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米级车载自适应光学成像望远镜

阅读：88发布：2020-05-12

专利汇可以提供米级车载自适应光学成像望远镜专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且米级车载自适应光学成像望远镜属于大口径车载自适应光学成像探测技术领域，目的在于解决现有技术存在的对环境要求苛刻、能量损失严重和无法实现机动布站的问题。本发明的车载一体化跟踪台固定安装在载车的车架上，俯仰轴系通过螺栓与车载一体化跟踪台连接，米级主光学系统与俯仰轴系连接，自适应光学系统通过安装定位孔固定在俯仰轴系上，车载液压保护罩与载车连接，车载一体化跟踪台、俯仰轴系、米级主光学系统和自适应光学系统位于车载液压防护罩内；通过车载一体化跟踪台和俯仰轴系实现米级主光学系统方位轴和俯仰轴的调整，米级主光学系统接收飞行目标反射光，汇聚到自适应光学系统中进行清晰成像。，下面是米级车载自适应光学成像望远镜专利的具体信息内容。

权利要求

1.米级车载自适应光学成像望远镜，其特征在于，包括载车(2)、车载一体化跟踪台(3)、俯仰轴系(4)、米级主光学系统(5)、车载液压防护罩(6)和自适应光学系统(7)；
所述车载一体化跟踪台(3)固定安装在所述载车(2)的车架上，所述俯仰轴系(4)通过螺栓与所述车载一体化跟踪台(3)连接，米级主光学系统(5)与所述俯仰轴系(4)连接，所述自适应光学系统(7)通过安装定位孔固定在俯仰轴系(4)上，所述车载液压防护罩(6)与所述载车(2)连接，所述车载一体化跟踪台(3)、俯仰轴系(4)、米级主光学系统(5)和自适应光学系统(7)位于车载液压防护罩(6)内；
所述米级主光学系统(5)所述米级主光学系统(5)包括主反射镜(14)、次反射镜(15)、第三反射镜(16)、平面反射镜A(17)和反射镜组(18)；次反射镜(15)对主反射镜(14)呈现中心遮拦，入射光首先经过主反射镜(14)的反射，然后依次经过次反射镜(15)聚焦，再经第三反射镜(16)、平面反射镜A(17)、反射镜组(18)反射后，形成第一像面(19)，进入中继光学系统；
所述自适应光学系统(7)包括：中继光学系统、一级倾斜校正光学系统、自适应校正光学系统和双通道高分辨力成像光学系统；
所述中继光学系统包括平面反射镜B(20)、平面反射镜C(21)、抛物反射镜(22)、平面反射镜D(23)、分色镜A(24)、平面反射镜E(25)和变形镜(26)；第一像面(19)对平面反射镜B(20)呈中心遮拦，来自第一像面(19)的光束穿过平面反射镜B(20)，依次经平面反射镜C(21)和抛物反射镜(22)反射后的光束到达平面反射镜B(20)，光束依次经平面反射镜B(20)和平面反射镜D(23)反射后由分色镜A(24)进行光谱分光，波段为900nm～1700nm的光束透射进入一级倾斜校正光学系统，波段为450nm～900nm的光束经平面反射镜E(25)和变形镜(26)反射后进入自适应校正光学系统；
所述一级倾斜校正光学系统包括校正透镜(27)、平面反射镜F(28)和短波红外高速探测器(29)；所述短波红外高速探测器(29)的靶面位于所述校正透镜(27)的焦面上，由中继光学系统透射的光束透过校正透镜(27)，经平面反射镜F(28)反射后，成像在短波红外高速探测器(29)上；
所述自适应校正光学系统包括耦合透镜A(30)、平面反射镜G(31)、第二像面(32)、耦合透镜B(33)、分色镜B(34)、平面反射镜H(35)和波前探测器(36)；所述波前探测器(36)的靶面位于所述变形镜(26)共轭位置上，由中继光学系统进入的光束透过耦合透镜A(30)，经平面反射镜G(31)反射形成第二像面(32)，来自第二像面(32)的光束透过耦合透镜B(33)后经分色镜B(34)进行光谱分光，波段为700nm～900nm的光束透射进入双通道高分辨力成像光学系统，波段为450nm～700nm的光束平面反射镜H(35)反射后被波前探测器(36)接收；
所述双通道高分辨力成像光学系统包括平面反射镜I(37)、成像透镜(38)、分光镜(39)、成像探测器A(40)和成像探测器B(41)，成像探测器A(40)的靶面位于所述成像透镜(38)的焦面位置上，成像探测器B(41)的靶面位于所述成像透镜(38)的离焦位置上，由自适应校正光学系统进入的光束经平面反射镜I(37)反射后，透过成像透镜(38)，经分光镜(39)分光后，分别成像在成像探测器A(40)和成像探测器B(41)上；
通过车载一体化跟踪台(3)和俯仰轴系(4)实现米级主光学系统(5)方位轴(11)和俯仰轴的调整，米级主光学系统(5)接收飞行目标反射光，汇聚到自适应光学系统(7)中进行清晰成像。
2.根据权利要求1所述的米级车载自适应光学成像望远镜，其特征在于，所述米级车载自适应光学成像望远镜还包括牵引车(1)，所述牵引车(1)与所述载车(2)固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的米级车载自适应光学成像望远镜，其特征在于，所述载车(2)为半挂式低货台车辆。
4.根据权利要求1所述的米级车载自适应光学成像望远镜，其特征在于，所述车载一体化跟踪台(3)包括转盘轴承(8)、方位轴(11)、角度编码器(10)、力矩电机(9)、U型架(12)和过渡座(13)；所述U型架(12)通过转盘轴承(8)与所述载车(2)连接，所述转盘轴承(8)直接安装在过渡座(13)上，所述方位轴(11)与载车(2)底盘框架连接，所述角度编码器(10)的定环与方位轴(11)连接，动环与U型架(12)连接，所述力矩电机(9)的定子与所述角度编码器(10)的定环连接，转子与所述角度编码器(10)的动环连接。

