CN101886926A - 月球模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种月球模拟装置，包括：用于产生红外辐射光的热源装置、光学调制装置、光学衰减装置以及平行光产生装置；所述光学调制装置位于所述热源装置的前方，用于将所述热源装置发出的连续的红外辐射光调制为正弦红外辐射光；所述光学衰减装置位于所述光学调制装置的前方，用于减弱从所述光学调制装置输出的所述正弦红外辐射光的强度；所述平行光产生装置位于所述光学衰减装置的前方，用于将从所述光学衰减装置输出的所述正弦红外辐射光转化为平行的正弦红外辐射光。通过月球模拟装置模拟了月球产生的正弦红外辐射光，从而可以通过月球模拟装置对卫星中的地球敏感装置进行干扰试验，使用户事先得知地球敏感装置的抗干扰能力。

Description

月球模拟装置

技术领域

本发明实施例涉及光学设备，尤其涉及一种月球模拟装置。

背景技术

卫星发射升空进行工作后，卫星内部的地球敏感装置将对地球进行检测。在卫星检测的过程中，地球敏感装置将受到月球红外辐射的干扰，从而使地球敏感装置无法正常的对地球进行检测。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中的卫星在设计完成后，不能对卫星中的地球敏感装置进行抗干扰试验，无法得知卫星中的地球敏感装置是否会因月球红外辐射的干扰而无法正常工作。

发明内容

本发明实施例提供一种月球模拟装置，用以解决现有技术中无法对卫星中的地球敏感装置进行抗干扰试验的缺陷，实现通过月球模拟装置对卫星中的地球敏感装置进行抗干扰试验，以事先得知地球敏感装置的抗干扰能力。

本发明实施例提供一种月球模拟装置，包括：用于产生红外辐射光的热源装置、光学调制装置、光学衰减装置以及平行光产生装置；所述光学调制装置位于所述热源装置的前方，用于将所述热源装置发出的连续的红外辐射光调制为正弦红外辐射光；所述光学衰减装置位于所述光学调制装置的前方，用于减弱从所述光学调制装置输出的所述正弦红外辐射光的强度；所述平行光产生装置位于所述光学衰减装置的前方，用于将从所述光学衰减装置输出的所述正弦红外辐射光转化为平行的正弦红外辐射光。

本发明实施例的月球模拟装置，通过热源装置模拟产生红外辐射光，并将红外辐射光经过光学调制装置、光学衰减装置和平行光产生装置处理后，将红外辐射光转化为平行的正弦红外辐射光，模拟了月球产生的正弦红外辐射光，从而可以通过月球模拟装置对卫星中的地球敏感装置进行干扰试验，使用户事先得知地球敏感装置的抗干扰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明月球模拟装置实施例的结构示意图；

图2为本发明月球模拟装置实施例中光学调制装置的结构示意图；

图3a为本发明月球模拟装置实施例中光学调制装置中正弦调制盘的结构示意图一；

图3b为本发明月球模拟装置实施例中光学调制装置中正弦调制盘的结构示意图二；

图4为本发明月球模拟装置实施例中光学衰减装置的结构示意图；

图5a为本发明月球模拟装置实施例中平行光产生装置中准直透镜的结构示意图一；

图5b为本发明月球模拟装置实施例中平行光产生装置中准直透镜的结构示意图二；

图6为本发明月球模拟装置实施例中平行光产生装置中光轴基准镜的结构示意图；

图7为本发明月球模拟装置实施例中平行光产生装置中平移装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明月球模拟装置实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例月球模拟装置，包括：用于产生红外辐射光的热源装置1、光学调制装置2、光学衰减装置3以及平行光产生装置4。

光学调制装置2位于热源装置1的前方，用于将热源装置1发出的连续红外辐射光调制为正弦红外辐射光。具体的，本实施例中的光学调制装置2可以固设在热源装置1上，并且该光学调制装置2位于热源装置1出光口(未图示)处，从热源装置1发出的连续红外辐射光将进入到光学调制装置2中，并通过光学调制装置2调制成为正弦红外辐射光。通过将热源装置1发出的连续红外辐射光调制为正弦红外辐射光，方便地球敏感装置对检测到的红外辐射光进行处理从而输出交流信号，便于后续进行电子学处理。

