CN109489506A - 一种多波段目标辐射模拟系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多波段目标辐射模拟系统，由红外辐射模拟器、紫外模拟源、激光告警目标模拟器、红外探测装置、伺服转台、高精度跟瞄转台和数据采集记录设备组成，用于开展全向探测多波段传感器探测、告警及干扰等空地试验。多波段目标辐射模拟系统安放在地面，飞机上加装全向探测多波段传感器，作匀速平飞，机头迎向多波段目标辐射模拟系统。多波段目标辐射模拟系统模拟导弹等作战武器的辐射能量，实时跟踪飞机目标。全向探测多波段传感器对测试台模拟的导弹等作战武器辐射信息进行探测、跟踪、威胁判断，并输出告警信息。该系统可实现对导弹目标的红外辐射特性多次、快速、准确复现，降低实弹测试频次，有效提升科研效率、降低科研成本。

Description

一种多波段目标辐射模拟系统
技术领域
本发明属于光电测试技术领域，具体涉及一种多波段目标辐射模拟系统。
背景技术
目前全向探测多波段传感器进行告警试验时往往采用实弹打靶或者单一热源告警方式。前者试验成本高，周期长，无法多次快速开展试验。后者只能在单一波段或者多波段辐射比不受控的情况下开展试验，无法准确复现导弹辐射特性。
多波段目标辐射模拟系统模拟导弹等作战武器的多波段辐射能量，且各波段辐射比受控。全向探测多波段传感器对模拟的导弹等作战武器辐射信息进行探测、跟踪、威胁判断，并输出告警信息。该系统可实现对导弹目标的红外辐射特性多次、快速、准确复现，降低实弹测试频次，有效提升科研效率、降低科研成本。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种多波段目标辐射模拟系统。
技术方案
一种多波段目标辐射模拟系统，其特征在于包括4.4～4.8μm红外辐射模拟器、3.7～4.2μm红外辐射模拟器、紫外模拟源、激光告警目标模拟器、中波红外热像仪、伺服转台、高精度跟瞄转台和数据采集记录设备，所述的紫外模拟源、4.4～4.8μm红外辐射模拟器、3.7～4.2μm红外辐射模拟器安装在伺服转台上；所述的激光告警目标模拟器、中波红外热像仪安装在高精度跟瞄转台上；伺服转台、高精度跟瞄转台和数据采集记录设备之间导线通过连接；所述的高精度跟瞄转台根据目标机发送的GPS数据以及自身姿态信息，确定目标相对于高精度跟瞄转台和伺服转台的位置，引导高精度跟瞄转台带动中波红外热像仪，实现对空中目标的搜索；伺服转台带动紫外模拟源、4.4～4.8μm红外辐射模拟器、3.7～4.2μm红外辐射模拟器实现对目标进行对准；根据中波红外热像仪的视频图像，当搜索到空中目标时，高精度跟瞄转台转入自动跟踪状态，伺服转台随动；通过GPS坐标确定目标机到达既定考核位置后，通过数据采集记录设备实现对4.4～4.8μm红外辐射模拟器、3.7～4.2μm红外辐射模拟器、紫外模拟源、激光告警目标模拟器的控制，以模拟导弹发射时的各波段目标辐射特性，并采集中波红外热像仪图像数据和各模拟器的实时状态，完成多波段告警系统的考核。
所述的4.4～4.8μm红外辐射模拟器、3.7～4.2μm红外辐射模拟器均由抛物面反光罩、中波红外光源、右侧电驱动机构、右侧百叶窗、左侧百叶窗、左侧电驱动机构、瞄准装置和控制部分组成，其中中波红外光源放置于抛物面反光罩中心，七行七列共计四十九个依次排布，以提升辐射强度；右侧百叶窗、左侧百叶窗安装于抛物面反光罩前方，控制部分分别通过控制右侧电驱动机构、左侧电驱动机构来驱动右侧百叶窗、左侧百叶窗打开或关闭，用于模拟发动机点火时的红外辐射时间特性。
所述的中波红外光源由碳化硅加热棒制成，并涂覆反射率为0.9的高反射涂层，为了使3.7～4.8μm辐射强度达到1000W/sr，且3.7～4.2μm辐射强度为4.4～4.8μm辐射强度的3倍关系，3.7～4.2μm辐射源采用49个辐射单元进行工作；其中30个辐射单元有滤光片，在3.7～4.2μm波段可以辐射419W/sr；19个辐射单元没有滤光片，19个辐射单元在3.7～4.8μm波段可以辐射354W/sr；4.4～4.8μm辐射源采用49个辐射单元进行工作；其中30个辐射单元有滤光片，在4.4～4.8μm波段可以辐射139W/sr；19个辐射单元没有滤光片，19个辐射单元在3.7～4.8μm波段可以辐射354W/sr。
