CN107525437B - 红外目标模拟器及导弹跟踪能力的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外目标模拟器及导弹跟踪能力的检测方法，该红外目标模拟器包括本体，本体上设有用于出射模拟目标源的光线的光学系统，还包括为光学系统供电及调节光学系统出射的红外能量的电气控制系统，光学系统包括光源及与光源配合、用于将光源出射的光线转换为平行于导弹引导头轴向的平行光的光路结构，电气控制系统包括电源装置及用于调节电源装置供给光源的电流大小的红外能量调节电路。经引入电气控制系统，且调节电源装置供给光源的电流大小，从而实现了红外目标模拟器出射光线能量大小的便捷式调节，为场外测试时导弹跟踪能力的检测提供了基础，且分辨率高，记录准确，能够检测及记录导弹捕获最小目标和对大信号目标捕获跟踪的能力。

Description

红外目标模拟器及导弹跟踪能力的检测方法

技术领域

本发明涉及导弹制导领域，特别地，涉及一种用于导弹制导的红外目标模拟器及导弹跟踪能力的检测方法。

背景技术

发明人经过研究发现，现有的挂飞训练弹与飞机火控及导弹发射架之间存在一些匹配的问题：训练弹在地面检测无故障，但是在挂机后存在训练弹截获不到目标，或对目标的灵敏度不高。发明人在实现本发明的过程中，发现上述问题可能由以下原因造成：

1、随着空空导弹及挂飞训练弹挂机使用时间的增加，其导引头内部的探测器也存在一定的衰减，导弹导引头的灵敏度随着探测器的衰减而减弱，但导弹地面检测设备为导弹性能检测提供的红外目标光源均为不可调节的大目标源，不具有分辨性；

2、由于飞机的振动及机载电源相对于地面电源的干扰性较大对导弹的灵敏度也存在一定的影响；

3、由于导弹自身原因及飞机振动及电源干扰多重因素叠加，进一步造成导弹的灵敏度降低。

针对上述导弹与飞机的匹配问题，场站机务人员暂时没有一个专用的检测设备，只能通过在挂机状态的导弹正前方放置点燃的烟头、处于发动状态的汽车尾喷管或红外灯作为红外目标光源用以检测导弹在挂机状态下截获目标和跟踪目标的功能。

CN101738145公开了一种头罩式目标模拟器，包括头罩和设置于头罩内的转动装置及光学装置；头罩内具有与待检测导弹头部相吻合的固定通道，转动装置包括固定于头罩上的输出轴的轴线经过固定通道轴线的电控旋转台，电控旋转台的输出轴上固连有沿固定通道轴向延伸的支撑板，该支撑板远离输出轴的一端设置有角位台，该角位台位于支撑板朝向固定通道的一侧，光学装置固定于角位台上，该光学装置包括平行光管和固定于平行光管外的黑体，该黑体用于向平行光管辐射红外线，并且在黑体的红外线辐射出口处设置有可调光阑盘，平行光管的轴线与固定通道的轴线同轴。该目标模拟器可以模拟辐射强度、辐射大小不同的红外目标。但该文献仅采用光学系统进行模拟辐射强度的调整，具有调节幅度有限、且调节繁琐的缺陷，无法实现对空空导弹截获最小目标和对大目标截获跟踪的能力。因此，亟需开发一套操作简单便捷、检测结果直观明了、体积小携带方便的目标模拟器。

发明内容

本发明提供了一种红外目标模拟器及导弹跟踪能力的检测方法，以解决现有的红外目标模拟器的辐射强度调整受限、操作不便的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种红外目标模拟器，包括用于安装至导弹引导头上的本体，本体上设有用于出射模拟目标源的光线的光学系统，还包括为光学系统供电及调节光学系统出射的红外能量的电气控制系统，光学系统包括光源及与光源配合、用于将光源出射的光线转换为平行于导弹引导头轴向的平行光的光路结构，电气控制系统包括用于给光源供电的电源装置及用于调节电源装置供给光源的电流大小的红外能量调节电路。

进一步地，红外能量调节电路为可调式恒流源电路，光源为卤钨灯，可调式恒流源电路通过控制流过卤钨灯的电流进而控制其产生的红外能量。

进一步地，电源装置包括可充电电池及用于检测可充电电池是否正常工作的电源保护电路，电源保护电路用于在可充电电池的放电电压低于设定阈值时生成用于提醒更换电池的提示信息。

进一步地，光路结构采用全反射式卡塞格林光学系统，包括平行光管及设于平行光管内的第一反射镜、第二反射镜、滤光镜，卤钨灯设于平行光管内，卤钨灯的前端设有用于将出射的光线形成点光源向外发射的光阑孔，经光阑孔出射的光线依次经第一反射镜、第二反射镜反射后再经滤光镜折射后形成平行光透射至导弹引导头上。

