專利名稱：衛(wèi)星光通信中平臺角振動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)星光通信中平臺角振動模擬裝置。

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)。衛(wèi)星平臺是光通信終端基準(zhǔn)平臺，其振動的影響將疊加在跟瞄系統(tǒng)的輸出之上，造成接收端信號功率下降，嚴(yán)重時(shí)會造成鏈路中斷。衛(wèi)星平臺的振動分為平動和轉(zhuǎn)動兩種，其中平動部分對激光鏈路的影響可以忽略不計(jì)，而轉(zhuǎn)動部分(即角振動)的影響必須重點(diǎn)考慮補(bǔ)償問題。目前技術(shù)中，尚無專門的衛(wèi)星平臺角振動模擬裝置。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)沒有衛(wèi)星平臺角振動模擬裝置的問題，提出了一種衛(wèi)星光通信中平臺角振動模擬裝置。
衛(wèi)星光通信中平臺角振動模擬裝置，它包括振動平臺、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)為彈簧對結(jié)構(gòu)，彈簧對對稱支撐在連桿另一端的兩個(gè)側(cè)面上，振動平臺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輸出端與計(jì)算機(jī)的信號輸入端相連。
本發(fā)明采用激振器驅(qū)動平臺實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星角振動模擬的裝置，可在地面實(shí)現(xiàn)對激光通信終端振動補(bǔ)償能力的檢測，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)星光通信中平臺角振動模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為利用衛(wèi)星光通信中平臺角振動模擬裝置檢測原理示意圖。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振動譜參考曲線圖。

具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，衛(wèi)星光通信中平臺角振動模擬裝置，它包括振動平臺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為彈簧對結(jié)構(gòu)，彈簧對對稱支撐在連桿7另一端的兩個(gè)側(cè)面上，振動平臺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的信號輸出端與計(jì)算機(jī)6的信號輸入端相連。
工作原理通過計(jì)算機(jī)6提供控制信號給電磁激振器2，使其按照指定振動方式和頻率振動，通過連桿7將振動傳遞到主軸3。變頻機(jī)構(gòu)4采用多組彈簧結(jié)構(gòu)，通過連桿7與主軸3相連，電磁激振器2的振動傳遞至彈簧結(jié)構(gòu)，使彈簧結(jié)構(gòu)隨之振動產(chǎn)生變頻作用，改變主軸3的振動頻率，主軸3的振動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與振動平臺1連接，主軸3振動帶動振動平臺1振動。角位置傳感器5連接在主軸3上，振動頻率和振幅能夠通過角位置傳感器5反饋給計(jì)算機(jī)6。
本發(fā)明可以根據(jù)激光通信終端被測補(bǔ)償能力檢測需求，用于模擬衛(wèi)星振動進(jìn)而驗(yàn)證被測終端的性能。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖1說明本實(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為一對彈簧對結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖1說明本實(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為多對彈簧對結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1說明本實(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說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式將被測終端9放置在本發(fā)明的裝置上，用于檢測被測終端9對平臺振動的補(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)長和寬均為600mm、高為450mm的封閉箱體中，其中振動平臺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的空隙，振動平臺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光源與被測終端9的探測器相同高度。當(dāng)本發(fā)明的裝置不啟動時(shí)，被測終端9接收到配套光源10的信號，成像到探測器中心，所述配套光源10為光源的波長、頻率在探測器的可探測到的波長、頻率范圍內(nèi)。當(dāng)本發(fā)明的裝置啟動后，光信號在被測終端9探測器上發(fā)生偏移，偏移量與本發(fā)明裝置的角振動對應(yīng)。被測終端9根據(jù)光信號的偏移控制瞄準(zhǔn)裝置進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償效果通過光信號偏移量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出。
為模擬高頻低振幅的衛(wèi)星平臺振動等效終端入射光束角度變化，本發(fā)明裝置的振動譜參照如圖5所示的NASD振動譜參考曲線，利用NASD振動譜參考曲線控制本發(fā)明的裝置，可以模擬衛(wèi)星平臺的實(shí)際在星上振動情況，檢測終端的振動補(bǔ)償能力。
根據(jù)NASD振動譜對應(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)振動平臺1的振動，通過更改變頻機(jī)構(gòu)4的振動方式和振動頻率可以更改振動平臺1的振動方式或頻率，例如可以更換不同振動頻率的彈簧，實(shí)現(xiàn)振動平臺1振動頻率的改變； 根據(jù)本發(fā)明的裝置對轉(zhuǎn)軸進(jìn)行受力分析，可得轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動頻率 其中A為電磁激振器振動系數(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為一對彈簧對時(shí)，k為所述一對彈簧對的等效彈性系數(shù)，變頻機(jī)構(gòu)4為多對彈簧對時(shí)，k為所述多對彈簧對的等效彈性系數(shù)，m為整個(gè)轉(zhuǎn)動部件的質(zhì)量，包括主軸3的質(zhì)量、振動平臺1的質(zhì)量和被測終端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頻率范圍可在0-380Hz，可以基本涵蓋圖5中的NASD振動譜參考曲線的頻率范圍(大于300Hz的部分由于振動幅值較小，對衛(wèi)星光通信影響可忽略不記)。
權(quán)利要求
1.衛(wèi)星光通信中平臺角振動模擬裝置，其特征在于它包括振動平臺(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)為彈簧對結(jié)構(gòu)，彈簧對對稱支撐在連桿(7)另一端的兩個(gè)側(cè)面上，振動平臺(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)的信號輸出端與計(jì)算機(jī)(6)的信號輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星光通信中平臺角振動模擬裝置，其特征在于變頻機(jī)構(gòu)(4)為一對彈簧對結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星光通信中平臺角振動模擬裝置，其特征在于變頻機(jī)構(gòu)(4)為多對彈簧對結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星光通信中平臺角振動模擬裝置，其特征在于角位移傳感器(5)為德國NOVOtechnik公司的P4501型角位置傳感器。
全文摘要
衛(wèi)星光通信中平臺角振動模擬裝置，它涉及衛(wèi)星光通信領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)沒有衛(wèi)星平臺角振動模擬裝置的問題，包括振動平臺、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)為彈簧對結(jié)構(gòu)，彈簧對對稱支撐在連桿另一端的兩個(gè)側(cè)面上，振動平臺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輸出端與計(jì)算機(jī)的信號輸入端相連。本發(fā)明可以用于模擬衛(wèi)星振動進(jìn)而驗(yàn)證被測終端的性能。
文檔編號G01M7/02GK101726397SQ200910073308
公開日2010年6月9日 申請日期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 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)