CN105319984A - 一种机械多框架射频红外复合干扰半实物仿真系统 - Google Patents

Abstract

一种机械多框架射频红外复合干扰半实物仿真系统，包括微波暗室、三轴转台、转台控制系统、射频干扰模拟器、红外干扰模拟器、机械多框架运动系统、伺服系统、一体化实时仿真控制系统；三轴转台、转台控制系统、射频干扰模拟器、红外干扰模拟器、机械多框架运动机构在微波暗室内，一体化实时仿真控制系统在微波暗室外；射频干扰模拟器、红外干扰模拟器分别安装在机械多框架运动系统的运动平台上，一体化实时仿真控制系统由多节点实时计算机网络构成，包括主控计算机、采集计算机、射频干扰控制系统、红外干扰控制系统、实时通信网络、仿真主控系统、监控系统，采用反射内存组网搭建实时通讯网络，实现仿真系统各设备相互间的信息传输及实时控制。

Description

一种机械多框架射频红外复合干扰半实物仿真系统

技术领域

本发明涉及光学、射频半实物仿真技术领域，具体涉及一种机械多框架射频/红外干扰复合半实物仿真系统。

背景技术

随着光电制导系统的大量出现，光电对抗技术也得到了迅猛发展。为了试验验证光电干扰模式的能力，需要干扰半实物仿真系统能够实现多种干扰模拟，通过对干扰类型、干扰模式等的不同组合，实现复杂环境模拟。

国外有紧缩场毫米波/红外复合制导半实物仿真系统，利用紧缩场毫米波实现红外目标和毫米波的复合，但不能实现多路红外及复杂射频干扰信号的复合模拟。国内正在开展射频/红外复合制导半实物仿真系统的相关研究，有紧缩场式结构和微波暗室的射频天线阵列形式的复合暗室。这两种结构的复合暗室都需要依靠射频/红外波束合成器进行复合干扰信号的模拟。依靠波束合成器的射频/红外复合结构增加了射频信号的校准和红外信号的光轴的校准工作。尚没有公开报道不用波束合成器的射频/红外复合制导半实物仿真系统。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种射频/红外复合干扰半实物仿真系统，其结构简单，没有射频、红外信号的复合器件，依靠射频、红外信号的相对运动实现射频、红外信号的模拟。同时由于采用中红外激光源作为红外生成信号，射频信号在自由空间中衰减很小，故该仿真系统可以实现大角度范围内，高强度的红外干扰和射频干扰的模拟。

为了解决本发明的上述技术问题，本发明提供的解决方案是提供一种机械多框架射频红外复合干扰半实物仿真系统，该装置包括：微波暗室、三轴转台、转台控制系统、射频干扰模拟器、红外干扰模拟器、机械多框架运动系统、伺服系统、一体化实时仿真控制系统；三轴转台、转台控制系统、射频干扰模拟器、红外干扰模拟器、机械多框架运动机构在微波暗室内，一体化实时仿真控制系统在微波暗室外；射频干扰模拟器、红外干扰模拟器分别安装在机械多框架运动系统的运动平台上；一体化实时仿真控制系统由多节点实时计算机网络构成，包括：主控计算机、采集计算机、射频干扰控制系统、红外干扰控制系统、实时通信网络、仿真主控系统、监控系统，采用反射内存组网搭建实时通讯网络，实现仿真系统各设备相互间的信息传输及实时控制。

一些实施例中，机械多框架运动系统采用直线导轨，所述导轨上带有六自由度夹具，机械框架本身的二维运动和运动平台的运动保证射频和红外干扰信号实现高速、任意角度的运动特性。

进一步，机械多框架运动系统为1~3个框架，运动平台上分别装载射频干扰和红外干扰模拟器，从而实现1~2路射频干扰，或1~2路红外干扰的模拟。

进一步，三轴转台、射频干扰模拟器、红外干扰模拟器、机械多框架运动系统包裹吸波材料。

本发明的优点在于，与现有技术相比：

（1）在物理结构与被测对象固定三轴转台完全分离的条件下，带动负载实现高低和方位两个方向上的视线角运动模拟以及复杂多变的干扰运动模拟，保证红外或射频干扰（即负载出瞳法线方向）始终指向三轴转台的回转中心，使得红外或射频干扰信号能够进入三轴转台上被测对象的视场；

（2）具有多个运动相互独立的快卸式射频/红外干扰负载接口，能够实现多种干扰类型、干扰模式的组合，满足复杂环境模拟的需求；

（3）在满足大负载及高静/动态指标的条件下，实现半实物仿真系统运动的实时控制，以满足抗干扰闭环仿真能力需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1机械多框架射频/红外复合干扰半实物仿真系统结构示意图；

图2机械多框架结构示意图；

图3直线导轨上信号与被测对象对准示意图；

图4弧形导轨上信号与被测对象对准示意图；

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。

如图1所示，本发明提供了一种机械多框架射频/红外复合干扰半实物仿真系统，包括微波暗室、三轴转台及其控制系统、射频干扰模拟器、红外干扰模拟器、机械多框架运动机构及伺服控制系统、一体化实时仿真控制系统。