进一步地，第一反射镜和/或第二反射镜的镜面镀红外高反射膜；和/或

滤光镜倾斜设置于平行光管的前端，滤光镜采用石英滤光镜，用于消除外界杂光的干扰、保证光路结构内部的清洁及低温下不结露；和/或

平行光管内部均匀喷涂黑色的消光漆。

进一步地，平行光管经转接件连接至本体上，且平行光管的前端朝向导弹引导头。

进一步地，本体采用头罩式结构，包括用于紧固连接至导弹引导头上的连接头壳体，连接头壳体经连接座组合连接相对于连接座组合转动连接的连接框组合，转接件与连接框组合紧固连接。

进一步地，连接框组合与连接座组合经转轴连接，连接座组合的侧壁上还设有用于锁紧的定位孔，连接框组合上设有用于与定位孔配合以锁紧的插接件。

根据本发明的另一方面，还提供一种导弹跟踪能力的检测方法，采用上述的红外目标模拟器，包括以下步骤：

通过飞机火控系统接通导弹的电源，并确保导弹正常工作；

将红外目标模拟器安装于导弹的导弹引导头上；

经电气控制系统调节红外目标模拟器输出的光源的能量自小到大变化，直至导弹捕获目标。

进一步地，本发明导弹跟踪能力的检测方法还包括：

在导弹捕获到目标对应的光源的能量下，调节光学系统在导弹捕获目标下对应的最大旋转角度，进而检测导弹对应的自主跟踪视场角的范围。

本发明具有以下有益效果：

本发明红外目标模拟器及导弹跟踪能力的检测方法，通过引入电气控制系统，且调节电源装置供给光源的电流大小，从而实现了红外目标模拟器出射光线能量大小的便捷式调节，为场外测试时导弹跟踪能力的检测提供了基础，且分辨率高，记录准确，能够检测及记录导弹捕获最小目标和对大信号目标捕获跟踪的能力。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例红外目标模拟器安装于导弹引导头上的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的红外目标模拟器的结构示意图；

图3是本发明优选实施例中本体经手轮组合锁紧的结构示意图；

图4是本发明优选实施例中光学系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、飞机驾驶舱；11、显示器；

2、导弹发射装置；21、导弹；22、导弹引导头；

3、本体；31、连接头壳体；32、连接座组合；33、连接框组合；34、转接件；35、转轴；36、定位插销；37、弹簧组合；38、手轮组合；

4、光学系统；41、平行光管；42、卤钨灯；43、光阑孔；44、小反射镜；45、大反射镜；46、滤光镜；

5、电气控制系统；

51、电源装置；

52、红外能量调节电路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明的优选实施例提供了一种红外目标模拟器，用于安装于导弹的导弹引导头上进行导弹发射系统的检测。参照图1，本实施例中，飞机上设有飞机驾驶舱1及位于其内的显示器11，飞机上设有导弹发射装置2，导弹发射装置2连接导弹21，且导弹21的前端设有导弹引导头22。本实施例红外目标模拟器包括用于安装至导弹引导头22上的本体3，本体3上设有用于出射模拟目标源的光线的光学系统4，还包括为光学系统4供电及调节光学系统4出射的红外能量的电气控制系统5，光学系统4包括光源及与光源配合、用于将光源出射的光线转换为平行于导弹引导头22轴向的平行光的光路结构，电气控制系统5包括用于给光源供电的电源装置51及用于调节电源装置51供给光源的电流大小的红外能量调节电路52。

本实施例通过引入电气控制系统，且调节电源装置供给光源的电流大小，从而实现了红外目标模拟器出射光线能量大小的便捷式调节，为场外测试时导弹跟踪能力的检测提供了基础，且分辨率高，记录准确，能够检测及记录导弹捕获最小目标和对大信号目标捕获跟踪的能力。

本实施例中，红外目标模拟器主要包括机械结构、光学系统、电气控制系统三部分，其中，作为机械结构的本体3采用头罩式结构，参见图2，其包括用于紧固连接至导弹引导头22上的连接头壳体31，连接头壳体31经连接座组合32连接相对于连接座组合32转动连接的连接框组合33。本实施例中，连接头壳体31经手轮组合38固定安装于导弹引导头22的反安定翼上(参见图3)，实现二者的的紧固连接。连接头壳体31与连接座组合32之间经螺钉连接；连接座组合32与连接框组合33之间通过转轴35连接，使得连接框组合33可以在连接座组合32上绕转轴35转动。优选地，连接座组合32的侧壁上还设有用于锁紧的定位孔，连接框组合33上设有用于与定位孔配合以锁紧的插接件。参见图2，连接框组合33经定位插销36实现其与连接座组合32间转动后的锁紧，当需要转动时，拔出定位插销36进行调节作业。优选地，连接框组合33与连接座组合32之间设有弹簧组合37，该弹簧组合37用于在操作者在转动转接件34时，每旋转设定角度(譬如5度)，转接件34会产生一个很小的阻尼力，用以提示使用者旋转的角度值。本实施例中，连接框组合33经转接件34连接光学系统4，进而带动光学系统4在连接框组合33的转动调节下进行导弹的跟踪视场角的检测。连接框组合33经螺钉连接转接件34。

