CN104697745A - 飞行器自辐射模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种飞行器自辐射模拟装置。该模拟装置包括两个或多个飞行器自辐射模拟器、控制器和光学镜头。每个自辐射模拟器包括辐射源、光阑片、滤光片、平行光管、反射镜、第一电机、第二电机和第三电机。本发明由控制器分别控制第一电机带动光阑片运动、控制第二电机带动滤光片运动运动而精确模拟大动态范围内能量变化的飞行器自辐射特性，同时，控制器控制第三电机带动反光镜运动而控制反射镜的姿态，从而，精确模拟自辐射位置及其运动特性，所以，本发明飞行器自辐射模拟装置的模拟的近似度和精度都很高。

Description

飞行器自辐射模拟装置

 

技术领域

本发明涉及测试方法研究和测试设备设计技术领域，尤其涉及飞行器自辐射模拟装置及模拟系统，该模拟装置用于光学探测系统的半实物仿真领域。

背景技术

光学半实物仿真试验是验证光学探测器件性能的有效手段，具有逼真、经济、可控、可重复等优点。飞行器自辐射模拟装置设计研制是建立相应半实物仿真试验条件自辐射。为保证试验验证结果的有效性，必须针对飞行器自辐射特性，研究高近似度的仿真方法，并设计高精度的模拟装置实现精确模拟。

发明内容

本发明解决的问题是提供飞行器自辐射模拟装置，以实现高近似度和高精度的自辐射模拟的问题。

为解决上述问题，本发明提供飞行器自辐射模拟装置，该模拟装置包括两个或多个自辐射模拟器、控制器和光学镜头。每个自辐射模拟器包括辐射源、光阑片、滤光片、平行光管、反射镜、第一电机、第二电机和第三电机。所述辐射源产生辐射光束；所述光阑片上具有大小可调的光阑孔，或者，所述光阑片上具有不同大小和形状的光阑孔，第一电机接收控制器的指令而转动，在转动过程中带动下光阑片转动而使得辐射光束通过相应的光阑孔。所述滤光片与第二电机连接，第二电机接收控制器的指令而转动，第二电机转动而带动滤光片转动，对经过光阑片的辐射光束进行滤光。所述平行光管将来自滤光片的辐射光束生成平行光束出射至反射镜。所述反射镜连接第三电机，第三电机接收所述控制器的指令而转动，在转动过程中带动反射镜转动而将平行光管的平行光束进行反射并投射至光学镜头的接收面。所述光学镜头对反射镜反射的平行光束进行准直并出射。

在一种可选方案中，所述辐射源为卤素灯、氙灯、LED、激光或黑体。

在一种可选方案中，所述第三电机带动反射镜转动而将平行光管的平行光束反射并投射至光学镜头的接收面过程中，平行光束的运动轨迹是直线运动、曲线运动、匀速运动或者变速运动。

本发明还公开一种飞行器自辐射模拟系统，模拟系统包括前述任何一项所述的飞行器自辐射模拟装置、目标模拟器、目标转台、三自由度转台，其中，所述光学镜头对反射镜反射的平行光束进行准直并出射给安装在三自由度转台上的被测飞行器；所述目标模拟器安装于目标转台，转换电信号为光信号而获得面源，并投射该面源至光学透镜，所述光学透镜投射该面源至位于三自由度转台上的被测飞行器；所述目标转台和三自由度转台配合运动以改变飞行器自辐射模拟装置的自辐射模拟器与位于三自由度转台上的被测飞行器的相对视线角。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明由控制器控制电机相应带动光阑片及滤光片运动，精确模拟大动态范围内变化的自辐射特性，同时，控制器控制反射镜精确模拟自辐射位置及其运动特性，所以，本发明飞行器自辐射模拟装置的模拟的近似度和精度都很高。

附图说明

图1是本发明飞行器自辐射模拟系统的结构示意图；

图2是本发明自辐射模拟器的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

请参阅图1，本发明飞行器自辐射模拟系统包括飞行器自辐射干扰模拟装置1、目标转台2、三自由度转台3和被测飞行器4。所述飞行器自辐射模拟装置1包括两个或多个自辐射模拟器5、控制器6和光学镜头7。所述自辐射模拟器5、光学镜头7安装于所述目标转台2上，控制器6放置于目标转台2下。

请参阅图1和图2，所述飞行器自辐射模拟装置1在试验室环境下实现对被测飞行器4性能指标进行测试和验证。为保证测试结果的有效性，自辐射模拟装置设计的基本思想遵循“相似原理”，即最大程度地保证自辐射模拟装置和真实自辐射的相似度，包括辐射特性相似和运动特性相似。为保证技术实现的可行性，自辐射模拟还需要考虑实际工作环境、与整体半实物仿真系统的匹配性。

飞行器自辐射的辐射特性模拟要素：1）、工作波段要与被测飞行器4探测波段相匹配；2）、辐射能量大小和变化需要与被测飞行器4所需飞行器自辐射的辐射能量大小和变化相一致；3）、辐射能量范围需要覆盖被测飞行器4跟踪过程中飞行器自辐射的辐射能量变化范围；4）、能量模拟的实时性能够满足被测飞行器4测试需求。

自辐射的运动特性模拟要素：1）、运动过程能够反映被测飞行器4对飞行器自辐射干的相对运动特性，包括运动轨迹、运动速度和运动加速度；2）、运动过程能够反映被测飞行器4对飞行器自辐射的相对视线角运动特性，包括相对视线角位置、相对视线角速度和相对视线角加速度；3）、运动模拟的实时性能够满足被测飞行器4测试需求。

