的石质光学平台上进行操作。在桌面验证阶段，每次测试前，需要将平行光管的光轴与被测激光终端的光轴进行校准。由光学工程师进行手动标校完成，其过程繁复，低效。单台光学终端的调试工作即便对于经验丰富的工程师也需耗时一天才能完成。装星后，在一系列整星环境试验后，基本很难再对激光终端进行光学性能测试。但激光终端的光束发散角以及收、发链路性能是每个激光终端的关键功能保证。综上所述，传统的平行光管检测方法过程繁复，低效，且装星后，在一系列整星环境试验后，基本很难再对激光终端进行光学性能测试。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间激光通信检测装置及方法，以解决现有的传统的平行光管检测方法过程繁复，低效的问题。

本发明的目的还在于提供一种空间激光通信检测装置及方法，以解决现有的传统的平行光管检测方法在装星及整星环境试验后，基本很难再对激光终端进行光学性能测试的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种空间激光通信检测装置及方法，包括：

紧凑型光机，被配置为执行以下动作：

模拟平行光管的光路；以及

通过内置相机捕捉被测终端发出的信号光光斑位置，根据信号光光斑位置与目标中心的偏差，自动调节平行光管位置与被测终端的光轴精确标校，以满足快速智能化激光通信终端的检测；

紧凑型光机包括：

离轴双反望远系统，被配置为进行光学优化以缩小平行光管的体积；

空间双通道分光结构，被配置为通过两路空间激光收发接口实现收、发同时通信；

计算机实时图像处理模块，被配置为控制调节紧凑型光机位置，实现被测激光终端发散光束、光轴自动精确标校。