[实用新型]一种瞄准捕获跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种瞄准捕获跟踪装置，能够通过该装置实现光线的精确瞄准捕获跟踪，尤其适用于空地激光通信的粗跟踪系统，实现在跟踪视场内的跟踪，属于激光通信技术领域。

背景技术

激光通信具有通信容量大、传输速率高、保密性好，功耗低等优点，已成为空间通信的发展方向，具有良好的应用前景，各个国家都非常重视对空间光通信的研究。由于通信光发散角较小和激光通信端机平台的运动等因素，使得光束对准具有较大难度，因此，需要捕获、跟踪、对准系统来实现光束精确对准，其中跟踪系统尤为重要。传统的APT(瞄准捕获跟踪)系统一般都采用复合轴控制结构。有两个控制环，低带宽的粗跟踪环和高带宽的的精跟踪环。粗跟踪主要完成光轴的初始定向，实现捕获和跟踪功能，跟踪精度相对很低。外层万向节构成粗跟踪环，它具有大的动态范围，窄的控制带宽，外层精跟踪环的主要部件目前国内外均大量采用快速倾斜镜，要求其能够对粗跟踪回路未能补偿的残留误差进行校正以满足系统最终的对准和跟踪精度要求，因此精跟踪环应具有较宽的控制带宽和较高的增益，能够对宽功率谱振动具有较强的抑制能力，这样才能保证快速和高精度的对准和跟踪。采用万向架转动方式的跟踪系统主要部件为：接收天线、万向架、探测接收、处理部件等。系统的探测器件通常选为四象限红外探测器QD、CCD等高灵敏度位置传感器两轴高带宽快速倾斜镜等。由于该方案由直线步进电机的电机螺杆通过传动机构推动两个镜框分别绕水平轴、垂直轴偏转，而直线步进电机中的丝杠结构以及传动机构都存在不可避免的固有传动误差，因此，光楔偏转的调整必然也存在误差，从而导致跟踪对准精度下降；同时，该装置结构复杂、不够紧凑，体积较大，不适合用于星载光端机跟踪系统。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种瞄准捕获跟踪装置，它在提高瞄准捕获跟踪系统精度的同时，能简化结构、减小体积，从而适于星载光端机。

技术方案：为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种瞄准捕获跟踪装置，包括光学接收装置、图像探测器、视频信号采集模块、图像处理与误差处理模块、角度变换处理模块、控制器、驱动器、直流力矩电机与光楔，其中：

光学接收装置，接收光线并输出光信号；

图像探测器，接收光学接收装置输出的光信号，输出电信号；

视频信号采集模块，接收图像探测器输出的电信号，输出数字信号；

图像处理与误差处理模块，接收视频信号采集模块输出的数字信号，输出光线与理想CCD中心的偏差值；

角度变换处理模块，接收所述偏差值，并将该偏差值送入至控制器；

控制器，发出控制指令；

驱动器，接收控制器发出的控制指令，并且通过直流力矩电机与光楔相连。

其中，所述图像探测器为CCD图像探测器、或四象限红外探测器（QD）、或位置敏感器（PSD）。

其中，所述控制器为LM629。LM629是全数字式控制的专用运动控制处理器。通过一片单片机 一片LM629 一片功率驱动器 一台直流电动机 一个增量式光电编码盘就可以构成一个伺服系统。LM629N是NMOS结构，采用28引脚双列直插式封装，使用6MHZ或8ZHZ时钟频率和5V电源工作。

其中，所述驱动器为LMD18200。LMD18200是专用于直流电动机驱动的H桥组件。

本实用新型的工作原理：工作时，激光光线由光学接收装置负责接收，光学接收装置把接收的光线传递给图像探测器，图像探测器会把光信号转变为电信号；电信号经过视频信号采集模块处理后得到数字信号，并将该数字信号送入图像处理与误差处理模块处理，得到光线与理想CCD中心的偏差值；该偏差值经过角度变换处理模块后可以把该偏差值量化；角度变换处理模块分析把偏差值送入到控制器，控制器发出控制指令给驱动器，驱动器驱动直流力矩电机运动，直流力矩电机带动光楔旋转到控制位置。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是：能提高瞄准捕获跟踪系统精度，还能简化结构、减小体积，更适用于星载光端机。尤其适用于空地激光通信的粗跟踪系统，实现在跟踪视场内的跟踪。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。