5之后，從出射窗116出 射。A端望遠鏡1和B端望遠鏡11的參數(shù)，如口徑、放大倍數(shù)、結構尺寸等，具體根據(jù)實際要 求來設計，兩者會有差異。
[0012] A端分光光路2和B端分光光路10均用于將AT、BT兩個被測端機來源的光束分 開；可以米用偏振分光鏡或二向色分光鏡來實現(xiàn)。
[0013] A端指向誤差源模擬器3和B端指向誤差源模擬器12分別用來模擬影響相應的 被測端機出射光束指向的各種誤差源，包括被測端機所在的衛(wèi)星平臺的振動、衛(wèi)星間的相 對運動、衛(wèi)星平臺姿態(tài)確定誤差、軌道誤差等，這些誤差源最終影響的是對方端機接收的光 功率。A、B端指向誤差源模擬器都可以用擺動執(zhí)行元件，如PZT(壓電陶瓷）擺鏡或電磁振 鏡，使入射的光束的方向發(fā)生變化、產(chǎn)生抖動，誤差越大，擺動的角度越大，可由計算機CPU 19來控制。
[0014] A端遠場接收模擬器4和B端遠場接收模擬器13結構相同，均用來模擬從被測端 機發(fā)出的光束經(jīng)過長距離傳輸后，被對方端機的光學天線口徑接收的過程;A、B端遠場接 收模擬器可以用一個長焦距的透鏡或反射式的透鏡把入射的平行光束聚焦，在其焦平面上 用一個取樣窗口進行波面采樣，取樣窗口的大小對應于對方被測端機的光學天線的天線口 徑。A端遠場接收模擬器4由A端聚焦光路41及A端取樣窗口 42所組成；A端聚焦光路 41是由一個離軸的反射式聚焦透鏡組成；A端取樣窗口 42位于由A端聚焦光路41與A端 望遠鏡1組成的一個等效聚焦透鏡的焦點上，取樣窗口的直徑與等效聚焦透鏡的等效焦距 的關系用公式1表示：
[0015]
【主權項】
1. 一種空間激光通信地面測試模擬平臺，包括A端望遠鏡（1)、A端分光光路（2)、A端 指向誤差源模擬器（3)、A端遠場接收模擬器（4)、A端準直光路（5)、A端大氣信道模擬器 (6)、B端背景光模擬器（7)、AB合束光路（8)、B端振動-相對運動模擬器（9)、B端分光光 路（10)、B端望遠鏡（11)、B端指向誤差源模擬器（12)、B端遠場接收模擬器（13)、B端準 直光路（14)、B端大氣信道模擬器（15)、A端背景光模擬器（16)、BA合束光路（17)、A端振 動-相對運動模擬器（18)以及計算機CPU (19);被測端機AT所發(fā)出的平行光束Al首先經(jīng) 過A端望遠鏡（1)進行縮束，出射的光束為窄口徑的平行光束A2 ;光束A2經(jīng)過A端分光光 路（2)，出射光束A3進入到A端指向誤差源模擬器（3)，出射方向產(chǎn)生抖動的平行光束A4 ; 光束A4進入到A端遠場接收模擬器（4)中，出射發(fā)散光束A5 ;光束A5經(jīng)過A端準直光路 (5)準直之后，變?yōu)檎趶狡叫泄馐鳤6,進入到A端大氣信道模擬器（6)中，出射光束A7 ; 光束A7經(jīng)過AB合束光路（8)與來自于B端背景光模擬器（7)的光束合束，變成一束光A8 出射；光束A8進入到B端振動-相對運動模擬器（9)中，出射方向發(fā)生變化的光束A9 ;光 束A9進入到B端分光光路（10)，出射光束AlO ;光束AlO進入到B端望遠鏡（11)中，變成 寬口徑的光束All出射；光束All再進入到被測端機BT中；同時被測端機BT回饋出射的 寬口徑光束Bl首先經(jīng)過B端望遠鏡（11)變成窄口徑平行光束B2 ;光束B2進入到B端分 光光路（10)出射光束B3 ;光束B3進入到B端指向誤差源模擬器（12)中，出射抖動平行光 束B4 ;光束M進入到B端遠場接收模擬器（13)中，出射發(fā)散光束B5 ;光束B5經(jīng)過B端準 直光路（14)準直之后，變?yōu)檎趶狡叫泄馐鳥6,進入到B端大氣信道模擬器（15)中；從B 端大氣信道模擬器（15)出射的光束B7經(jīng)過BA合束光路（17)與來自于A端背景光模擬器 (16)的光束合束，變成一束光B8 ;光束B8進入到A端振動-相對運動模擬器（18)中，出射 方向發(fā)生變化的光束B9 ;光束B9進入到A端分光光路（2)中，出射光束BlO進入到A端望 遠鏡（1)中；從A端望遠鏡（1)出射的光束變成寬口徑的光束Bll進入到被測端機AT中。
