CN102967177A - 一种目标模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光引信测试技术领域，尤其涉及一种目标模拟器。目标模拟器包括机械骨架、装配在机械骨架上的光学测试通路以及控制电路，该目标模拟器具有四个象限，每个象限分别具有四条所述光学测试通路，每条光学测试通路均包括光开关电路印制板以及通过光纤连接的光接收准直器、光开关和光发射耦合器；机械骨架在使用时箍在对应的飞行器上，控制电路用于控制四个象限的光开关的通断，包括电源模块、单片机和串口转换芯片，电源模块、单片机和串口转换芯片均设于机械骨架的内板上；本发明的目标模拟器通过对光纤的应用解决了现有的目标模拟器对系统脉冲信号的同步处理以及部件可替换性差的问题。

Description

一种目标模拟器

技术领域

本发明涉及激光引信测试技术领域，尤其涉及一种目标模拟器。 

背景技术

目标模拟器往往被应用于用于模拟目标运动或模拟飞行器和目标的相对运动，当用于导弹上时，对提高导弹命中目标的准确率起到十分关键的作用。目前，市场上可见的目标模拟器主要靠电路来实现，由电源、激光器、发射光学系统、接收光学系统、探测器和脉冲放大器、信号处理器和判决电路等部分组成。发射系统发射具有一定频率和能量的激光，接收系统主要完成对目标反射回激光的探测，判决电路用来判断目标信号并给出引爆信号，信号处理系统完成输出脉冲取样、滤波；回波脉冲信号整形、放大、匹配滤波，最后根据收到的目标回波信号计算出目标的位置,由于需要进行光对电、电对光的反复转换，上述方法的难点在于系统脉冲信号的同步处理，并且由于不同批次的器件存在硬件延时略有差异得问题，而目标模拟器在使用时，系统参数都是根据对应的硬件参数设定的，导致目标模拟器的可维护性和部件可替换性很差，不适宜场外使用。随着科技的发展，光纤逐渐被各信号传递领域所应用，如果能够将光纤应用于目标模拟器中，即可实现光信号与光信号的直接传递，从而省略电路模式中的光电信号的转换，进而避免其造成的延时，从根本上解决目标模拟器可维护性和可替换性差的问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种可应用光纤的目标模拟器，以解决现有的目标模拟器难以实现对系统脉冲信号的同步处理以及部件可替换性差的问题。 

为了解决上述问题，本发明的目标模拟器采用以下技术方案：目标模拟器，包括机械骨架、装配在机械骨架上的光学测试通路以及控制电路，该目标模拟器具有四个象限，每个象限分别具有四条所述光学测试通路，每条光学测试通路均包括通过光纤连接的光接收准直器、光开关和光发射耦合器；机械骨架在使用时箍在对应的飞行器上，其包括两个以上的拼块，每个拼块均包括内板和罩在内板外部的外罩，所述内板和外罩之间围成一空腔，相邻的拼块之间通过对应的铰接轴铰接在一起并使得该机械骨架形成链状结构，位于两端的两拼块之间设有用于将二者锁合的连接件；机械骨架的内板上设有用于与对应的飞行器上的光发射窗口对接的接收窗以及用于与对应的飞行器上的光接收窗口对接的发射窗，接收窗上设有与所述光接收准直器对应的准直器安装孔，发射窗上设有与光发射耦合器对应的耦合器安装孔，所述光接收准直器安装在对应的准直器安装孔中，光发射耦合器安装在对应的耦合器安装孔中，光开关电路印制板固定装配在机械骨架的内板上；控制电路用于控制四个象限的光开关的通断，包括电源模块、单片机、串口转换芯片以及与光开关连接的光开关电路印制板，电源模块、单片机、串口转换芯片以及光开关电路印制板均设于机械骨架的内板上。 