有益效果
本发明提出的一种多波段目标辐射模拟系统，该系统可实现对导弹目标的红外辐射特性多次、快速、准确复现，降低实弹测试频次，有效提升科研效率、降低科研成本。
附图说明
图1是多波段目标辐射模拟系统示意图
1-紫外模拟源；2-伺服转台；3-红外辐射模拟器(4.4～4.8μm)；4-红外辐射模拟器(3.7～4.2μm)；5-中波红外热像仪；6-激光告警目标模拟器；7-高精度(与激光告警目标模拟器发散角同量级)跟瞄转台；8-数据采集记录设备；
图2是多波段目标辐射模拟系统工作原理图
图3是红外辐射模拟器组成图
9-抛物面反光罩；10-中波红外光源；11-控制部分。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
如图1所示，多波段目标辐射模拟系统由红外辐射模拟器、紫外模拟源、激光告警目标模拟器、红外探测装置、伺服转台、高精度跟瞄转台和数据采集记录设备组成，用于开展全向探测多波段传感器探测、告警及干扰等空地试验。多波段目标辐射模拟系统安放在地面，飞机上加装全向探测多波段传感器，作匀速平飞，机头迎向多波段目标辐射模拟系统。多波段目标辐射模拟系统模拟导弹等作战武器的辐射能量，实时跟踪飞机目标。全向探测多波段传感器对测试台模拟的导弹等作战武器辐射信息进行探测、跟踪、威胁判断，并输出告警信息。
所述的红外辐射模拟器由抛物面反光罩、中波红外光源和控制部分组成。其中中波红外光源由碳化硅加热棒制成，并涂覆反射率为0.9的高反射涂层。能够按照装订的导弹辐射特性曲线产生相应导弹的红外特征(包括时间特性和光谱特性)。
所述的紫外模拟源由紫外辐射源，辐射控制器，电源转换器组成。
所述的激光模拟源由激光发射分系统、激光接收分系统、激光电源分系统组成。
高精度跟瞄转台7根据目标机发送的GPS数据以及自身姿态信息，确定目标相对于转台的位置，引导高精度跟瞄转台7带动中波红外热像仪5，实现对空中目标的搜索。根据热像仪的视频图像，当搜索到空中目标时，系统转入自动跟踪状态。在既定考核位置时，可通过数据采集记录设备8实现对红外辐射模拟器3-4、紫外模拟源1、激光模拟源6的控制，进行红外、紫外、激光告警目标源模拟，完成多波段告警系统的考核。伺服转台2由控制系统和机械台体两部分组成，带动红外辐射模拟器和紫外模拟源实现对目标进行对准。各告警目标模拟器受中波红外热像仪5的跟踪结果直接控制，当目标到达考核距离内时，各告警目标模拟器按设定的光谱辐射曲线进行辐射，从而实现对导弹发射过程的模拟。
其中高精度跟瞄转台7及其装载的中波红外热像仪5具有对空中飞机目标进行红外搜索、精确跟踪能力；具有从动GPS实时引导功能接口；
伺服转台2由控制系统和机械台体两部分组成，带动多波段辐射模拟源实现对目标进行对准。各告警目标模拟器受中波红外热像仪的跟踪结果直接控制，当目标到达考核距离内时，各告警目标模拟器按设定的光谱辐射曲线进行辐射，从而实现对导弹发射过程的模拟。
其中红外辐射模拟器可提供宽波段中红外(3.7～4.8um)和可选择波段(3.7～4.2μm、4.4～4.8μm)红外辐射光源，用于单波段和双波段告警系统的试验；
其中红外辐射模拟器能够按照装订的多种典型导弹辐射特性曲线产生相应导弹的红外特征；
其中激光模拟源能够对空中飞机目标进行激光测距和照射，用于模拟激光测距仪、驾束制导激光器或激光指示器等威胁源；
其中数据采集记录设备能够按照要求采集记录模拟系统的工作状态参数，使用GPS时码发生器作为时间基准信号源，用于试验数据的对时分析。