基于上述要素考虑，每个自辐射模拟器5包括辐射源8、光阑片9、滤光片10、平行光管11、反射镜12、第一电机13A、第二电机13B和第三电机13C。

请继续参阅图2，所述辐射源8为卤素灯、氙灯、LED、激光或黑体，产生辐射光束。辐射源8的能量可以调节，以实现不同辐射能量的光束。所述光阑片9上具有大小和形状可以调节的一个光阑孔，通过调节光阑孔的大小以调节经过光阑孔的辐射光束的辐射特性；或者，作为一种可以替代方案，所述光阑片9上具有确定大小和形状不同的光阑孔，在第一电机13A接收控制器6的指令而转动的情况下，该第一电机13A带动光阑片9转动以使得辐射光束通过光阑片9上不同的光阑孔，从而可以得到辐射能量特性不同的辐射光束。所述滤光片10上镀有不同波段的透射膜，在第二电机13B接收控制器6的指令而转动的情况下，第二电机13B在转动过程中带动滤光片10转动，对经过光阑片9的辐射光束进行滤光以得到需要的波段辐射。所述平行光管11将辐射光束转变为平行光束出射至反射镜12，以模拟无穷远处的飞行器自辐射。通过光阑片9和滤光片10的作用，可以精确模拟大动态范围内变化的自辐射特性以及达到辐射特性相似的目的。经反射镜12连接第三电机13C，第三电机13C接收所述控制器6的指令而转动，在转动过程中带动反射镜12转动而将平行光管11的平行光束进行反射并投射至光学镜头7的接收面，在本实施方式中，所述反射镜12可以是一个反射镜，也可以是二个反射镜，电机带动反射镜运动，实现一维方向上辐射运动，或二维方向上的辐射运动，即可以是直线运动，也可以是曲线运动，从而精确模拟自辐射位置及其运动特性，达到运动特性相似的目的。所述光学镜头7对反射镜反射的平行光束进行准直并出射给安装在三自由度转台3上的被测飞行器4。由于光阑片9的运动由第一电机13A控制，滤光片10的运动由第二电机13B控制，反射镜12的运动由第三电机13C控制，所以，根据对自辐射光束的大小、初始位置，通过第一电机13A对光阑片9和反射镜12进行设置；根据自辐射光束的辐射波段特性，通过第二电机13B对滤光片10的位置进行设置；根据光束运动的轨迹及初始速度，对第三电机13C进行设定；需要视场中同时出现多个自辐射模拟光束时，同时对多个模拟装置进行设置。

请继续参阅图1，所述目标转台2和三自由度转台3配合运动以改变两个自辐射模拟器5与位于三自由度转台3上的被测飞行器4的相对视线角，目标转台2和三自由度转台3可以采用已有的技术，只要能够达到调整相对视线角的目的即可。

请继续参阅图1，仿真试验时，控制器6控制第一电机13A带动光阑片9运动，对自辐射光束的大小进行设置。控制器6控制第二电机13B带动滤光片10运动，对辐射光束的辐射特性精细设置，以精确模拟大动态范围内变化的自辐射特性。控制器6控制第三电机13C带动反射镜12运动，对辐射光束在视场中的初始位置和运动轨迹进行设置，精确模拟自辐射位置及其运动特性；视场中需要同时出现多个自辐射模拟光束时，同时对多个模拟装置进行设置。

Claims (4)

1.飞行器自辐射模拟装置，其特征在于：该模拟装置包括两个或多个自辐射模拟器、控制器和光学镜头，其中，

每个自辐射模拟器包括辐射源、光阑片、滤光片、平行光管、反射镜、第一电机、第二电机和第三电机，其中，

所述辐射源产生辐射光束；所述光阑片上具有大小可调的光阑孔，或者，所述光阑片上具有不同大小和形状的光阑孔，第一电机接收控制器的指令而转动，在转动过程中带动下光阑片转动而使得辐射光束通过相应的光阑孔；

所述滤光片与第二电机连接，第二电机接收控制器的指令而转动，第二电机转动而带动滤光片转动，对经过光阑片的辐射光束进行滤光；

所述平行光管将来自滤光片的辐射光束生成平行光束出射至反射镜；

所述反射镜连接第三电机，第三电机接收所述控制器的指令而转动，在转动过程中带动反射镜转动而将平行光管的平行光束进行反射并投射至光学镜头的接收面；

所述光学镜头对反射镜反射的平行光束进行准直并出射。

2.根据权利要求1所述的飞行器自辐射模拟装置，其特征在于：所述辐射源为卤素灯、氙灯、LED、激光或黑体。

3.根据权利要求1所述的飞行器自辐射模拟装置，其特征在于：所述第三电机带动反射镜转动而将平行光管的平行光束反射并投射至光学镜头的接收面过程中，平行光束的运动轨迹是直线运动、曲线运动、匀速运动或者变速运动。

4.飞行器自辐射模拟系统，其特征在于：该模拟系统包括权利要求1至3中任何一项所述的飞行器自辐射模拟装置、目标模拟器、目标转台、三自由度转台，其中，

所述光学镜头对反射镜反射的平行光束进行准直并出射给安装在三自由度转台上的被测飞行器；

所述目标模拟器安装于目标转台，转换电信号为光信号而获得面源，并投射该面源至光学透镜，所述光学透镜投射该面源至位于三自由度转台上的被测飞行器；

所述目标转台和三自由度转台配合运动以改变飞行器自辐射模拟装置的自辐射模拟器与位于三自由度转台上的被测飞行器的相对视线角。