说明书全文

米级车载自适应光学成像望远镜

技术领域

[0001] 本发明属于大口径车载自适应光学成像探测技术领域，具体涉及一种米级车载自适应光学成像望远镜。

背景技术

[0002] 由于大气湍流的存在，对大于20km远距离飞行目标进行地基直接光学成像探测，获得的是模糊图像。为满足对远距离目标，达到高分辨的清晰成像效果，目前，国内外主要采取的技术是1m以上光学口径、光学自适应、图像恢复等；

[0003] 目前，在大口径自适应光学成像探测领域，采用的自适应成像望远镜均为在固定站模式下的室内成像，这种工作模式存在工作环境要求苛刻，焦距过长、能量损失严重等缺点；而车载望远镜系统口径最大也不超过1m，设备工作时载车和设备分离，设备展开时间长，不能实现系统的机动性机动性。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提出一种米级车载自适应光学成像望远镜，解决现有技术存在的对环境要求苛刻、能量损失严重和无法实现机动布站的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明的米级车载自适应光学成像望远镜包括载车、车载一体化跟踪台、俯仰轴系、米级主光学系统、车载液压防护罩和自适应光学系统；

[0006] 所述车载一体化跟踪台固定安装在所述载车的车架上，所述俯仰轴系通过螺栓与所述车载一体化跟踪台连接，米级主光学系统与所述俯仰轴系连接，所述自适应光学系统通过安装定位孔固定在俯仰轴系上，所述车载液压防护罩与所述载车连接，所述车载一体化跟踪台、俯仰轴系、米级主光学系统和自适应光学系统位于车载液压防护罩内；

[0007] 通过车载一体化跟踪台和俯仰轴系实现米级主光学系统方位轴和俯仰轴的调整，米级主光学系统接收飞行目标反射光，汇聚到自适应光学系统中进行清晰成像。

[0008] 所述米级车载自适应光学成像望远镜还包括牵引车，所述牵引车与所述载车固定连接。

[0009] 所述载车为半挂式低货台车辆。

[0010] 所述车载一体化跟踪台包括转盘轴承、方位轴、角度编码器、力矩电机、U型架和过渡座；所述U型架通过过渡座与所述载车连接，所述转盘轴承直接安装在过渡座上，所述方位轴与载车底盘框架连接，所述角度编码器的定环与方位轴连接，动环与U型架连接，所述力矩电机的定子与所述角度编码器的定环连接，转子与所述角度编码器的动环连接。

[0011] 所述米级主光学系统所述米级主光学系统包括主反射镜、次反射镜、第三反射镜、平面反射镜A和反射镜组；次反射镜对主反射镜呈现中心遮拦，入射光首先经过主反射镜的反射，然后依次经过次反射镜聚焦，再经第三反射镜、平面反射镜A、反射镜组反射后，形成第一像面，进入中继光学系统。

