專(zhuān)利名稱(chēng)：衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星光通信領(lǐng)域，具體涉及一種衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置。

背景技術(shù)：
激光星間鏈路中，由于通信距離遠(yuǎn)、激光發(fā)射束散角小，要求光通信終端具有非常高的跟蹤精度(通常在微弧度量級(jí))。衛(wèi)星平臺(tái)是光通信終端基準(zhǔn)平臺(tái)，其振動(dòng)的影響將疊加在跟瞄系統(tǒng)的輸出之上，造成接收端信號(hào)功率下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鏈路中斷。衛(wèi)星平臺(tái)的振動(dòng)分為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)兩種，其中平動(dòng)部分對(duì)激光鏈路的影響可以忽略不計(jì)，而轉(zhuǎn)動(dòng)部分(即角振動(dòng))的影響必須重點(diǎn)考慮補(bǔ)償問(wèn)題。目前技術(shù)中，尚無(wú)專(zhuān)門(mén)的衛(wèi)星平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有衛(wèi)星平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置的問(wèn)題，提出了一種衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置。
衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置，它包括振動(dòng)平臺(tái)、電磁激振器、主軸、變頻機(jī)構(gòu)、角位置傳感器、計(jì)算機(jī)和連桿，所述計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出端與電磁激振器相連，所述連桿中間位置帶有一個(gè)通孔，主軸通過(guò)通孔與連桿緊密結(jié)合，電磁激振器與連桿一端的側(cè)面連接，所述變頻機(jī)構(gòu)為彈簧對(duì)結(jié)構(gòu)，彈簧對(duì)對(duì)稱(chēng)支撐在連桿另一端的兩個(gè)側(cè)面上，振動(dòng)平臺(tái)垂直固定在主軸上端，所述角位置傳感器與主軸的外表面相接觸，角位置傳感器的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端相連。
本發(fā)明采用激振器驅(qū)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星角振動(dòng)模擬的裝置，可在地面實(shí)現(xiàn)對(duì)激光通信終端振動(dòng)補(bǔ)償能力的檢測(cè)，為衛(wèi)星光通信技術(shù)的工程化應(yīng)用提供保障。



圖1為衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為利用衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置檢測(cè)原理示意圖。圖3為具體實(shí)施方式
四的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為具體實(shí)施方式
四的結(jié)構(gòu)示意。圖5為NASD振動(dòng)譜參考曲線(xiàn)圖。

具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置，它包括振動(dòng)平臺(tái)1、電磁激振器2、主軸3、變頻機(jī)構(gòu)4、角位置傳感器5、計(jì)算機(jī)6和連桿7，所述計(jì)算機(jī)6的信號(hào)輸出端與電磁激振器2相連，所述連桿7中間位置帶有一個(gè)通孔7-1，主軸3通過(guò)通孔7-1與連桿7緊密結(jié)合，電磁激振器2與連桿7一端的側(cè)面連接，所述變頻機(jī)構(gòu)4為彈簧對(duì)結(jié)構(gòu)，彈簧對(duì)對(duì)稱(chēng)支撐在連桿7另一端的兩個(gè)側(cè)面上，振動(dòng)平臺(tái)1垂直固定在主軸3上端，所述角位置傳感器5與主軸3的外表面相接觸，角位置傳感器5的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)6的信號(hào)輸入端相連。
