本发明涉及指向单元和操作指向单元的方法，更具体地涉及用于与自由空间光通信终端一起使用的指向单元和操作该指向单元的方法。
背景技术：
1、自由空间光(fso)通信使用在自由空间中传播的光来传输数据。在fso通信的背景下，“自由空间”指的是例如空气、空间、真空或类似的事物，并且与经由诸如光纤线缆的固体进行的通信形成对比。fso通信例如在经由诸如光纤线缆或其他数据线缆的物理连接进行通信是不切实际的情况下可能是有用的。一种这样的情况是例如诸如无人机的飞行器与地面终端设备之间的通信。
2、fso通信通常依赖于发射器与接收器之间的直接视线，并且因此依赖于在fso通信节点之间引导光束。这要求指向单元能够将从另一节点接收的光束转向至接收器模块中，或者使发射的光束朝向目标节点转向。
3、与其他无线通信技术相比，fso通信可以提供较高的数据速率和改进的安全性。例如，与射频(rf)通信相比，fso通信可以实现较高的数据速率，并且可能不太容易受到干扰和拦截的影响。
技术实现思路
1、根据本发明的第一方面，提供了用于与自由空间光通信终端一起使用的指向单元，该指向单元包括：
2、光学装置，该光学装置包括一个或更多个光学透射转向元件，所述一个或更多个光学透射转向元件被布置在进入光学装置的入射光束的光路中，
3、其中，光学装置被构造成使得至少一个元件的取向和至少一个元件的折射率能够被控制以使光束朝向目标转向。
4、在示例中，在这样的指向单元中，具有能够被控制的取向的转向元件可以包括电光元件。在其他示例中，具有可控取向的转向元件可以包括声光元件，或者包括具有可以以其他方式变化的折射率的材料。
5、在示例中，转向元件包括具有固定折射率或有效折射率的光学元件。对于给定波长的光，折射率可以是固定的。
6、在示例中，转向元件是整体式的，其中，光学元件形成第一层，以及电光元件形成第二层。在示例中，转向元件可以包括整体制造的层，并且在其他示例中，这些层可以彼此粘合地附接或彼此机械的紧固。
7、在示例中，光学元件的固定折射率或有效折射率比电光元件的平均折射率高，使得与电光元件相比，光学元件导致较大的转向角。
8、在示例中，转向元件被可移动地安装在支承构件中。在其他示例中，转向元件被能够移动地安装在第一支承构件中，该第一支承构件被进一步可移动地安装在第二支承构件中。
9、在示例中，支承构件包括被布置成耦接至电光元件的电接触部。在一些示例中，电接触部被布置成耦接至整个转向元件。
10、在示例中，电光元件包括电接触部，电接触部被布置成与电光元件一起移动，并在电光元件相对于支承构件的移动期间保持与支承电接触部的电接触。
11、在示例中，光学装置具有与入射光束的输入方向基本上平行的主轴，其中，一个或更多个光学透射转向元件的取向能够通过在与主轴基本上垂直的平面内旋转来控制。
12、在示例中，光学装置包括至少第一转向元件和第二转向元件，每个转向元件能够被控制以改变转向元件相对于指向单元的取向。
13、在示例中，第一转向元件和第二转向元件中的至少一个包括具有固定折射率或有效折射率的光学元件以及电光元件。在一些示例中，第一转向元件和第二转向元件中的每一个包括具有固定折射率或有效折射率的光学元件以及电光元件。
14、在示例中，通过改变光学装置的至少一个转向元件的取向来实现光束的粗略转向。
15、在示例中，通过改变光学装置的至少一个转向元件的折射率来实现光束的精细转向。
16、根据本发明的第二方面，提供了用于与自由空间光通信终端一起使用的指向单元，该指向单元包括：
17、光学装置，用于使入射光束朝向目标转向，光学装置包括至少第一转向元件和第二转向元件，转向元件中的至少一个包括光学元件和电光元件，光学元件具有固定折射率或有效折射率，电光元件具有能够通过改变施加至该电光元件的电场而改变的折射率，每个转向元件被能够移动地安装在相应的支承构件中，并且被布置在沿正向方向进入光学装置的入射光束的光路中；以及
18、控制器，该控制器被布置成：改变每个转向元件相对于其相应的支承构件的取向以执行入射光束的粗略转向；以及改变施加至电光元件或每个电光元件的电场以改变所述电光元件或每个电光元件的一个或多个相应的折射率，以执行入射光束的精细转向。
19、在示例中，第一光学转向元件和第二光学转向元件被布置为risley棱镜对。
20、在示例中，指向单元包括控制器，该控制器用于控制至少一个元件的取向和至少一个元件的折射率以使光束朝向目标转向。