[0012] 所述自适应光学系统包括：中继光学系统、一级倾斜校正光学系统、自适应校正光学系统和双通道高分辨力成像光学系统；

[0013] 所述中继光学系统包括平面反射镜B、平面反射镜C、抛物反射镜、平面反射镜D、分色镜A、平面反射镜E和变形镜；第一像面对平面反射镜B呈中心遮拦，来自第一像面的光束穿过平面反射镜B，依次经平面反射镜C和抛物反射镜反射后的光束到达平面反射镜B，光束依次经平面反射镜B和平面反射镜D反射后由分色镜A进行光谱分光，波段为900nm～1700nm的光束透射进入一级倾斜校正光学系统，波段为450nm～900nm的光束经平面反射镜E和变形镜反射后进入自适应校正光学系统；

[0014] 所述一级倾斜校正光学系统包括校正透镜、平面反射镜F和短波红外高速探测器；所述短波红外高速探测器的靶面位于所述校正透镜的焦面上，由中继光学系统透射的光束透过校正透镜，经平面反射镜F反射后，成像在短波红外高速探测器上；

[0015] 所述自适应校正光学系统包括耦合透镜A、平面反射镜G、第二像面、耦合透镜B、分色镜B、平面反射镜H和波前探测器；所述波前探测器的靶面位于所述变形镜共轭位置上，由中继光学系统进入的光束透过耦合透镜A，经平面反射镜G反射形成第二像面，来自第二像面的光束透过耦合透镜B后经分色镜B进行光谱分光，波段为700nm～900nm的光束透射进入双通道高分辨力成像光学系统，波段为450nm～700nm的光束平面反射镜H反射后被波前探测器接收；

[0016] 所述双通道高分辨力成像光学系统包括平面反射镜I、成像透镜、分光镜、成像探测器A和成像探测器B，成像探测器A的靶面位于所述成像透镜的焦面位置上，成像探测器B的靶面位于所述成像透镜的离焦位置上，由自适应校正光学系统进入的光束经平面反射镜I反射后，透过成像透镜，经分光镜分光后，分别成像在成像探测器A和成像探测器B上。

[0017] 本发明的有益效果为：本发明的米级车载自适应光学成像望远镜的车载一体化跟踪台在电机的驱动下完成方位轴的旋转运动、俯仰轴系在电机的驱动下完成俯仰轴旋转运动，通过两轴运动，保证米级主光学系统一直瞄准既定的空中或空间目标；米级车载自适应光学成像望远镜通过米级主光学系统接收空中或空间的飞行目标反射光，汇聚到自适应光学系统中进行清晰成像。望远镜的载车由牵引车实现机动布站，液压防护罩用于保护望远镜。

[0018] 本发明采用车载自适应光学系统，大口径光学系统、车载一体化跟踪台和图像恢复技术实现。满足对远距离、机动式、高分辨清晰成像的要求。能量损失少，对环境要求低。附图说明

[0019] 图1是本发明的米级车载自适应光学成像望远镜整体结构示意图；

[0020] 图2为本发明的米级车载自适应光学成像望远镜中米级主光学系统和自适应光学系统相对位置示意图；

[0021] 图3为本发明的米级车载自适应光学成像望远镜中车载一体化跟踪台结构示意图；

[0022] 图4为本发明的米级车载自适应光学成像望远镜米级主光学系统示意图；

[0023] 图5为本发明的米级车载自适应光学成像望远镜自适应光学系统示意图；

[0024] 其中：1、牵引车，2、载车，3、车载一体化跟踪台，4、俯仰轴系，5、米级主光学系统，6、车载液压防护罩，7、自适应光学系统，8、转盘轴承，9、力矩电机，10、角度编码器，11、方位轴，12、U型架，13、过渡座，14、主反射镜，15、次反射镜，16、第三反射镜，17、平面反射镜A，
18、反射镜组，19、第一像面，20、平面反射镜B，21、平面反射镜C，22、抛物反射镜，23、平面反射镜D，24、分色镜A，25、平面反射镜E，26、变形镜，27、校正透镜，28、平面反射镜F，29、短波红外高速探测器，30、耦合透镜A，31、平面反射镜G，32、第二像面，33、耦合透镜B，34、分色镜B，35、平面反射镜H，36、波前探测器，37、平面反射镜I，38、成像透镜，39、分光镜，40、成像探测器A，41、成像探测器B。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

[0026] 参见附图1和附图2，本发明的米级车载自适应光学成像望远镜包括载车2、车载一体化跟踪台3、俯仰轴系4、米级主光学系统5、车载液压防护罩6和自适应光学系统7；