参见图4，本实施例中，光学系统包括光源及光路结构，本实施例光路结构采用全反射式卡塞格林光学系统，包括平行光管41及设于平行光管41内的第一反射镜(小反射镜44)、第二反射镜(大反射镜45)、滤光镜46，采用卤钨灯42作为光源，卤钨灯42设于平行光管41内，卤钨灯42的前端设有用于将出射的光线形成点光源向外发射的光阑孔43，经光阑孔43出射的光线依次经小反射镜44、大反射镜45反射后再经滤光镜46折射后形成平行光透射至导弹引导头22上。

整个光学系统具有结构简单、调整方便、体积小、重量轻的特点。为了提高光学系统的传递效率，球面大反射镜和球面小反射镜的镜面镀红外高反射膜。考虑到外场的使用环境，在平行光管的最前端安装了一块倾斜一定角度的石英滤光镜，滤光镜可以使整个光学系统处于全封闭状态，并且滤光镜不仅可以消除外界杂光的干扰、还能保证光学系统内部的清洁，同时还能使光学系统处于低温下不结露。平行光管内部均匀喷涂黑色的消光漆。

本实施例中，电气控制系统5包括用于给光源供电的电源装置51及用于调节电源装置51供给光源的电流大小的红外能量调节电路52。由于外场使用环境所限，无法提供220V交流电。本电气控制系统采用可充电的锂电池作为系统电源。本实施例电气控制系统主要包括红外能量调节电路和锂电池电源保护电路两部分。为降低检测仪的功耗，红外能量调节电路采用恒流源技术，通过控制流过钨丝灯泡的电流进而控制其产生的红外热量。本实施例中，红外能量调节电路52为可调式恒流源电路，光源为卤钨灯42，可调式恒流源电路通过控制流过卤钨灯42的电流进而控制其产生的红外能量。该可调式恒流源电路可采用三极管电路构成，在此不做具体阐述。

本实施例中，采用可充电的锂电池作为电源，优选地，包括电源保护电路，用于在可充电电池的放电电压低于设定阈值时生成用于提醒更换电池的提示信息。当锂电池放电电压低于2.8V以下，将会失效无法进行充电再使用，为了保护锂电池可充电功能，利用BQ29700芯片设计了锂电池电源保护电路，当系统供电低于2.8V时，电气系统停止工作，其电源指示灯闪烁，提示使用者更换锂电池。

优选地，本实施例红外目标模拟器，通过精确设计头罩内平行光管的安装高度从而确保头罩紧密贴紧固定在导弹导引头时，平行光管的轴线与导弹轴向保持在同一高度。优选地，机械结构的材料选型选用质量轻、强度相对较高的铝合金，在设计时采用紧凑的头罩式结构减小结构体积以保证其在外场的使用，同时便于携带。

根据本发明的另一方面，还提供一种导弹跟踪能力的检测方法，采用上述的红外目标模拟器，包括以下步骤：

通过飞机火控系统接通导弹21的电源，并确保导弹21正常工作；

将红外目标模拟器安装于导弹21的导弹引导头22上；

经电气控制系统5调节红外目标模拟器输出的光源的能量自小到大变化，直至导弹21捕获目标。

优选地，本实施例导弹跟踪能力的检测方法还包括：

在导弹捕获到目标对应的光源的能量下，调节光学系统4在导弹捕获目标下对应的最大旋转角度，进而检测导弹对应的自主跟踪视场角的范围。

本实施例红外目标模拟器应用时，首先将连接头壳体31罩在导弹导引头的壳体上，使连接头壳体31的开槽口与导弹导引头的反安定翼紧靠，再用手轮组合38将导引头的反安定翼与连接头壳体31紧固；然后给导弹“通气通电”使其处于工作状态；最后打开锂电池的电源开关，调节红外能量调节器从小到大的调节红外能量，直至导弹截获目标。当导弹截获目标后，继续调节红外能量调节器直至红外能量最大，再拔出定位插销36，用手缓慢转动光学系统，使其绕转轴35左右摆动±60°，用以检测导弹的跟踪性能。待检测完毕后，将红外目标模拟器的连接框组合转回零位，同时将电位计的指针缓慢旋转回“0”位，放下定位插销36，关闭电源，拧松连接头壳体31的手轮组合38，取下该红外目标模拟器放回包装箱内。