所述拼块的内板的外壁面上设有平面，所述接收窗及发射窗均位于对应的内板的平面上。 

所述拼块的内板的外壁面上设有向对应的外罩发散延伸的保护支柱。 

所述保护立柱的一端设有外螺纹段并通过其外螺纹段旋装在对应拼块的内板上。 

所述保护立柱呈阶梯轴形，其外螺纹段位于所述阶梯轴的小径段上，接收窗及发射窗上均具有与对应拼块的内板贴合的连接沿，所述连接沿通过对应的保护立柱固定。 

所述控制电路还包括用于与外界连接的电连接器，该电连接器通过拼块的内板上所设的电连接器安装座装配在内板上。 

所述连接件为锁扣。 

所述发射窗中的至少一个上设有用于与飞行器上的对应光接收窗口定位配合的定位框。 

所述接收窗中的至少一个上设有用于与飞行器上的对应光发射窗口定位配合的定位框。 

所述接收窗中的至少一个上设有用于与飞行器上的对应光发射窗口定位配合的定位框。 

由于本发明的目标模拟器包括两个以上的拼块，每个拼块均包括内板和罩在内板外部的外罩，所述内板和外罩之间围成一空腔，相邻的拼块之间通过对应的铰接轴铰接在一起并使得该机械骨架形成链状结构，位于两端的两拼块之间设有用于将二者锁合的连接件；因此在使用时可将该目标模拟器骨架从飞行器的周向箍紧在飞行器上，所述空腔中可用于装配光纤等部件；另外，该机械骨架上还设有至少一个用于与对应的飞行器上的光发射窗口对接的接收窗以及用于与对应的飞行器上的光接收窗口对接的发射窗，结合上述该目标模拟器可从对应飞行器的周向箍紧在飞行器上，因此可通过所述接收窗及发射窗与飞行器上对应的窗口传递光信号（不会出现因需要将目标模拟器沿轴向套在对应的飞行器上而导致接收窗和发射窗无法与飞行器上的对应窗口紧密配合的问题），由于接收窗上装配有光接收准直器，发射窗上装配有光发射耦合器，并且光接收准直器与光发射耦合器直接用光纤连接，光信号在经过目标模拟器的整个过程中均不需经过光电转换，由此可见，本发明的目标模拟器通过对光纤的应用解决了现有的目标模拟器对系统脉冲信号的同步处理以及部件可替换性差的问题。 

更进一步的，将接收窗及发射窗均设于对应的内板的平面上可方便对接收窗和发射窗的安装，同时可放宽对接收窗和发射窗的形状要求，简化其生产工艺；保护支柱可在拼块的空腔中装配光纤等光器件时起到保护光器件的作用，防止光器件被压坏；接收窗和发射窗均采用螺钉（保护支柱相当于螺钉）装配可方便对其的拆装更换；电连接器可用于实现目标模拟器与外界计算机的快速通断连接；定位框可用于与飞行器上的对应窗口（光发射窗口、光接收窗口）定位配合，实现对目标模拟器的准确快速安装。 

附图说明

图1是本发明的目标模拟器的一种实施例的结构示意图； 

图2是图1中的目标模拟器去掉其拼块的外罩后的结构示意图；

图3是图1中的带有定位框的接收窗的结构示意图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是图1中的接收窗的立体图；