[0027] 所述车载一体化跟踪台3固定安装在所述载车2的车架上，所述俯仰轴系4通过螺栓与所述车载一体化跟踪台3连接，米级主光学系统5与所述俯仰轴系4连接，所述自适应光学系统7通过安装定位孔固定在俯仰轴系4上，所述车载液压防护罩6与所述载车2连接，所述车载一体化跟踪台3、俯仰轴系4、米级主光学系统5和自适应光学系统7位于车载液压防护罩6内；

[0028] 通过车载一体化跟踪台3和俯仰轴系4实现米级主光学系统5方位轴11和俯仰轴的调整，米级主光学系统5接收飞行目标反射光，汇聚到自适应光学系统7中进行清晰成像。

[0029] 所述米级车载自适应光学成像望远镜还包括牵引车1，所述牵引车1与所述载车2固定连接。

[0030] 所述载车2为半挂式低货台车辆，载车2为系统提供半挂式低货台车架、后独立悬挂轮、调平支腿和刹车系统。

[0031] 参见附图3，所述车载一体化跟踪台3包括转盘轴承8、方位轴11、角度编码器10、力矩电机9、U型架12和过渡座13；所述U型架12通过转盘轴承8与所述载车2连接，所述转盘轴承8直接安装在过渡座13上，所述方位轴11与载车2底盘框架连接，所述角度编码器10的定环与方位轴11连接，动环与U型架12连接，所述力矩电机9的定子与所述角度编码器10的定环连接，转子与所述角度编码器10的动环连接，系统通过过渡座13进行精度的传递；所述俯仰轴系由俯仰力矩电机、俯仰编码器、俯仰轴承、左右立柱、四通和左右轴头组成；所述俯仰轴系通过左右立柱与转台的U型架连接；所述俯仰轴系的四通和左右轴头形成俯仰轴的转动部分，所有的光机结构都安装在四通和左右轴头上绕俯仰轴转动。

[0032] 参见附图4，所述米级主光学系统5包括主反射镜14、次反射镜15、第三反射镜16、平面反射镜A17和反射镜组18；次反射镜15对主反射镜14呈现中心遮拦，入射光首先经过主反射镜14的反射，然后依次经过次反射镜15聚焦，再经第三反射镜16、平面反射镜A17、反射镜组18反射后，形成第一像面19，进入中继光学系统。

[0033] 参见附图5，所述自适应光学系统7包括：中继光学系统、一级倾斜校正光学系统、自适应校正光学系统和双通道高分辨力成像光学系统；

[0034] 所述中继光学系统包括平面反射镜B20、平面反射镜C21、抛物反射镜22、平面反射镜D23、分色镜A24、平面反射镜E25和变形镜26；第一像面19对平面反射镜B20呈中心遮拦，来自第一像面19的光束穿过平面反射镜B20，依次经平面反射镜C21和抛物反射镜22反射后的光束到达平面反射镜B20，光束依次经平面反射镜B20和平面反射镜D23反射后由分色镜A24进行光谱分光，波段为900nm～1700nm的光束透射进入一级倾斜校正光学系统，波段为450nm～900nm的光束经平面反射镜E25和变形镜26反射后进入自适应校正光学系统；

[0035] 所述一级倾斜校正光学系统包括校正透镜27、平面反射镜F28和短波红外高速探测器29；所述短波红外高速探测器29的靶面位于所述校正透镜27的焦面上，由中继光学系统透射的光束透过校正透镜27，经平面反射镜F28反射后，成像在短波红外高速探测器29上；

[0036] 所述自适应校正光学系统包括耦合透镜A30、平面反射镜G31、第二像面32、耦合透镜B33、分色镜B34、平面反射镜H35和波前探测器36；所述波前探测器36的靶面位于所述变形镜26共轭位置上，由中继光学系统进入的光束透过耦合透镜A30，经平面反射镜G31反射形成第二像面32，来自第二像面32的光束透过耦合透镜B33后经分色镜B34进行光谱分光，波段为700nm～900nm的光束透射进入双通道高分辨力成像光学系统，波段为450nm～700nm的光束平面反射镜H35反射后被波前探测器36接收；

[0037] 所述双通道高分辨力成像光学系统包括平面反射镜I37、成像透镜38、分光镜39、成像探测器A40和成像探测器B41，成像探测器A40的靶面位于所述成像透镜38的焦面位置上，成像探测器B41的靶面位于所述成像透镜38的离焦位置上，由自适应校正光学系统进入的光束经平面反射镜I37反射后，透过成像透镜38，经分光镜39分光后，分别成像在成像探测器A40和成像探测器B41上。

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