阅读说明：本技术 一种激光通信用光学天线防尘机构 (Optical antenna dustproof mechanism for laser communication ) 是由 李小明 张天硕 张家齐 白杨杨 孟立新 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：一种激光通信用光学天线防尘机构,应用于激光通信光端机,为了有效防止卫星发射时外部杂质侵入激光通信系统光学天线,其包括防尘组件的一端与旋转轴连接,防尘组件与定位组件一端销孔连接；定位组件另一端与光学天线的安装基板固连；旋转轴与安装基板固连,旋转轴上安装扭簧,尼龙缓冲件一端与安装基板固连,光学天线通过转台固定在安装基板上,遮光罩一端安装在光学天线的前端,另一端沿转台俯仰轴转动方向上设计为圆弧形状,其圆弧中心与转台的回转中心重合；当卫星发射时,转台固定到锁紧位置不动,防尘盖处于防尘位置,此时防尘组件位于遮光罩前方,完全遮盖住遮光罩的通光口径,能够防止污染物进入遮光罩后端的光学天线。(A laser communication optical antenna dustproof mechanism is applied to a laser communication optical transmitter and receiver, and aims to effectively prevent external impurities from invading into an optical antenna of a laser communication system when a satellite transmits, wherein one end of a dustproof assembly is connected with a rotating shaft, and the dustproof assembly is connected with a pin hole at one end of a positioning assembly; the other end of the positioning component is fixedly connected with a mounting substrate of the optical antenna; the rotary shaft is fixedly connected with the mounting substrate, a torsion spring is mounted on the rotary shaft, one end of the nylon buffer piece is fixedly connected with the mounting substrate, the optical antenna is fixed on the mounting substrate through the rotary table, one end of the light shield is mounted at the front end of the optical antenna, the other end of the light shield is designed to be in an arc shape along the rotation direction of the pitching shaft of the rotary table, and the arc center of the light shield is superposed with the rotation center of the rotary table; when the satellite transmits, the rotary table is fixed to the locking position and is fixed, the dustproof cover is located at the dustproof position, the dustproof assembly is located in front of the light shield, the light-passing aperture of the light shield is completely covered, and pollutants can be prevented from entering the optical antenna at the rear end of the light shield.)

一种激光通信用光学天线防尘机构

技术领域

本发明应用于激光通信***，涉及一种激光通信用光学天线防尘机构。

背景技术

随着空间信息获取及传感技术的发展，卫星所需传输信息量成指数级增长，激光通信具有通信速率高、信息容量大等优势，已成为一种重要的卫星通信手段。激光通信***作为空间激光通信技术的核心单元，其光学性能直接影响激光通信能力。激光通信***一般安装在卫星星体外部，主光学天线光学窗口敞开，在发射过程中火箭整流罩分离，产生的碎屑等污染物极易进入光学天线并附着在光学镜片表面。在激光反射时，受到附着污染物的影响，己方发射的激光产生后向反射直接反射回光学系统后，与对方发射的通信激光一同被己方接收系统接收，这将导致激光通信终端光学系统隔离度下降，引起接收系统接收到对方发射的通信光信噪比降低，造成通信性能下降，甚至对系统寿命产生严重影响。为提高空间激光通信系统的通信效率，保证光学系统隔离度，有必要根据激光通信***的工作特点，发明一种激光通信用光学天线防尘机构，有效避免发射过程中光学天线受到污染。

发明内容

本发明为了有效防止卫星发射时外部杂质侵入激光通信系统光学天线，提出一种激光通信用光学天线防尘机构。

本发明的技术方案为：

一种激光通信用光学天线防尘机构，其特征是，其包括防尘组件、定位组件、旋转轴、扭簧、尼龙缓冲件和遮光罩；防尘组件的一端与旋转轴连接，防尘组件可绕旋转轴转动；防尘组件与定位组件一端销孔连接；定位组件另一端与光学天线的安装基板固连；旋转轴与安装基板固连，旋转轴上安装扭簧，当防尘组件处于防尘位置时，扭簧具有回复扭力，当防尘组件处于收藏位置时，扭簧回复力为零；尼龙缓冲件一端与安装基板固连，当防尘盖处于收藏状态时，尼龙缓冲件另一端刚好与防尘组件接触，一方面为防尘组件定位，同时在防尘组件收藏时起到缓冲作用；光学天线通过转台固定在安装基板上，转台可以带动光学天线做二维转动；遮光罩一端安装在光学天线的前端，另一端沿转台俯仰轴转动方向上设计为圆弧形状，其圆弧中心与转台的回转中心重合；防尘组件为圆弧形状，其圆弧参数与遮光罩圆弧参数一致；当卫星发射时，转台固定到锁紧位置不动，防尘盖处于防尘位置，此时防尘组件位于遮光罩前方，完全遮盖住遮光罩的通光口径，能够防止污染物进入遮光罩后端的光学天线。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用防尘组件，在卫星发射阶段对光学系统进行保护，能有效避免卫星发射过程中光学天线受到污染。