图6是图1中的发射窗的结构示意图；

图7是图6的A-A剖视图；

图8是图1中的发射窗的立体图

图9是本发明的目标模拟器的原理框图；

图10是本发明的目标模拟器的单一象限光学测试通路示意图。

具体实施方式

本发明的目标模拟器的一种实施例，如图1-10所示，包括机械骨架，该机械骨架的整体形状呈筒形，包括通过铰接轴11铰接在一起的两个拼块，两个拼块各自远离铰接轴11的一侧之间设有锁扣12，该机械骨架在使用时可从对应飞行器（柱体）的外周通过抱合的方式箍紧在飞行器上，每个拼块均包括位于内层的内板13以及扣在内板13外侧的外罩14，本实施例中，内板13的外壁面上设有平面，另外，内板上在机械骨架两端处分别设有外翻沿13-1，外罩通过该外翻沿13-1上设置的螺钉与对应的内板13固定装配在一起，内板13的外侧面与对应的外罩14的内壁面之间围成一空腔；该机械骨架还包括设于对应的内板的平面处的接收窗15和发射窗16，接收窗15用于与对应的飞行器上的光发射窗口对接，发射窗16用于与对应的飞行器上的光接收窗口对接（飞行器上的光发射窗口以及光接收窗口均为此类飞行器上的固有部件），接收窗15包括接收窗窗框101、装配在接收窗窗框101上的毛玻璃102以及蒙在接收窗窗框外侧的准直器安装板103，准直器安装板103通过螺钉固定在对应的接收窗窗框上，另外，准直器安装板103上设有准直器安装孔104，准直器安装孔104用于装配光接收准直器，从而在接收窗15与对应飞行器上的光发射窗口对接时接收对应光发射窗口的发出的光信号；发射窗16包括发射窗窗框201、装配在发射窗窗框201中的毛玻璃202以及蒙在发射窗窗框201外侧的耦合器安装板203，耦合器安装板203上设有用于装配光发射耦合器的耦合器安装孔204，使用时可通过耦合器安装孔204在耦合器安装板203上装配光发射耦合器，然后通过光纤将光发射耦合器与对应的光接收准直器连接，在发射窗与对应飞行器上的光接收窗口对接时，可将对应的光信号传输至飞行器的光接收窗孔中，本实施例中，发射窗窗框201以及接收窗窗框101上均设有向外围凸出的连接沿，发射窗16以及接收窗15均是通过设于其对应窗框上的连接沿的螺钉与对应的内板固定在一起的，本实施例中，接收窗窗框101中的一个上以及发射窗窗框201中的一个上分别于内侧设有定位框301，定位框301用于与飞行器上对应的窗口（光发射窗口、光接收窗口）定位，从而实现对该机械骨架的精准安装；准直器安装板103和耦合器安装板203上均设有保护支柱17，本实施例中，保护支柱17呈阶梯轴形，包括大径段和小径段，其中保护支柱17的小径段上设有外螺纹并通过其小径段螺纹装配在准直器安装板或耦合器安装板上，当在该机械骨架上装配光器件，如光接收准直器、光发射耦合器以及光线等时，该保护支柱17可有效地防止光器件在装配的过程中被压坏，从而起到保护光器件的作用；另外，拼块的内板上的一个平面形成用于安装控制印制板的安装面401，当使用该机械骨架时，可在该印制板安装面401上固定装配对应的控制印制板，内板的一端在对应该印制板安装面的位置处还设有电连接器安装座18，电连接器安装座18用于装配电连接器（插头或插座）从而实现使用该机械骨架的目标模拟器与对应飞行器之间的快速连接。 

另外，如图9所示，该目标模拟器具有四个象限，每个象限分别具有四条所述光学测试通路，每条光学测试通路均包括通过光纤连接的光接收准直器、光开关和光发射耦合器；光接收准直器安装在对应的准直器安装孔中，光发射耦合器安装在对应的耦合器安装孔中，光开关电路印制板固定装配在机械骨架的内板上；该目标模拟器还具有控制电路，控制电路用于控制四个象限的光开关的通断，包括电源模块、单片机、串口转换芯片以及光开关电路印制板，电源模块、单片机和串口转换芯片以及光开关电路印制板均为现有技术，此处不予赘述，它们均设于机械骨架的内板上。控制电路具有用于与外界（计算机）连接的电连接器，该电连接器固定装配在电连接器安装座18上。 

如图10所示，对任一象限来说，其所对应的光学测试通路可以把引信某一象限发射的激光脉冲信号传输到引信同一象限接收窗口。使用时，使用光输入准直器将对应飞行器上发射的激光束耦合进入光纤通道，然后通过控制光开关的通断，实时模拟光束经过目标反射引起的光信号变化，最后将光信号通过光纤传输并经过光发射耦合器耦合进入飞行器引信对应的接收窗口，其中光开关的通断是靠控制电路来控制的，具体地说，控制电路主要实现四个象限光开关的通断控制，当控制电路给光开关一个导通信号时，光开关导通；给光开关一个截止信号，光开关将切断该光信号。由于导通和截至控制信号是相互独立的，因此各象限的光开关的导通相对独立。通过控制每一象限的光开关，可以轮流对各象限进行模拟目标导通控制。也可通过不同的导通组合进行模拟目标导通控制，检测引信执行级输出，从而判断引信工作是否正常。 