光学衰减装置3位于光学调制装置2的前方，用于减弱从光学调制装置2输出的正弦红外辐射光的强度。具体的，本实施例中的热源装置1产生的红外辐射光的强度远大于地球敏感装置在太空中受到的月球红外辐射光的强度，因此需要削弱热源装置1发出的红外辐射光的强度。本实施例中的光学衰减装置3可以对从光学调制装置2输出的正弦红外辐射光进行处理，从而使正弦红外辐射光经过光学衰减装置3处理后强度变弱，以适于地球敏感装置进行检测。

平行光产生装置4位于光学衰减装置3的前方，用于将从光学衰减装置3输出的正弦红外辐射光转化为平行的正弦红外辐射光。具体的，在太空中的地球敏感装置是均匀的接收到红外辐射光的，为了使地球敏感装置接能够均匀的收到本实施例月球模拟装置发出的正弦红外辐射光，本实施例中的光学衰减装置3的前方设置有平行光产生装置4，从光学衰减装置3射出的正弦红外辐射光进入到平行光产生装置4中，并通过平行光产生装置4处理后，变成平行的正弦红外辐射光，从而可以使正弦红外辐射光均匀的照射到地球敏感装置上。

本发明实施例的月球模拟装置，通过热源装置模拟产生红外辐射光，并将红外辐射光经过光学调制装置、光学衰减装置和平行光产生装置处理后，将红外辐射光转化为平行的正弦红外辐射光，模拟了月球产生的正弦红外辐射光，从而可以通过月球模拟装置对卫星中的地球敏感装置进行干扰试验，使用户事先得知地球敏感装置的抗干扰能力。

基于上述技术方案，可选的，为了方便的实现热源装置1产生红外辐射光的功能，本实施例中的热源装置1包括黑体辐射源11和外壳12；黑体辐射源11位于外壳12内，外壳12开设有用于输出红外辐射光的出光孔121；光学调制装置2位于出光孔121的前方。

进一步的，为了对黑体辐射源11进行散热，本实施例中的外壳12的侧壁上可以设置有风扇13，与风扇13相对应的外壳12的侧壁上开设有通风孔122。

具体的，本实施例中的黑体辐射源11可以选用东方京亚科贸有限公司(上海)出品的SVR-M1100高精度黑体辐射源，从而可以通过黑体辐射源11产生红外辐射光，而外壳12可以由耐高温的材料制成。黑体辐射源11设置在外壳12中，从而可以通过外壳12对黑体辐射源11进行保护，并且外壳12上开设的出光孔121可以将黑体辐射源11产生红外辐射光输出到外壳12的外部。在进行工作的过程中，黑体辐射源11会产生过多的热量，可以通过风扇13对黑体辐射源11进行降温，以防止黑体辐射源11温度过高。其中，风扇13可以安装在外壳12的内部，也可以安装在外壳12的外部，本发明月球模拟装置对风扇13的安装位置不做限制。

本实施例月球模拟装置，通过黑体辐射源和外壳组成热源装置，可以方便的实现热源装置的功能。另外，通过设置风扇，由风扇对黑体辐射源进行降温，可以有效的防止黑体辐射源由于温度过高，而造成设备损坏。

基于上述技术方案，可选的，图2为本发明月球模拟装置实施例中光学调制装置的结构示意图。本实施例中的光学调制装置2包括正弦调制盘21、电机22和控制显示装置23；正弦调制盘21固设在电机22的转轴上；控制显示装置23与电机22连接，用于检测正弦红外辐射光的频率是否达到预设频率值，根据检测的结果控制电机22运转并显示检测到的正弦红外辐射光的频率值。具体的，通过电机22带动正弦调制盘21旋转，便可以将热源装置1产生的连续红外辐射光转化为正弦外辐射光。其中，控制显示装置23与电机22连接，将检测正弦外辐射光的频率的大小是否达到预设的频率值；如果并根据检测到的正弦外辐射光的频率没有达到预设的频率值，则调整电机22加速转动，反之则调整电机22减速；控制显示装置23还可以显示检测到的正弦红外辐射光的频率值。其中，本实施例中的光学调制装置2可以装配到外壳12上，以方便的将光学调制装置2固定安装。