2、本发明中的防尘组件与遮光罩均采用圆弧形设计，遮光罩的防尘扣板能完全盖住防尘盖，且有防尘组件中的橡胶垫，能起到更好的封闭作用。

3、本发明中的定位组件通过弹簧、记忆合金丝和加热组件之间的相互作用，可实现自动定位。

4、本发明中的尼龙缓冲件不仅能阻止防尘组件与安装基板二者刚性碰撞，即起到缓冲作用，也能对防尘组件起到定位作用，有利于收藏位置销孔准确配合。

5、卫星发射后，该防尘机构将收起，不影响激光通信终端正常工作的同时，不额外增加系统外包络尺寸。该防尘机构结构简单轻便，易于加工，可广泛应用于光学天线防尘。

附图说明

图1为本发明一种激光通信用光学天线防尘机构整体结构示意图。该图作为说明书摘要附图。

图2为本发明所述防尘组件结构组成示意图。

图3为本发明所述定位组件结构组成示意图。

图4为本发明所述遮光罩结构组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明进行详细说明：

一种激光通信用光学天线防尘机构，其包括防尘组件1、定位组件2、旋转轴3、扭簧4、尼龙缓冲件5和遮光罩6。防尘组件1的一端与旋转轴3连接，防尘组件1可绕旋转轴3转动。防尘组件1与定位组件2一端销孔连接。定位组件2另一端与光学天线的安装基板9固连。旋转轴3与安装基板9固连，旋转轴3上安装扭簧4，当防尘组件1处于防尘位置时，扭簧4具有回复扭力，当防尘组件1处于收藏位置时，扭簧4回复力为零。尼龙缓冲件5一端与安装基板9固连，当防尘盖1处于收藏状态时，尼龙缓冲件5另一端刚好与防尘组件1接触，一方面为防尘组件1定位，同时在防尘组件1收藏时起到缓冲作用。

光学天线7通过转台8固定在安装基板9上，转台8可以带动光学天线7做二维转动。

遮光罩6一端安装在光学天线7的前端,另一端沿转台8俯仰轴转动方向上设计为圆弧形状，其圆弧中心与转台8的回转中心重合。防尘组件1也设计为圆弧形状，其圆弧参数与遮光罩6圆弧参数一致。当卫星发射时，转台8固定到锁紧位置不动，防尘盖1处于防尘位置，此时防尘组件1位于遮光罩6前方，完全遮盖住遮光罩6的通光口径，能够防止污染物进入遮光罩6后端的光学天线7。

防尘组件1由盖板1-1，橡胶垫1-2，扣板1-3，支撑杆1-4，防尘定位销孔1-5，回转轴1-6和锁紧定位销孔1-7组成；扣板1-3在盖板1-1的下半部，且二者为一体结构；橡胶垫1-2在扣板1-3上沿；支撑杆1-4为L形结构，且一端与盖板1-1固连。支撑杆1-4上有回转轴1-6，回转轴1-6套在旋转轴3上，可绕旋转轴3转动。支撑杆1-4上分别开设有防尘定位销孔1-5和锁紧定位销孔1-7，两个孔为锥形结构，当防尘盖1分别处于防尘位置和收藏位置时，防尘定位销孔1-5和锁紧定位销孔1-7所处位置相同，均可与销体2-2配合。

定位组件2由支撑板2-1、销体2-2、弹簧2-3、记忆合金丝2-4和加热组件2-5组成。支撑板2-1与安装基板9固连，销体2-2一端设计为锥形结构，可在支撑板2-1的定位孔内前后滑动。支撑板2-1的定位孔设计为阶梯孔型，对销体2-2起到导向作用。弹簧2-3一端与销体2-2固连，另一端与支撑板2-1固连，为销体2-2提供向前的回复力。记忆合金丝2-4一端与销体2-2固连，另一端与支撑板2-1固连，记忆合金丝2-4外部包覆加热组件2-5，加热组件2-5对记忆合金丝2-4加热后，记忆合金丝2-4收缩，拉动销体2-2向后滑动；加热组件2-5停止加热后，记忆合金丝2-4温度降低，销体2-2在弹簧2-3的推动下向前滑动，回到锁紧位置。

遮光罩6由防尘扣板6-1和罩体6-2组成，防尘扣板6-1和罩体6-2为一体结构。遮光罩6的防尘扣板6-1与防尘组件1的扣板1-3可相互配合，防尘扣板6-1宽度等于盖板1-1与扣板1-3的总宽度，且在盖板1-1与防尘扣板6-1边沿连接缝隙之间设置橡胶垫1-2，且在防尘组件1的橡胶垫1-2的作用下，可形成封闭性极好的防尘状态，有效防止杂质进入遮光罩6。遮光罩6的罩体6-2与防尘组件1的盖板1-1设计为圆弧参数一致。

系统工作时的具体实施步骤为：

步骤1：卫星发射前，防尘组件1位于防尘位置，转台8位于锁紧位置，防尘组件1的盖板1-1和扣板1-3与遮光罩6的防尘扣板6-1相互配合，起到防尘作用，定位组件2中的销体2-2与防尘组件1中的防尘定位销孔1-5锥孔配合，保持防尘组件1在防尘位置不动；

步骤2：卫星入轨后，无防尘需求，转台8解锁带动遮光罩6绕俯仰方向逆时针转动，遮光罩6转出防尘组件1收藏时所需的结构工作包络空间后，转台8停止转动并保持不动；

步骤3：定位组件2中的加热组件2-5通电对记忆合金丝2-4加热，记忆合金丝2-4受热收缩带动销体2-2向后移动，销体2-2与防尘组件1的防尘定位销孔1-5解除配合；

步骤4：防尘组件1在扭簧4的回复力作用下绕旋转轴3逆时针转动，经过尼龙缓冲件5缓冲和定位后，停止在收藏位置；

步骤5：定位组件2中的加热组件2-5停止加热，记忆合金丝2-4温度降低后伸长，销体2-2在弹簧2-3的回复力推动下向前滑动，使销体2-2回到锁紧位置；

步骤6：定位组件2中的销体2-2***到防尘盖1的锁紧定位销孔1-7中，与其形成销孔配合，对防尘组件1进行锁定，保证其在收藏位置不动；

此时，转台8在工作范围内任意转动，进行工作。