在本发明的目标模拟器的其它实施例中，该机械骨架还可以由三个以上的所述拼块拼合而成，仅需它们中相邻的两个之间通过铰接轴铰接并整体形成链状结构即可；所述发射窗窗框以及接收窗窗框还均可以通过保护支柱直接固定；所述锁扣还可不必局限于实施例1中的形式，仅需保证能将相应的两拼块锁在一起即可；还可仅在一个发射窗框上或仅在一个接收窗窗框上设置所述定位框；各内板外侧的平面还可以省略。 

Claims (10)

1.目标模拟器，其特征在于，包括机械骨架、装配在机械骨架上的光学测试通路以及控制电路，该目标模拟器具有四个象限，每个象限分别具有四条所述光学测试通路，每条光学测试通路均包括通过光纤连接的光接收准直器、光开关和光发射耦合器；

机械骨架在使用时箍在对应的飞行器上，其包括两个以上的拼块，每个拼块均包括内板和罩在内板外部的外罩，所述内板和外罩之间围成一空腔，相邻的拼块之间通过对应的铰接轴铰接在一起并使得该机械骨架形成链状结构，位于两端的两拼块之间设有用于将二者锁合的连接件；机械骨架的内板上设有用于与对应的飞行器上的光发射窗口对接的接收窗以及用于与对应的飞行器上的光接收窗口对接的发射窗，接收窗上设有与所述光接收准直器对应的准直器安装孔，发射窗上设有与光发射耦合器对应的耦合器安装孔，所述光接收准直器安装在对应的准直器安装孔中，光发射耦合器安装在对应的耦合器安装孔中，光开关电路印制板固定装配在机械骨架的内板上；

控制电路用于控制四个象限的光开关的通断，包括电源模块、单片机、串口转换芯片以及与光开关连接的光开关电路印制板，电源模块、单片机、串口转换芯片以及光开关电路印制板均设于机械骨架的内板上。

2.根据权利要求1所述的目标模拟器，其特征在于，所述拼块的内板的外壁面上设有平面，所述接收窗及发射窗均位于对应的内板的平面上。

3.根据权利要求1所述的目标模拟器，其特征在于，所述拼块的内板的外壁面上设有向对应的外罩发散延伸的保护支柱。

4.根据权利要求3所述的目标模拟器，其特征在于，所述保护立柱的一端设有外螺纹段并通过其外螺纹段旋装在对应拼块的内板上。

5.根据权利要求4所述的目标模拟器，其特征在于，所述保护立柱呈阶梯轴形，其外螺纹段位于所述阶梯轴的小径段上，接收窗及发射窗上均具有与对应拼块的内板贴合的连接沿，所述连接沿通过对应的保护立柱固定。

6.根据权利要求1所述的目标模拟器，其特征在于，所述控制电路还包括用于与外界连接的电连接器，该电连接器通过拼块的内板上所设的电连接器安装座装配在内板上。

7.根据权利要求1所述的目标模拟器，其特征在于，所述连接件为锁扣。

8.根据权利要求1-7任一项所述的目标模拟器，其特征在于，所述发射窗中的至少一个上设有用于与飞行器上的对应光接收窗口定位配合的定位框。

9.根据权利要求8所述的目标模拟器，其特征在于，所述接收窗中的至少一个上设有用于与飞行器上的对应光发射窗口定位配合的定位框。

10.根据权利要求1-7任一项所述的目标模拟器，其特征在于，所述接收窗中的至少一个上设有用于与飞行器上的对应光发射窗口定位配合的定位框。

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