更进一步的，为了方便制作正弦调制盘21，本实施例月球模拟装置提供了两种正弦调制盘21。图3a为本发明月球模拟装置实施例中光学调制装置中正弦调制盘的结构示意图一。如图3a所示，本实施例中的正弦调制盘21圆周方向上等间距开设有多个第一通孔211。具体的，可以在正弦调制盘21圆周方向上等间距开设十个第一通孔211，从而使每个第一通孔211的辐射角为十八度。其中，第一通孔211对准外壳12开设的出光孔121，从而电机22带动正弦调制盘21旋转后，可以将连续红外辐射光转化为正弦红外辐射光。另外，图3b为本发明月球模拟装置实施例中光学调制装置中正弦调制盘的结构示意图二。如图3b所示，本实施例中的正弦调制盘21上还可以开设有一辐射角为十六度的第二通孔211’。具体的，在正弦调制盘21开设一个辐射角为十六度的第二通孔211’，并将第二通孔211’对准外壳12开设的出光孔121，从而电机22带动正弦调制盘21旋转后，可以将连续红外辐射光转化为正弦红外辐射光。

本实施例月球模拟装置，通过电机带动正弦调制盘转动，从而可以容易的实现将连续红外辐射光转化为正弦红外辐射光；另外，通过控制显示装置根据检测到的正弦红外辐射光的频率，控制电机的转速，使正弦红外辐射光的频率达到预设的频率值，并且还可以显示检测到的正弦红外辐射光的频率值，方便用户查看。

基于上述技术方案，可选的，图4为本发明月球模拟装置实施例中光学衰减装置的结构示意图。如图4所示，本实施例中的光学衰减装置3包括固定座31、旋转盘32和多个中性光学衰减片33；旋转盘32套设在固定座31上的支撑轴311上，旋转盘32圆周方向上开设有多个安装孔(未图示)，中性光学衰减片33固设在安装孔中。

具体而言，本实施例中的光学衰减装置3可以由固定座31、旋转盘32和多个中性光学衰减片33组成。通过将中性光学衰减片33固设在旋转盘32开设的安装孔中，可以转动旋转盘32使用不同衰减系数的中性光学衰减片33，从而通过中性光学衰减片33减弱从光学调制装置2输出的正弦红外辐射光的强度，调节地球敏感装置接收到的正弦红外辐射光的强度。例如，可以使用三个中性光学衰减片33，其中，衰减系数分别为0.5、0.2、0.1。

本实施例月球模拟装置，通过将中性光学衰减片安装到旋转盘上，并将旋转盘套设在固定座上，可以通过转动旋转盘使不同衰减系数的中性光学衰减片进行工作，从而可以方便的调节地球敏感装置接收到的正弦红外辐射光的强度。

基于上述技术方案，可选的，本实施例中的平行光产生装置4包括箱体41、准直透镜42、可变光阑43、第一反射镜44和第二反射镜45；准直透镜42固设在箱体41的第一侧壁411上开设的第一安装孔(未图示)中，用于将正弦红外辐射光转化为平行的正弦红外辐射光；可变光阑43固设在箱体41的第二侧壁412上开设的第二安装孔(未图示)中，第二侧壁412与第一侧壁411垂直，可变光阑43用于通过改变可变光阑43开口的大小，以控制从可变光阑43进入到箱体41中的正弦红外辐射光的强度；第一反射镜44固设在箱体41中，第一反射镜44的轴线与可变光阑43的轴线设置有第一夹角，第一反射镜44的镜面与可变光阑43相对并背向准直透镜42；第二反射镜45固设在箱体41中，第二反射镜45的轴线与准直透镜42的轴线设置有第二夹角，第二反射镜45的镜面与准直透镜42相对并朝向第一反射镜44的镜面。

