CN105021093A

CN105021093A - 变焦卡式投影模拟装置

Info

Publication number: CN105021093A
Application number: CN201510357660.XA
Authority: CN
Inventors: 刘智颖; 高天元; 付跃刚
Original assignee: Changchun University of Science and Technology
Current assignee: Changchun University of Science and Technology
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2015-11-04

Abstract

此技术方案涉及靶弹飞行过程模拟，是一种变焦卡式投影模拟装置，包括变焦系统和大孔径投影系统两大主要部分，用于目标靶弹的距离模拟以及导引头接收平行光束的提供。该装置以变焦和投影技术为载体，是一种能够模拟靶弹飞行过程中随距离变化在导引头上成像大小变化的装置。该装置中所运用的将焦距控制与能量控制结合起来，使飞行距离不同的靶弹都能够被装置高精度感知，克服了传统靶弹实物发射实施难度大，经费高昂的缺点，同时利用远场—近场模拟系统进行靶弹实验，可以使试验进行的更加高效、便捷。

Description

变焦卡式投影模拟装置

技术领域

本发明属于光学测试领域，涉及变焦卡式投影模拟装置，用于靶弹飞行过程中的追踪模拟，为系统性能测试评估提供远场至近场的靶弹目标成像模拟以及验证系统跟踪性能及关键技术的装置。

背景技术

如今，模拟系统的应用范围愈加广泛，无论是生产生活还是军工科研，都离不开模拟系统的应用。现有成果中，红外制导半实物仿真及目标模拟器，为导引头性能测试提供一种方便、可行的实验手段。DMD红外动态场景模拟器，可模拟远距离红外动态场景，为红外成像系统提供红外环境，是红外半实物仿真系统的关键设备。随着科技的发展，变焦系统和卡式系统也同样被应用在军工及生活中的各个领域，有通过变焦物镜系统和二次成像系统构成的中波红外连续变焦系统，有采用二次成像前组透镜轴向移动变焦光学结构的变焦系统等。卡式系统的存在，在空调机和自动抄水表中作用显著。然而，在现有的成果中，尚未涉及变焦系统与卡式系统结合的变焦投影系统，因此，为科研提供了一个新的方向。

本发明涉及一种变焦卡式投影模拟装置，区别于以往精确变焦系统和卡式系统的单独作用，通过将二者结合，由精确变焦系统模拟靶弹目标的大小变化，反映其由远及近的飞行过程，由卡式反射系统优势实现大口径投影，覆盖被测系统全口径，通过二者共同作用，从而设计出的一种能够模拟目标靶弹飞行过程的装置，使靶弹发射试验更加便捷高效。

发明内容

本发明目的在于提供一种变焦卡式投影模拟装置，进行远场-近场模拟，该装置主要通过大口径成像精确变焦光学系统与卡式系统的结合，对靶弹模型在不同距离上的精确成像控制，实现靶弹从点目标到面目标的成像变化过程，从而模拟出靶弹实物发射时的大小随距离变化的过程。

本发明的技术方案是：一种变焦卡式投影模拟装置，其特殊之处在于：该装置由精确变焦系统(1)、大口径卡式投影光学系统(2)、精确变焦系统结构(3)、大口径卡式投影系统结构(4)、一体化结构(5)、能量精控系统(6)、变焦控制系统(7)、姿态调整装置(8)，八大部分组成。

为了保证上述精确变焦系统(1)与大口径卡式投影光学系统(2)的衔接，需要满足变焦系统(1)的相对孔径与大口径卡式投影光学系统(2)的相对孔径相同，并满足光瞳衔接原则，变焦系统的出瞳与大口径卡式投影系统的入瞳衔接。

精确变焦系统结构(3)和大口径卡式投影系统结构(4)，为每个子系统提供结构支撑，并保证每个子系统都可以单独调试。

由于被测系统需要接收由大口径卡式投影光学系统(2)提供的出射平行光束，要求大口径卡式投影光学系统(2)的出瞳应与被测系统的入瞳相衔接，所以设计大口径卡式投影光学系统(2)的出瞳位于系统前端，方便投影系统与被测系统对接测试。

为了模拟小于变焦系统最小焦距时光斑对应的更远距离，由工作于精确变焦系统(1)之前的能量精控系统(6)实现，通过对其入瞳大小的精确控制，可以模拟目标由更远位置及近的过程。

上述一体化结构(5)，是为了保护精确变焦系统(1)与大口径卡式投影光学系统(2)，也为了消除外界杂散光对系统的影响，而为变焦系统与大口径卡式投影系统设置的箱体，可将二者置于箱体之中。