从以上的描述可以得知，本实施例作为检测仪的红外目标模拟器采用体积小结构紧凑的头罩式结构，头罩内含有红外光学系统、转台、红外光源控制系统，以卤钨灯作为红外光源，光学系统采用全反射式的卡塞格林光学系统，以恒流源控制技术作为红外光源控制系统，其具有操作简单便捷、检测结果直观准确、携带方便的特点，实现了红外目标模拟器出射光线能量大小的便捷式调节，为场外测试时导弹跟踪能力的检测提供了基础，且分辨率高，记录准确，能够检测及记录导弹捕获最小目标和对大信号目标捕获跟踪的能力。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种红外目标模拟器，包括用于安装至导弹引导头(22)上的本体(3)，所述本体(3)上设有用于出射模拟目标源的光线的光学系统(4)，其特征在于，还包括为所述光学系统(4)供电及调节所述光学系统(4)出射的红外能量的电气控制系统(5)，所述光学系统(4)包括光源及与所述光源配合、用于将所述光源出射的光线转换为平行于所述导弹引导头(22)轴向的平行光的光路结构，所述电气控制系统(5)包括用于给所述光源供电的电源装置(51)及用于调节所述电源装置(51)供给所述光源的电流大小的红外能量调节电路(52)；所述红外能量调节电路(52)为可调式恒流源电路，所述光源为卤钨灯(42)，所述可调式恒流源电路通过控制流过所述卤钨灯(42)的电流进而控制其产生的红外能量；所述光路结构采用全反射式卡塞格林光学系统，包括平行光管(41)及设于所述平行光管(41)内的第一反射镜、第二反射镜、滤光镜(46)，所述卤钨灯(42)设于所述平行光管(41)内，所述卤钨灯(42)的前端设有用于将出射的光线形成点光源向外发射的光阑孔(43)，经所述光阑孔(43)出射的光线依次经所述第一反射镜、所述第二反射镜反射后再经所述滤光镜(46)折射后形成平行光透射至所述导弹引导头(22)上。

2.根据权利要求1所述的红外目标模拟器，其特征在于，

所述电源装置(51)包括可充电电池及用于检测所述可充电电池是否正常工作的电源保护电路，所述电源保护电路用于在所述可充电电池的放电电压低于设定阈值时生成用于提醒更换电池的提示信息。

3.根据权利要求1所述的红外目标模拟器，其特征在于，

所述第一反射镜和/或所述第二反射镜的镜面镀红外高反射膜；和/或

所述滤光镜(46)倾斜设置于所述平行光管(41)的前端，所述滤光镜(46)采用石英滤光镜，用于消除外界杂光的干扰、保证所述光路结构内部的清洁及低温下不结露；

和/或

所述平行光管(41)内部均匀喷涂黑色的消光漆。

4.根据权利要求3所述的红外目标模拟器，其特征在于，

所述平行光管(41)经转接件(34)连接至所述本体(3)上，且所述平行光管(41)的前端朝向所述导弹引导头(22)。

5.根据权利要求4所述的红外目标模拟器，其特征在于，

所述本体(3)采用头罩式结构，包括用于紧固连接至所述导弹引导头(22)上的连接头壳体(31)，所述连接头壳体(31)经连接座组合(32)连接相对于所述连接座组合(32)转动连接的连接框组合(33)，所述转接件(34)与所述连接框组合(33)紧固连接。

6.根据权利要求5所述的红外目标模拟器，其特征在于，

所述连接框组合(33)与所述连接座组合(32)经转轴(35)连接，所述连接座组合(32)的侧壁上还设有用于锁紧的定位孔，所述连接框组合(33)上设有用于与所述定位孔配合以锁紧的插接件。

7.一种导弹跟踪能力的检测方法，采用如权利要求1至6任一所述的红外目标模拟器，包括以下步骤：

通过飞机火控系统接通导弹(21)的电源，并确保所述导弹(21)正常工作；

将所述红外目标模拟器安装于所述导弹(21)的导弹引导头(22)上；

经电气控制系统(5)调节所述红外目标模拟器输出的光源的能量自小到大变化，直至所述导弹(21)捕获目标。

8.根据权利要求7所述的导弹跟踪能力的检测方法，其特征在于，还包括：

在所述导弹捕获到目标对应的所述光源的能量下，调节所述光学系统(4)在所述导弹捕获目标下对应的最大旋转角度，进而检测所述导弹对应的自主跟踪视场角的范围。