工作原理通過(guò)計(jì)算機(jī)6提供控制信號(hào)給電磁激振器2，使其按照指定振動(dòng)方式和頻率振動(dòng)，通過(guò)連桿7將振動(dòng)傳遞到主軸3。變頻機(jī)構(gòu)4采用多組彈簧結(jié)構(gòu)，通過(guò)連桿7與主軸3相連，電磁激振器2的振動(dòng)傳遞至彈簧結(jié)構(gòu)，使彈簧結(jié)構(gòu)隨之振動(dòng)產(chǎn)生變頻作用，改變主軸3的振動(dòng)頻率，主軸3的振動(dòng)頻率是由電磁激振器2和變頻機(jī)構(gòu)4共同決定的。主軸3與振動(dòng)平臺(tái)1連接，主軸3振動(dòng)帶動(dòng)振動(dòng)平臺(tái)1振動(dòng)。角位置傳感器5連接在主軸3上，振動(dòng)頻率和振幅能夠通過(guò)角位置傳感器5反饋給計(jì)算機(jī)6。
本發(fā)明可以根據(jù)激光通信終端被測(cè)補(bǔ)償能力檢測(cè)需求，用于模擬衛(wèi)星振動(dòng)進(jìn)而驗(yàn)證被測(cè)終端的性能。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同之處在于變頻機(jī)構(gòu)4為一對(duì)彈簧對(duì)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同之處在于變頻機(jī)構(gòu)4為多對(duì)彈簧對(duì)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同之處在于角位移傳感器5為德國(guó)NOVOtechnik公司的P4501型角位置傳感器。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖3、圖4和圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式將被測(cè)終端9放置在本發(fā)明的裝置上，用于檢測(cè)被測(cè)終端9對(duì)平臺(tái)振動(dòng)的補(bǔ)償能力。在本實(shí)施方式中電磁激振器2的中心距主軸3的距離為145mm，變頻機(jī)構(gòu)4距主軸3的距離為185mm，將本發(fā)明的裝置放置在一個(gè)長(zhǎng)和寬均為600mm、高為450mm的封閉箱體中，其中振動(dòng)平臺(tái)1設(shè)置在封閉箱體外，封閉箱體與主軸3之間留有可供主軸振動(dòng)的空隙，振動(dòng)平臺(tái)1的直徑為60mm，支柱3的直徑為60mm，配套光源10放置在支架上，使配套光源10光源與被測(cè)終端9的探測(cè)器相同高度。當(dāng)本發(fā)明的裝置不啟動(dòng)時(shí)，被測(cè)終端9接收到配套光源10的信號(hào)，成像到探測(cè)器中心，所述配套光源10為光源的波長(zhǎng)、頻率在探測(cè)器的可探測(cè)到的波長(zhǎng)、頻率范圍內(nèi)。當(dāng)本發(fā)明的裝置啟動(dòng)后，光信號(hào)在被測(cè)終端9探測(cè)器上發(fā)生偏移，偏移量與本發(fā)明裝置的角振動(dòng)對(duì)應(yīng)。被測(cè)終端9根據(jù)光信號(hào)的偏移控制瞄準(zhǔn)裝置進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償效果通過(guò)光信號(hào)偏移量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出。
為模擬高頻低振幅的衛(wèi)星平臺(tái)振動(dòng)等效終端入射光束角度變化，本發(fā)明裝置的振動(dòng)譜參照如圖5所示的NASD振動(dòng)譜參考曲線(xiàn)，利用NASD振動(dòng)譜參考曲線(xiàn)控制本發(fā)明的裝置，可以模擬衛(wèi)星平臺(tái)的實(shí)際在星上振動(dòng)情況，檢測(cè)終端的振動(dòng)補(bǔ)償能力。
根據(jù)NASD振動(dòng)譜對(duì)應(yīng)的時(shí)序角度變化控制本發(fā)明的裝置，使用電磁激振器2和變頻機(jī)構(gòu)4聯(lián)合實(shí)現(xiàn)振動(dòng)平臺(tái)1的振動(dòng)，通過(guò)更改變頻機(jī)構(gòu)4的振動(dòng)方式和振動(dòng)頻率可以更改振動(dòng)平臺(tái)1的振動(dòng)方式或頻率，例如可以更換不同振動(dòng)頻率的彈簧，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)平臺(tái)1振動(dòng)頻率的改變； 根據(jù)本發(fā)明的裝置對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行受力分析，可得轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率 其中A為電磁激振器振動(dòng)系數(shù)，f1為電磁激振器2的頻率。