上述变焦控制系统(7)，是出于对整个变焦行程要求变焦时间不超过8s的考虑，需要使用电机进行控制，使用电位器进行位置记录与反馈，从而设计的系统。

本发明能够解决的主要问题及积极效果是：

1.具有高精度的快速变焦功能，实现对目标距离变化过程的模拟；

2.采用反射型卡式结构实现投影系统，光学系统出射光束覆盖被测系统全口径；

3.变焦与卡式投影系统结合，匹配能量精控系统，实现对目标飞行距离远近的模拟。

附图说明

附图为一种变焦卡式投影模拟装置结构示意图；

附图编号说明：1—精确变焦系统；2—大口径卡式投影光学系统；3—精确变焦系统结构；4—大口径卡式投影系统结构；5—一体化结构；6—能量精控系统；7—变焦控制系统；8—姿态调整装置。

具体实施方式

精确变焦系统(1)与大口径卡式投影光学系统(2)相衔接，大口径卡式投影光学系统(2)的口径确保可以覆盖被测系统全口径。在精确变焦系统结构(3)与大孔径卡式投影系统结构(4)设置消杂光光阑，从而对杂散光进行抑制。精确变焦系统(1)与大口径卡式投影光学系统(2)相连接，外罩壳体，构成一体化结构(5)，作为整个装置的核心构造部分。将一体化结构(5)置放于姿态调整装置(8)上，能够调整变焦卡式投影模拟的高度与倾斜，在箱体底部设计四个调整底脚，从而可以适应目标的相对高度及倾斜角度，使其与目标靶弹相瞄准对接。在精确变焦系统(1)之前存在能量精控系统(6)，通过对其入瞳大小的精确控制，可以模拟目标由更远位置及近的过程。在一体化装置的壳体之外存在变焦控制系统(7)，由于整个变焦行程要求变焦时间不超过8s，从而需要使用电机进行控制，使用电位器进行位置记录与反馈。

调整姿态调整装置(8)，使变焦投影系统与目标实现对准，目标发出的光束首先射入精确变焦系统(1)成像，再经由大口径卡式投影光学系统(2)获得平行的出射光束，然后由被测系统所接收。存在于精确变焦系统(1)中的能量精控系统(6)发挥作用，模拟目标由远及近时的能量变化。从而，通过整个装置各个部分的协同作用，完成目标飞行过程的模拟，即可完成对靶弹飞行模拟的试验。

Claims

1.精确变焦卡式投影模拟装置，其特征在于：该装置由精确变焦系统(1)、大口径卡式投影光学系统(2)、精确变焦系统结构(3)、大口径卡式投影系统结构(4)、一体化结构(5)、能量精控系统(6)、变焦控制系统(7)、姿态调整装置(8)，八大部分组成。

2.根据权利要求1所述的精确变焦系统(1)与大口径卡式投影光学系统(2)，其特征在于：需要满足精确变焦系统(1)的相对孔径与大口径卡式投影光学系统(2)的相对孔径相同，并满足光瞳衔接原则，变焦系统的出瞳与大口径卡式投影光学系统(2)的入瞳衔接。

3.根据权利要求1所述的精确变焦系统结构(3)和大口径卡式投影系统结构(4)，其特征在于：为每个子系统提供结构支撑，并保证每个子系统都可以单独调试。

4.根据权利要求1所述的大口径卡式投影光学系统(2)，其特征在于：大口径卡式投影光学系统(2)的出瞳位于系统前端，方便投影系统与被测系统对接测试。

5.根据权利要求1所述的能量精控系统(6)，其特征在于：为了模拟小于变焦系统最小焦距时光斑对应的更远距离，由工作于精确变焦系统(1)之前的能量精控系统(6)实现，通过对其入瞳大小的精确控制，可以模拟目标由更远位置及近的过程。

6.根据权利要求1所述的一体化结构(5)，其特征在于：将精确变焦系统(1)与大口径卡式投影光学系统(2)置于箱体之中，保护精确变焦系统(1)与大口径卡式投影光学系统(2)，同时消除外界杂散光对系统的影响。

7.根据权利要求1所述的变焦控制系统(7)，其特征在于：使用电机进行控制，使用电位器进行位置记录与反馈。

8.根据权利要求1所述的姿态调整装置(8)，其特征在于：能够调整变焦投影系统的高度与倾斜，在箱体底部设计四个调整底脚，从而可以适应目标的相对高度及倾斜角度。