CN114563164A - 一种多体制激光信号环境模拟设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多体制激光信号环境模拟设备，属于光电设备领域，包括短波环境模拟系统和中长波环境模拟系统；所述短波环境模拟系统包括短波激光发生装置和第一方舱；所述中长波环境模拟系统包括中长波激光发生装置和第二方舱；所述第一方舱与所述第二方舱的结构相同，均包括舱首区、操控区和舱尾区，所述舱首区安装有转台升降装置；所述第一方舱与所述第二方舱的底部均设置有自动调平机构、减震机构和快锁机构；通过采用本技术方案可实现多体制激光信号模拟，提供相关激光类设备的试验保障，采用不同波段激光合束、导光光路传输、光轴检测校正的技术途径，提高了系统集成度、环境适应性等。
Description
技术领域
本发明属于光电设备领域，具体为一种适用陆基、舰载、车载平台的多体制激光信号环境模拟设备。
背景技术
新世纪以来，各国大力发展激光武器、微波武器、电磁炮等为代表的新概念高能武器。激光武器是当前新概念武器中发展最为迅速且已进入实战检验阶段的前卫武器，其以命中精度高、转移速度快、强抗干扰能力、静默隐蔽、能多次重复使用和消费比高等诸多优势，将在光电对抗、防空、战略防御中发挥不可估量的作用。
随着我国综合国力的增强，我国的军事实力及军工设备得到飞速发展。近十几年来，相关激光类设备的应用日益成熟，许多以激光为主的武器设备纷纷开展演示验证、列装定型试验。
因此构建不同信号体制、不同波长的激光威胁信号环境，检验我军相关激光类装备的效能成为紧迫需求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，配置短波、中波、长波激光器和伺服跟踪转台，满足车载激光武器、舰载光电对抗系统、机载激光设备性能验证试验要求。
本发明提出的具体方案如下：
一种多体制激光信号环境模拟设备，包括短波环境模拟系统和中长波环境模拟系统；
所述短波环境模拟系统包括短波激光发生装置和第一方舱；
所述中长波环境模拟系统包括中长波激光发生装置和第二方舱；
所述第一方舱与所述第二方舱的结构相同，均包括舱首区、操控区和舱尾区，所述舱首区安装有转台升降装置；所述第一方舱与所述第二方舱的底部均设置有自动调平机构、减震机构和快锁机构。
进一步的，所述短波激光发生装置包括操作控制单元、位置姿态测量单元和伺服跟踪转台；
所述操作控制单元设置在所述操控区；
所述伺服跟踪转台与所述位置姿态测量单元均设置在所述转台升降装置上；
所述伺服跟踪转台上还设置有电视跟踪器、红外跟踪器、激光测距仪。
进一步的，所述短波激光发生装置还包括激光模拟器；所述激光模拟器通过支架安装在所述转台升降装置的下方并由所述操作控制单元控制。
进一步的，所述伺服跟踪转台包括方位座，所述方位座上设置有俯仰座，所述俯仰座的左右两侧设置有跟踪俯仰包和发射俯仰包；
所述电视跟踪器、红外跟踪器、激光测距仪设置在所述跟踪俯仰包内；
所述发射俯仰包内设置有扩束单元和光轴检测相机；
所述激光模拟器发出的激光通过导光的方式进入所述发射俯仰包内，经过所述扩束单元和经过所述光轴检测相机检测光轴误差后射出。
进一步的，所述舱尾区中设置有制冷机，所述制冷机用于为所述激光模拟器和所述激光测距仪提供循环水制冷。
进一步的，所述激光模拟器包括1.06μm低频激光器、1.06μm高频激光器、1.06μm连续波调制激光器、1.57μm低频激光器、1.57μm高频激光器和1.54μm连续波调制激光器。
进一步的，所述1.06μm低频激光器、1.06μm高频激光器、1.06μm连续波调制激光器内均内置有0.53μm倍频器。
进一步的，所述0.53μm倍频器包含1.06μm低频激光器倍频器、1.06μm高频激光器倍频器和1.06μm连续波调制激光器倍频器。
进一步的，所述中长波激光发生装置中的激光模拟器包括1.06μm激光四象限探测器、3.7μm激光器和10.6μm激光器。
进一步的，所述第一方舱和所述第二方舱的顶部均设置有舱顶闭合机构，所述舱顶闭合机构使得方舱顶能够自动闭合；所述方舱顶上还设置有拉环。
采用本技术所达到的有益效果为：
1)适用陆基、舰载、车载平台安装使用。
2)可实现多体制激光信号模拟，提供相关激光类设备的试验保障。
3)采用不同波段激光合束、导光光路传输、光轴检测校正的技术途径，提高了系统集成度、环境适应性等。
附图说明
图1为本方案中多体制激光信号环境模拟设备原理图。
图2为方舱的原理图。
图3为短波激光发生装置的原理图。
图4为短波激光发生装置的内部布局设置图。
图5为短波激光发生装置的立体收起状态结构图。
图6为短波激光发生装置的立体展开状态结构图。
图7为跟踪转台的示意图。
图8为方舱内部的结构布局图。