21、在示例中，指向单元包括引导单元，该引导单元被耦接至控制器，并响应于经由光学装置接收的光学信号使控制器改变至少一个元件的取向和/或至少一个元件的折射率，以使入射光束朝向目标转向。
22、在示例中，光学装置包括光学终端处的光束扩展器，该光束扩展器被布置成扩展发射方向上的光束直径并减小接收方向上的光束直径。
23、在示例中，光束扩展器包括望远镜装置。在其他示例中，光束扩展器包括棱镜装置。
24、在第三方面中，提供了配备有根据第二方面所述的指向单元的运载工具。
25、在示例中，运载工具为飞行器。
26、在第四方面中，提供了使光束朝向目标转向的方法，包括：确定光束的转向方向；以及控制光学装置以使光束转向，包括：控制光学装置的至少一个元件的取向和光学装置的至少一个元件的折射率以使光束朝向目标转向。
27、根据以下仅通过示例给出的参照附图进行的本发明的优选实施方式的描述，本发明的其他特征和优点将变得明显。
1.一种用于与自由空间光通信终端一起使用的指向单元，所述指向单元包括：
2.根据权利要求1所述的指向单元，其中，具有能够被控制的取向的转向元件包括电光元件。
3.根据权利要求2所述的指向单元，其中，所述转向元件包括具有固定折射率或有效折射率的光学元件。
4.根据权利要求3所述的指向单元，其中，所述转向元件是整体式的，并且其中，所述光学元件形成所述转向元件的第一层，以及所述电光元件形成所述转向元件的第二层。
5.根据权利要求3或4所述的指向单元，其中，所述固定折射率或有效折射率相对高于所述电光元件的平均折射率。
6.根据权利要求2至6中任一项所述的指向单元，其中，所述转向元件被能够移动地安装在支承构件中。
7.根据权利要求6所述的指向单元，其中，所述支承构件包括被布置成耦接至所述电光元件的支承电接触部。
8.根据权利要求7所述的指向单元，其中，所述电光元件包括电接触部，所述电接触部被布置成与所述电光元件一起移动并且在所述电光元件相对于所述支承构件的移动期间保持与所述支承电接触部的电接触。
9.根据前述权利要求中任一项所述的指向单元，其中，所述光学装置具有与所述入射光束的进入方向基本上平行的主轴，其中，所述一个或更多个光学透射转向元件的取向能够通过在与所述主轴基本上垂直的平面中旋转来控制。
10.根据权利要求9所述的指向单元，其中，所述光学装置包括至少第一转向元件和第二转向元件，每个转向元件能够被控制以改变转向元件相对于所述指向单元的取向。
11.根据权利要求10所述的指向单元，其中，所述第一转向元件和所述第二转向元件中的至少一个包括具有固定折射率或有效折射率的光学元件以及电光元件。
12.根据权利要求10或11所述的指向单元，其中，所述第一转向元件和所述第二转向元件中的每一个包括具有固定折射率或有效折射率的光学元件以及电光元件。
13.根据前述权利要求中任一项所述的指向单元，其中，通过改变所述光学装置的至少一个转向元件的所述取向来实现所述光束的粗略转向。
14.根据前述权利要求中任一项所述的指向单元，其中，通过改变所述光学装置的至少一个转向元件的所述折射率来实现所述光束的精细转向。
15.一种用于与自由空间光通信终端一起使用的指向单元，所述指向单元包括：
16.根据权利要求10至15中任一项所述的指向单元，其中，所述第一光学转向元件和所述第二光学转向元件被布置为risley棱镜对。
17.根据前述权利要求中任一项所述的指向单元，包括控制器，所述控制器用于控制至少一个元件的取向和至少一个元件的折射率，以使光束朝向目标转向。
18.根据权利要求17所述的指向单元，包括引导单元，所述引导单元被耦接至所述控制器，并且响应于经由所述光学装置接收的光学信号使所述控制器改变至少一个元件的取向和/或至少一个元件的折射率，以使所述入射光束朝向所述目标转向。
19.根据前述权利要求中任一项所述的指向单元，其中，所述光学装置包括光学终端处的光束扩展器，所述光束扩展器被布置成扩展发射方向上的光束直径并减小接收方向上的光束直径。
20.根据权利要求19所述的指向单元，其中，所述光束扩展器包括望远镜装置。
21.一种运载工具，其包括根据权利要求1至20中任一项所述的指向单元。
22.根据权利要求21所述的运载工具，其中，所述运载工具是飞行器。
23.一种使光束朝向目标转向的方法，包括：