【摘要】：隨著空間技術(shù)發(fā)展,星間通信鏈路對(duì)高速率、遠(yuǎn)距離的通信方式需求越來(lái)越大。空間激光通信是實(shí)現(xiàn)星間高速、遠(yuǎn)距離通信的重要手段之一,而跟瞄系統(tǒng)是星間激光通信鏈路建鏈的基礎(chǔ),本論文主要針對(duì)星間激光通信對(duì)輕小型化星載跟瞄系統(tǒng)的需求,開展單反鏡式激光通信跟瞄系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究。通過(guò)開展空間環(huán)境和星間激光通信鏈路分析,確定單反鏡式激光通信跟瞄系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo),重點(diǎn)研究跟瞄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)方案;針對(duì)空間環(huán)境適應(yīng)性和輕小型化的需求,對(duì)單反鏡式跟瞄系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵零部件優(yōu)化分析;針對(duì)空間熱力環(huán)境影響,對(duì)反射鏡組件進(jìn)行面型優(yōu)化設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了反射鏡柔性支撐機(jī)構(gòu),完成了有限元分析;針對(duì)運(yùn)載力學(xué)環(huán)境對(duì)高剛度軸系需求,分析了軸系剛度影響因素,建立了軸承預(yù)緊力與軸系剛度響應(yīng)特性的關(guān)系。針對(duì)跟瞄系統(tǒng)軸系精度分析與檢測(cè)問(wèn)題,通過(guò)建立單反鏡式跟瞄系統(tǒng)基準(zhǔn)坐標(biāo)系,分析了軸系精度對(duì)指向精度的影響;根據(jù)零部件檢測(cè)結(jié)果,重點(diǎn)分析零部件加工誤差對(duì)單反鏡式跟瞄系統(tǒng)軸系精度的影響;針對(duì)跟瞄系統(tǒng)方位軸大中心孔需求與輕小型化問(wèn)題,提出一種粘接式鋼帶光柵編碼器的測(cè)角方法,分析了粘接式鋼帶光柵編碼器的測(cè)角誤差的影響規(guī)律,開展了測(cè)角誤差補(bǔ)償方法研究;針對(duì)跟瞄系統(tǒng)發(fā)射時(shí)對(duì)輕小型化、可靠鎖緊/解鎖的需求,提出了一種基于記憶合金絲的鎖緊機(jī)構(gòu)方案,完成了解鎖力、解鎖時(shí)間等指標(biāo)測(cè)試。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.1
【圖文】：

但發(fā)展速度迅猛，逐漸縮短與國(guó)際先進(jìn)水平外重點(diǎn)研究動(dòng)向，為本文單反鏡式跟瞄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究早開始空間激光通信跟瞄系統(tǒng)研究的國(guó)家，其中 LCDS ，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示。NASA 資助 Ball 公司完該系統(tǒng)可完成地球同步軌道衛(wèi)星（GEO）間和 GEO-航 84 磅，功耗 96W[7]，其單反鏡式跟瞄機(jī)構(gòu)在衛(wèi)星基板通過(guò)單反射鏡跟瞄機(jī)構(gòu)將通信光束傳入望遠(yuǎn)單元實(shí)現(xiàn)通帶寬高，控制穩(wěn)定性好，有利于控制跟瞄機(jī)構(gòu)重量，但境下，反射鏡容易遭受破壞，嚴(yán)重影響使用壽命。另外激光通信都有一定研究與相關(guān)在軌驗(yàn)證，并且在未來(lái)幾

圖 1.2 美國(guó)空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室研制快速反射鏡驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)空客國(guó)防與空間公司共同開發(fā)了歐洲數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)S），推進(jìn)了空間激光通信跟瞄系統(tǒng)的商業(yè)化進(jìn)程[1空間同步軌道衛(wèi)星、低軌衛(wèi)星、機(jī)載平臺(tái)以及地面。如圖 1.3 為 2014 年 11 月由歐洲 Alphasat 中繼觀測(cè)衛(wèi)星（LEO）搭載的第二代 LCT 終端，實(shí)現(xiàn)了跟瞄系統(tǒng)采用周掃式結(jié)構(gòu)形式，是通過(guò)控制兩塊正實(shí)現(xiàn)跟蹤瞄準(zhǔn)。其光學(xué)接收天線、精跟蹤組件、捕定于基臺(tái)下邊，不跟隨跟瞄機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。與單反鏡式，兩塊反射鏡均有遮光罩和軸系套筒保護(hù)，但是從單反鏡式結(jié)構(gòu)。并且在跟瞄過(guò)程中平面鏡與探測(cè)器成周掃式跟瞄機(jī)構(gòu)跟蹤控制算法復(fù)雜。

【參考文獻(xiàn)】

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7 李金哲;激光導(dǎo)航精密伺服轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)、裝配及檢測(cè)[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：2715392