如图3所示，红外辐射模拟器是多波段目标辐射模拟器的关键组成，由抛物面反光罩、中波红外光源、右侧电驱动机构、右侧百叶窗、左侧百叶窗、左侧电驱动机构和控制部分组成。其中中波红外光源放置于抛物面反光罩中心，七行七列共计四十九个依次排布，以提升辐射强度。左右侧百叶窗安装于抛物面反光罩前方，通过左右侧电驱动机构控制其打开和关闭，用于模拟发动机点火时的红外辐射时间特性。其中中波红外光源由碳化硅加热棒制成，并涂覆反射率为0.9的高反射涂层。为了使3.7～4.8um辐射强度达到1000W/sr，且3.7～4.2μm辐射强度为4.4～4.8μm辐射强度的3倍关系。3.7～4.2μm辐射源采用49个辐射单元进行工作。其中30个辐射单元有滤光片，在3.7～4.2μm波段可以辐射419W/sr。19个辐射单元没有滤光片，19个辐射单元在3.7～4.8um波段可以辐射354W/sr。4.4～4.8μm辐射源采用49个辐射单元进行工作。其中30个辐射单元有滤光片，在4.4～4.8μm波段可以辐射139W/sr。19个辐射单元没有滤光片，19个辐射单元在3.7～4.8um波段可以辐射354W/sr。

Claims (3)

1.一种多波段目标辐射模拟系统，其特征在于包括4.4～4.8μm红外辐射模拟器(3)、3.7～4.2μm红外辐射模拟器(4)、紫外模拟源(1)、激光告警目标模拟器(6)、中波红外热像仪(5)、伺服转台(2)、高精度跟瞄转台(7)和数据采集记录设备(8)，所述的紫外模拟源(1)、4.4～4.8μm红外辐射模拟器(3)、3.7～4.2μm红外辐射模拟器(4)安装在伺服转台(2)上；所述的激光告警目标模拟器(6)、中波红外热像仪(5)安装在高精度跟瞄转台(7)上；伺服转台(2)、高精度跟瞄转台(7)和数据采集记录设备(8)之间导线通过连接；所述的高精度跟瞄转台(7)根据目标机发送的GPS数据以及自身姿态信息，确定目标相对于高精度跟瞄转台(7)和伺服转台(2)的位置，引导高精度跟瞄转台(7)带动中波红外热像仪(5)，实现对空中目标的搜索；伺服转台(2)带动紫外模拟源(1)、4.4～4.8μm红外辐射模拟器(3)、3.7～4.2μm红外辐射模拟器(4)实现对目标进行对准；根据中波红外热像仪(5)的视频图像，当搜索到空中目标时，高精度跟瞄转台(7)转入自动跟踪状态，伺服转台(2)随动；通过GPS坐标确定目标机到达既定考核位置后，通过数据采集记录设备(8)实现对4.4～4.8μm红外辐射模拟器(3)、3.7～4.2μm红外辐射模拟器(4)、紫外模拟源(1)、激光告警目标模拟器(6)的控制，以模拟导弹发射时的各波段目标辐射特性，并采集中波红外热像仪(5)图像数据和各模拟器的实时状态，完成多波段告警系统的考核。
2.根据权利要求1所述的一种多波段目标辐射模拟系统，其特征在于所述的4.4～4.8μm红外辐射模拟器(3)、3.7～4.2μm红外辐射模拟器(4)均由抛物面反光罩(9)、中波红外光源(10)、右侧电驱动机构、右侧百叶窗、左侧百叶窗、左侧电驱动机构、瞄准装置和控制部分组成，其中中波红外光源(10)放置于抛物面反光罩(9)中心，七行七列共计四十九个依次排布，以提升辐射强度；右侧百叶窗、左侧百叶窗安装于抛物面反光罩前方，控制部分分别通过控制右侧电驱动机构、左侧电驱动机构来驱动右侧百叶窗、左侧百叶窗打开或关闭，用于模拟发动机点火时的红外辐射时间特性。
3.根据权利要求2所述的一种多波段目标辐射模拟系统，其特征在于所述的中波红外光源(10)由碳化硅加热棒制成，并涂覆反射率为0.9的高反射涂层，为了使3.7～4.8μm辐射强度达到1000W/sr，且3.7～4.2μm辐射强度为4.4～4.8μm辐射强度的3倍关系，3.7～4.2μm辐射源采用49个辐射单元进行工作；其中30个辐射单元有滤光片，在3.7～4.2μm波段可以辐射419W/sr；19个辐射单元没有滤光片，19个辐射单元在3.7～4.8μm波段可以辐射354W/sr；4.4～4.8μm辐射源采用49个辐射单元进行工作；其中30个辐射单元有滤光片，在4.4～4.8μm波段可以辐射139W/sr；19个辐射单元没有滤光片，19个辐射单元在3.7～4.8μm波段可以辐射354W/sr。
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