l1為電磁激振器2的中心距主軸3的距離，l2為變頻機(jī)構(gòu)4距主軸3的距離，k表示彈簧的等效彈性系數(shù)，變頻機(jī)構(gòu)4為一對(duì)彈簧對(duì)時(shí)，k為所述一對(duì)彈簧對(duì)的等效彈性系數(shù)，變頻機(jī)構(gòu)4為多對(duì)彈簧對(duì)時(shí)，k為所述多對(duì)彈簧對(duì)的等效彈性系數(shù)，m為整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的質(zhì)量，包括主軸3的質(zhì)量、振動(dòng)平臺(tái)1的質(zhì)量和被測(cè)終端9的質(zhì)量，本實(shí)施方式中l(wèi)1＝145mm、l2＝185mm。
根據(jù)f1的頻率上限為500～1000Hz，本實(shí)施方式的裝置的振動(dòng)頻率范圍可在0-380Hz，可以基本涵蓋圖5中的NASD振動(dòng)譜參考曲線(xiàn)的頻率范圍(大于300Hz的部分由于振動(dòng)幅值較小，對(duì)衛(wèi)星光通信影響可忽略不記)。
權(quán)利要求
1.衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置，其特征在于它包括振動(dòng)平臺(tái)(1)、電磁激振器(2)、主軸(3)、變頻機(jī)構(gòu)(4)、角位置傳感器(5)、計(jì)算機(jī)(6)和連桿(7)，所述計(jì)算機(jī)(6)的信號(hào)輸出端與電磁激振器(2)相連，所述連桿(7)中間位置帶有一個(gè)通孔(7-1)，主軸(3)通過(guò)通孔(7-1)與連桿(7)緊密結(jié)合，電磁激振器(2)與連桿(7)一端的側(cè)面連接，所述變頻機(jī)構(gòu)(4)為彈簧對(duì)結(jié)構(gòu)，彈簧對(duì)對(duì)稱(chēng)支撐在連桿(7)另一端的兩個(gè)側(cè)面上，振動(dòng)平臺(tái)(1)垂直固定在主軸(3)上端，所述角位置傳感器(5)與主軸(3)的外表面相接觸，角位置傳感器(5)的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)(6)的信號(hào)輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置，其特征在于變頻機(jī)構(gòu)(4)為一對(duì)彈簧對(duì)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置，其特征在于變頻機(jī)構(gòu)(4)為多對(duì)彈簧對(duì)結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置，其特征在于角位移傳感器(5)為德國(guó)NOVOtechnik公司的P4501型角位置傳感器。
全文摘要
衛(wèi)星光通信中平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置，它涉及衛(wèi)星光通信領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有衛(wèi)星平臺(tái)角振動(dòng)模擬裝置的問(wèn)題，包括振動(dòng)平臺(tái)、電磁激振器、主軸、變頻機(jī)構(gòu)、角位置傳感器、計(jì)算機(jī)和連桿，所述計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出端與電磁激振器相連，所述連桿中間位置帶有一個(gè)通孔，主軸通過(guò)通孔與連桿緊密結(jié)合，電磁激振器與連桿一端的側(cè)面連接，所述變頻機(jī)構(gòu)為彈簧對(duì)結(jié)構(gòu)，彈簧對(duì)對(duì)稱(chēng)支撐在連桿另一端的兩個(gè)側(cè)面上，振動(dòng)平臺(tái)垂直固定在主軸上端，所述角位置傳感器與主軸的外表面相接觸，角位置傳感器的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端相連。本發(fā)明可以用于模擬衛(wèi)星振動(dòng)進(jìn)而驗(yàn)證被測(cè)終端的性能。
文檔編號(hào)G01M7/02GK101726397SQ200910073308
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者于思源, 馬晶, 譚立英, 韓琦琦, 俞建杰 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)