三轴转台、机械多框架运动机构、射频干扰模拟器、红外干扰模拟器在微波暗室中，根据暗室达到的自由空间的性能，三轴转台、机械多框架运动机构及射频、红外干扰模拟器包裹吸波材料。

机械多框架运动机构及伺服控制系统用来固定射频干扰模拟器和红外干扰模拟器。如图2所示，1～3组水平、垂直直线导轨固定在机构框架上，水平和垂直直线导轨可以分别沿水平方向和垂直方向在一定范围内运动。射频或红外干扰模拟器固定在直线导轨上的六自由度夹具上，可以随时与被测对象探测器中心对准，如图3所示。与图4所示的弧形导轨不同，弧形导轨可随时保证干扰信号与被测对象探测器中心的对准。而直线导轨需要根据运动位置进行六自由度夹具的实时控制，因此，机械多框架运动机构多电机带动。伺服控制系统具有根据给定的目标平台XY运动指令，计算机运行LABVIEW软件，实时地将指令分解为线性和旋转运动指令。

射频干扰模拟器为单个或多个馈源喇叭天线结构实现不同波段、不同极化方向的干扰信号。

红外干扰模拟器为连续光学参量振荡器激光干扰模拟系统，工作波段为3~4μm，辐射功率根据被测对象需求而定，可为500mW~3W，甚至更高的能量动态范围。与其他红外黑体源相比，激光器具有定向性能强的特点，能量很容易集中到被测对象上；同时采用激光干扰源可大大提高干扰信号比，理论上比传统红外干扰源至少提高数百倍之多。此外，该激光器可在多个波段产生干扰光束，便于减小系统尺寸和减轻重量。

一体化实时仿真控制系统采用反射内存组网搭建实时通讯网络，实现仿真系统各设备相互间的信息传输及实时控制。系统由多节点实时计算机网络构成。具体组成包括：主控计算机、采集计算机、射频干扰控制系统、红外干扰控制系统、实时通信网络、仿真系统软件、监控系统等。主要用于实现半实物仿真的实时模型解算、仿真系统实时控制、数据通讯、数据处理和仿真系统自动化管理等。

根据被测对象仿真试验的需求，可以进行单射频多红外复合干扰、或单红外多射频复合干扰，或单一射频、红外模式的干扰。

在抗干扰半实物仿真试验时，机械式多框架干扰半实物仿真系统提供射频/红外干扰信号模拟及运动平台，以多层平面运动机构带动多种组合的红外或射频干扰信号实现高低和方位两个方向上的视线角运动模拟，以及复杂多变的干扰分离运动模拟，并且在物理结构与三轴转台完全分离的条件下，保证红外或射频干扰（即负载出瞳面法线轴）始终指向三轴转台的回转中心，使得红外或射频干扰信号能够进入三轴转台上的产品探测器视场，系统的运动实时受控于仿真控制计算机，配合三轴转台的运动，实现被测对象抗干扰闭环仿真。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

Claims (6)

1.一种机械多框架射频红外复合干扰半实物仿真系统，其特征在于，包括：微波暗室、三轴转台、转台控制系统、射频干扰模拟器、红外干扰模拟器、机械多框架运动系统、伺服系统、一体化实时仿真控制系统；

所述三轴转台、转台控制系统、射频干扰模拟器、红外干扰模拟器、机械多框架运动机构在微波暗室内，一体化实时仿真控制系统在微波暗室外；射频干扰模拟器、红外干扰模拟器分别安装在机械多框架运动系统的运动平台上；

所述一体化实时仿真控制系统由多节点实时计算机网络构成，包括：主控计算机、采集计算机、射频干扰控制系统、红外干扰控制系统、实时通信网络、仿真主控系统、监控系统，采用反射内存组网搭建实时通讯网络，实现仿真系统各设备相互间的信息传输及实时控制。

2.根据权利要求1所述的机械多框架射频红外复合干扰半实物仿真系统，其特征在于，所述机械多框架运动系统采用直线导轨，所述导轨上带有六自由度夹具，机械框架本身的二维运动和运动平台的运动保证射频和红外干扰信号实现高速、任意角度的运动特性。

3.根据权利要求1所述的机械多框架射频红外复合干扰半实物仿真系统，其特征在于，所述机械多框架运动系统为1~3个框架，运动平台上分别装载射频干扰和红外干扰模拟器，从而实现1~2路射频干扰，或1~2路红外干扰的模拟。

4.根据权利要求1所述的机械多框架射频红外复合干扰半实物仿真系统，其特征在于，所述三轴转台、射频干扰模拟器、红外干扰模拟器、机械多框架运动系统包裹吸波材料。

5.根据权利要求1所述的机械多框架射频红外复合干扰半实物仿真系统，其特征在于，所述红外干扰模拟器采用中红外激光目标。

6.根据权利要求1所述的机械多框架射频红外复合干扰半实物仿真系统，其特征在于，所述射频干扰模拟器采用馈源喇叭天线目标。