具体的，由于地球敏感装置的工作波段一般为14～16.25微米，为了使准直透镜42在上述工作波段具有较高的透过率，本实施例中的准直透镜42的材料可以为单晶锗，并且准直透镜42的表面设置有减反射膜。如图5a所示，准直透镜42的第一透光面421为平面，准直透镜42的第二透光面422为凹面；或者，如图5b所示，准直透镜42沿轴线方向的横截面为弯月形。通过将准直透镜42采用单晶锗制成可以提高准直透镜42的透过率；减反射膜可以有效的保护准直透镜42免受外界杂物的伤害。本实施例中的平行光产生装置4的工作过程为，正弦红外辐射光通过可变光阑43进入到箱体41中，并通过第一反射镜44和第二反射镜45的反射，将正弦红外辐射光照射到准直透镜42，正弦红外辐射光通过准直透镜42处理后，并为平行的正弦红外辐射光照射出去。其中，通过改变可变光阑43开口的大小，可以控制进入到箱体41中的正弦红外辐射光的强度，从而模拟月亮的月相。

进一步的，为了方便的对平行光产生装置4的位置进行调整，使平行光产生装置4能够准确容易的装配并能够容易的调整地球敏感装置与平行光产生装置4之间的位置，本实施例平行光产生装置4还包括光轴基准镜46。如图1和图6所示，光轴基准镜46设置在箱体41的第三侧壁413上，第三侧壁413与第一侧壁411平行；光轴基准镜46上设置有十形基准线461，十形基准线461的中心位于准直透镜42的轴线上。具体的，通过将光轴基准镜46的十形基准线461的中心设置在准直透镜42的轴线上，从而可以通过与光轴基准镜46的十形基准线461进行比较得知准直透镜42的出光方向是否满足要求。

更进一步的，为了便于调整平行光产生装置4的位置，本实施例中的平行光产生装置4还包括平移装置。如图1和图7所示，本实施例中的平移装置47包括导轨471、滑设在导轨471上的滑板472、固设在导轨上的刻度尺473以及与滑板472固定连接用于驱动滑板472滑动的驱动装置474；滑板472的上表面与箱体41的下表面固定连接，导轨471与准直透镜42的轴线垂直。具体的，平行光产生装置4的箱体41固设在滑板472上，可以通过驱动装置474驱动滑板472沿导轨471进行滑动，其中滑动的距离可以根据刻度尺473容易的得知，从而方便用户调整箱体41中各个部件的位置。

本实施例月球模拟装置，通过采用单晶锗制成准直透镜，可以有效的增强准直透镜对地球敏感装置工作波段的透过率。通过将光轴基准镜和平移装置可以方便的调整准直透镜的位置，使之能够容易准确的安装使用。

以下结合附图1-图7对本发明月球模拟装置的工作过程进行说明。热源装置1中的黑体辐射源11产生连续红外辐射光，并通过外壳12上的出光孔121将连续红外辐射光射出；连续红外辐射光照射到光学调制装置2的正弦调制盘21上，并通过电机22带动正弦调制盘21旋转将连续红外辐射光转化为正弦红外辐射光；从光学调制装置2中射出的正弦红外辐射光照射到光学衰减装置3上，可以根据对正弦红外辐射光强度的要求，选择合适的中性光学衰减片33对正弦红外辐射光进行减弱；减弱后的正弦红外辐射光A照射到平行光产生装置4中的可变光阑43，并经过第一反射镜44和第二反射镜45的反射，最终通过准直透镜42转化为平行的正弦红外辐射光射出。从而实现了本实施例月球模拟装置模拟月球红外辐射的功能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种月球模拟装置，其特征在于，包括：用于产生红外辐射光的热源装置、光学调制装置、光学衰减装置以及平行光产生装置；所述光学调制装置位于所述热源装置的前方，用于将所述热源装置发出的连续的红外辐射光调制为正弦红外辐射光；所述光学衰减装置位于所述光学调制装置的前方，用于减弱从所述光学调制装置输出的所述正弦红外辐射光的强度；所述平行光产生装置位于所述光学衰减装置的前方，用于将从所述光学衰减装置输出的所述正弦红外辐射光转化为平行的正弦红外辐射光。