2. 如權利要求1所述空間激光通信地面測試模擬平臺，其特征是，所述A端望遠鏡（1) 和B端望遠鏡（11)結構相同，均包括入射窗（111)、第一非球面反射鏡（112)、第二非球面 反射鏡（113)、第三非球面反射鏡（114)、平面反射鏡（115)、出射窗（116)、真空泵（117)和 密封真空罐（118);入射窗（111)、第一非球面反射鏡（112)、第二非球面反射鏡（113)、第 三非球面反射鏡（114)、平面反射鏡（115)及出射窗（116)均位于密封真空罐（118)內(nèi)部； 真空泵（117)位于密封真空罐（118)外部，其通過閥門管道與密封真空罐（118)連接；經(jīng)過 A端或B端望遠鏡的光束，首先由入射窗（111)入射到第一非球面反射鏡（112)，出射光束 到第二非球面反射鏡（113)，再從第二非球面反射鏡（113)出射光束到第三非球面反射鏡 (114)，出射的光束經(jīng)過平面反射鏡（115)之后，從出射窗（116)出射。
3. 如權利要求1所述空間激光通信地面測試模擬平臺，其特征是，所述A端分光光路 (2)和B端分光光路（10)均米用偏振分光鏡或二向色分光鏡，用于將兩個被測端機AT和 BT來源的光束分開。
4. 如權利要求1所述空間激光通信地面測試模擬平臺，其特征是，所述A端指向誤差源 模擬器（3)和B端指向誤差源模擬器（12)均通過擺動執(zhí)行元件使入射的光束的方向發(fā)生 變化和產(chǎn)生抖動，用于模擬影響相應的被測端機出射光束指向的多種誤差源。
5. 如權利要求4所述空間激光通信地面測試模擬平臺，其特征是，所述擺動執(zhí)行元件 為PZT擺鏡或電磁振鏡；所述多種誤差源包括被測端機所在的衛(wèi)星平臺的振動、衛(wèi)星間的 相對運動、衛(wèi)星平臺姿態(tài)確定誤差和軌道誤差。
6. 如權利要求1所述空間激光通信地面測試模擬平臺，其特征是，所述A端遠場接收模 擬器（4)和B端遠場接收模擬器（13)結構相同；所述A端遠場接收模擬器（4)由A端聚焦 光路（41)和A端取樣窗口（42)組成；所述A端取樣窗口（42)位于由A端聚焦光路（41) 與所述A端望遠鏡（1)組成的一個等效聚焦透鏡的焦點上，取樣窗口的直徑與等效聚焦透 鏡的等效焦距的關系用公式1表不：
公式1中，Z為模擬的通信距離，D為接收端機實際的天線口徑，f為等效聚焦透鏡的等 效焦距，4為取樣窗口的直徑。
7. 如權利要求6所述空間激光通信地面測試模擬平臺，其特征是，所述A端聚焦光路 (41)由一個離軸反射式聚焦透鏡組成；所述A端取樣窗口（42)由光纖探針、光纖或機械微 孔構成。
8. 如權利要求1所述空間激光通信地面測試模擬平臺，其特征是，所述A端大氣信道模 擬器（6)和B端大氣信道模擬器（15)結構相同，均包括光調制器和空間光調制器；入射光 束經(jīng)過光調制器后，再經(jīng)過空間光調制器出射；用于模擬信道中大氣信道對光束強度和相 位產(chǎn)生的影響。
9. 如權利要求1所述空間激光通信地面測試模擬平臺，其特征是，所述B端背景光模擬 器（7)和A端背景光模擬器（16)結構相同，均包括寬光譜擴展光源和準直光路；光束由寬 光譜擴展光源經(jīng)過準直光路后出射；用于模擬相應被測端機在視場范圍內(nèi)接收到的背景雜 光。
10. 如權利要求1所述空間激光通信地面測試模擬平臺，其特征是，所述B端振動-相 對運動模擬器（9)和A端振動-相對運動模擬器（18)均通過采用PZT擺鏡或電磁振鏡使 入射光束的方向發(fā)生變化和產(chǎn)生抖動。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種空間激光通信地面測試模擬平臺，包括A端望遠鏡、A端分光光路、A端指向誤差源模擬器、A端遠場接收模擬器、A端準直光路、A端大氣信道模擬器、B端背景光模擬器、AB合束光路、B端振動-相對運動模擬器、B端分光光路、B端望遠鏡、B端指向誤差源模擬器、B端遠場接收模擬器、B端準直光路、B端大氣信道模擬器、A端背景光模擬器、BA合束光路、A端振動-相對運動模擬器和計算機CPU；還包括第一光路和第二光路轉折平面反射鏡。本發(fā)明整體結構緊湊、占用空間??；能夠實現(xiàn)兩個通信端機近距離進行多種參數(shù)直接對準性能的端機級系統(tǒng)測試，模擬影響空間激光通信性能的多種外界因素。
【IPC分類】H04B10-073
【公開號】CN104539353
【申請?zhí)枴緾N201410708261
【發(fā)明人】王建民
【申請人】北京大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月28日