[发明专利]卫星激光通信双终端双向远距离传输模拟与地面检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及卫星激光通信，特别是一种卫星激光通信双终端双向远距离传输模拟与地面检测装置，主要用于卫星激光通信终端的瞄准、捕获和跟踪及通信性能的检测和验证。

背景技术

卫星激光通信包括卫星之间，卫星和其他飞行体之间，卫星和地面之间等的自由空间激光通信。为了保持两个相对运动的激光通信终端之间有稳定的通信链路，一个激光通信终端必须包含激光通信和光学捕获跟瞄两大分系统。由于卫星激光通信的作用距离为数百至数万公里，因此不可能在空间直接完成激光通信终端的性能检测和验证，所以激光通信终端的捕获跟瞄性能和通信性能的检测和验证评估必须在地面实验室内进行。

国外对卫星激光通信终端性能的检测和验证，在实验室内都采用平行光管的手段和半物理半仿真的方法。平行光管用于发射一个检验被测激光通信终端的波面或者用于接收被测激光通信终端的发射光束(参见：[1]B.Lauren and G.Planche，“Silexoverview after flight terminals campaign，”Proc.SPIE，Vol.2990，pp.10-22，1997)，这种方案可以单独检验一个激光通信终端，但不能对两个被测激光通信终端进行相互直接实施跟瞄和通信性能的检测验证。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种卫星激光通信双终端双向远距离传输模拟与地面检测装置，以解决在实验室有限的空间内保证两个卫星激光通信终端都一定处于对方的光学远场区域并产生相互的平动，以模拟卫星的相互运动的技术效果。应用于卫星激光通信终端的光学捕获跟瞄性能和远距离激光通信性能的实验室检测和验证，对于空间激光通信终端的研制和发展具有很大的应用价值。

本发明的技术构思是：基于光学傅立叶变换和中心采样4-f光学成像放大的原理实现光束的近场分布向远场分布的转换；利用空间双通道的结构实现光束的独立的正、逆双向传播，用双反射镜双通道同角度扫描的原理实现激光通信终端的相互远场运动，并采用多级级联的中心采样4-f光学成像放大系统实现无附加二次项相位因子的远场模拟。

本发明的技术解决方案如下：

一种卫星激光通信双终端双向远距离传输模拟与地面检测装置，特点在于其构成包括：第一被测激光通信终端和第二被测激光通信终端，第一被测激光通信终端发射波长为λ₁的激光光束先经过第一傅立叶透镜，透过第一波分透反镜，由第一反射镜反射后，通过第一中心采样4-f光学成像放大器系统，由扫描双面反射镜的第一反射面反射，第二反射镜反射，进入第一发射目镜，由第二波分透反镜反射后的光束再通过第二傅立叶透镜抵达第二被测激光通信终端；

第二被测激光通信终端发射激光波长为λ₂的光束先通过第二傅立叶透镜，透过第二波分透反镜，由第三反射镜反射后，通过第二中心采样4-f光学成像放大器系统，再由扫描双面反射镜的第二反射面反射，经第四反射镜反射，进入第二发射目镜，由第一波分透反镜反射后的光束，再通过第一傅立叶透镜抵达第一被测激光通信终端；

所述的第一波分透反镜对波长为λ₁的激光高透，对波长为λ₂的激光高反；所述的第二波分透反镜对波长为λ₁的激光高反，对波长为λ₂的激光高透；

所述的第一波分透反镜放在第一傅立叶透镜之前，相应的第二波分透反镜放在第二傅立叶透镜之后；

所述的第一反射镜和第二反射镜对于λ₁光束高反，第三反射镜和第四反射镜对于波长λ₂的光束高反；

所述的扫描双面反射镜的第一反射镜面对于λ₁光束高反，第二反射镜面对于λ₂光束高反；

所述的第一傅立叶透镜的后焦面位于第一中心采样4-f光学成像放大器系统的入瞳面上，第二傅立叶透镜的后焦面位于第二中心采样4-f光学成像放大器系统的入瞳面上；