2.根据权利要求1所述的月球模拟装置，其特征在于，所述热源装置包括黑体辐射源和外壳；所述黑体辐射源位于所述外壳内，所述外壳开设有用于输出所述红外辐射光的出光孔；所述光学调制装置位于所述出光孔的前方。

3.根据权利要求2所述的月球模拟装置，其特征在于，所述外壳的侧壁上设置有风扇，与所述风扇相对应的外壳的侧壁上开设有通风孔。

4.根据权利要求1所述的月球模拟装置，其特征在于，所述光学调制装置包括正弦调制盘、电机和控制显示装置；所述正弦调制盘固设在所述电机的转轴上；所述控制显示装置与所述电机连接，用于检测所述正弦红外辐射光的频率是否达到预设频率值，根据检测的结果控制所述电机运转并显示检测到的所述正弦红外辐射光的频率值。

5.根据权利要求4所述的月球模拟装置，其特征在于，所述正弦调制盘圆周方向上等间距开设有多个第一通孔；或者，所述正弦调制盘上开设有一辐射角为十六度的第二通孔。

6.根据权利要求1所述的月球模拟装置，其特征在于，光学衰减装置包括固定座、旋转盘和多个中性光学衰减片；所述旋转盘套设在所述固定座上的支撑轴上，所述旋转盘圆周方向上开设有多个安装孔，所述中性光学衰减片固设在所述安装孔中。

7.根据权利要求1所述的月球模拟装置，其特征在于，平行光产生装置包括箱体、准直透镜、可变光阑、第一反射镜和第二反射镜；所述准直透镜固设在所述箱体的第一侧壁上开设的第一安装孔中，用于将所述正弦红外辐射光转化为所述平行的正弦红外辐射光；所述可变光阑固设在所述箱体的第二侧壁上开设的第二安装孔中，所述第二侧壁与所述第一侧壁垂直，所述可变光阑用于通过改变所述可变光阑开口的大小，以控制从所述可变光阑进入到箱体中的所述正弦红外辐射光的强度；所述第一反射镜固设在所述箱体中，所述第一反射镜的轴线与所述可变光阑的轴线设置有第一夹角，所述第一反射镜的镜面与所述可变光阑相对并背向所述准直透镜；所述第二反射镜固设在所述箱体中，所述第二反射镜的轴线与所述准直透镜的轴线设置有第二夹角，所述第二反射镜的镜面与所述准直透镜相对并朝向所述第一反射镜的镜面。

8.根据权利要求7所述的月球模拟装置，其特征在于，所述准直透镜的材料为单晶锗，并且所述准直透镜的表面设置有减反射膜；所述准直透镜的第一透光面为平面，所述准直透镜的第二透光面为凹面；或者，所述准直透镜沿轴线方向的横截面为弯月形。

9.根据权利要求7或8所述的月球模拟装置，其特征在于，所述平行光产生装置还包括光轴基准镜；所述光轴基准镜设置在所述箱体的第三侧壁上，所述第三侧壁与所述第一侧壁平行；所述光轴基准镜上设置有十形基准线，所述十形基准线的中心位于所述准直透镜的轴线上。

10.根据权利要求7或8所述的月球模拟装置，其特征在于，所述平行光产生装置还包括平移装置；所述平移装置包括导轨、滑设在所述导轨上的滑板、固设在所述导轨上的刻度尺以及与所述滑板固定连接用于驱动所述滑板滑动的驱动装置；所述滑板的上表面与所述箱体的下表面固定连接，所述导轨与所述准直透镜的轴线垂直。

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