图9为吊装示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本实施例提供了一种多体制激光信号环境模拟设备，多体制激光信号环境模拟设备采用多种信号体制激光器高集成设计，适用复杂电磁环境中配合装备试验。同时对本设备进行防雨水盐雾、防潮湿及霉菌、防尘埃及锈蚀措施设计，适合外场工作环境要求；对输入、输出端口同时设计防雷、避雷措施。
该设备以陆基使用为主，也可在良好海况下舰载使用或将设备安装在载车上使用；参见图1，本方案中多体制激光信号环境模拟设备包括短波环境模拟系统和中长波环境模拟系统。
其中，短波环境模拟系统包括短波激光发生装置和第一方舱；中长波环境模拟系统包括中长波激光发生装置和第二方舱；这里的第一方舱和第二方舱的结构相同，优选为F60军用标准方舱。
为了方便布局装配，参见图2、图4和图8，这里将方舱分为了舱首区、操控区和舱尾区，在舱首区安装有转台升降装置；在第一方舱与第二方舱的底部均设置有自动调平机构、减震机构和快锁机构，以方便与运输设备(未画出)之间的配合，能够适应陆基、舰载、车载平台的设备应用需求。
同时，第一方舱和第二方舱的顶部均设置有舱顶闭合机构，即可以理解为方舱舱体的方舱顶能够在舱顶闭合机构的作用下自动闭合；并且方舱顶上还设置有拉环，以便于吊装使用；在方舱舱体的底部四角设置了快锁机构，方舱舱体可以通过快锁机构实现与运输设备的锁定固定。
可选的，在方舱舱体内还布置有配电箱、UPS电源、空调、照明系统、声光报警器、监控摄像头、备品备件柜、温湿度计等。
本方案中，参见图3－图4，提出的短波激光发生装置包括操作控制单元、位置姿态测量单元和伺服跟踪转台；其中操作控制单元设置在操控区；伺服跟踪转台与位置姿态测量单元均设置在转台升降装置上；伺服跟踪转台上还设置有电视跟踪器、红外跟踪器、激光测距仪。
同时在短波激光发生装置还包括激光模拟器；激光模拟器通过支架安装在转台升降装置的下方并由操作控制单元控制。
本方案中，激光模拟器包括1.06μm低频激光器、1.06μm高频激光器、1.06μm连续波调制激光器、1.57μm低频激光器、1.57μm高频激光器和1.54μm连续波调制激光器；并且在1.06μm低频激光器、1.06μm高频激光器、1.06μm连续波调制激光器内均内置有0.53μm倍频器；
这里的0.53μm倍频器包含1.06μm低频激光器倍频器、1.06μm高频激光器倍频器和1.06μm连续波调制激光器倍频器。
本方案中，操作控制单元作为信息处理及指挥控制中心，各单机设备在操作控制单元的操控下，执行具体的试验任务；操作控制单元可以细化为激光操控台和跟瞄操控台。
其中，激光操控台设置激光模拟器的频率、发散角、码型、发射时长等参数，用于模拟短波(0.53μm低频激光、0.53μm高频激光、0.53μm连续波调制激光、1.06μm低频激光、1.06μm高频激光、1.06μm连续波调制激光、1.57μm低频激光、1.57μm高频激光、1.54μm连续波调制激光)或中长波(3.7μm激光、10.6μm激光)激光输出；跟瞄操控台接收外部引导信息，控制伺服跟踪转台调转空间指向，对目标进行电视、红外捕获跟踪，同时对目标距离信息进行测量。
本方案中，提出的伺服跟踪转台包括方位座，在方位座上设置有俯仰座，俯仰座的左右两侧设置有跟踪俯仰包和发射俯仰包；跟踪俯仰包承载电视跟踪器、红外跟踪器、激光测距仪、陀螺、光发送板、头部电源板，俯仰座内安装俯仰测角、俯仰电机、俯仰限位开关等；其中，电视跟踪器和红外跟踪器用于采集电视、红外场景图像，用于目标探测提取，激光测距仪用于探测目标距离信息。
参见图4－图7，发射俯仰包承载光学扩束单元、传感器控制板、光轴检测相机；同时在方位座内含激光导光光路、快速反射镜、快反镜驱动器方位测角、方位电机、方位限位开关等；通过以上结构的设计，激光模拟器发出的激光通过导光的方式进入发射俯仰包内，经过所述扩束单元和经过所述光轴检测相机监测光轴误差后射出。
本方案中，在舱尾区中设置有制冷机，制冷机用于为激光模拟器和激光测距仪提供循环水制冷。
中长波环境模拟系统与短波环境模拟系统主要区别在激光模拟器不同，第二方舱与第一方舱中的结构布置基本相同，同时在中长波激光发生装置中也由操作控制单元、伺服跟踪转台、位置姿态测量单元、时统设备、电视测量/跟踪器、红外跟踪器、激光测距仪、激光模拟器、制冷机、长波红外相机和快速反射镜等组成。
其中，激光模拟器包括1.06μm激光四象限探测器、3.7μm激光器和10.6μm激光器。
多体制激光信号环境模拟设备的短波环境模拟系统和中长波环境模拟系统可以独立或者协同开展相应试验任务；独立开展试验任务时，每套系统均能通过指控接口和管控接口与试验区指控中心进行信息交互，独立开展试验任务；协同开展试验任务，设备以短波环境模拟系统为主站与指控中心进行信息交互，中长波环境模拟系统作为副站与主站进行试验任务交互和分配。
对多体制激光信号环境模拟设备在陆基、舰载、车载平台进行安装使用时，需要结合整体的结构进行布置，参见图9；为便于整体吊装，在方舱顶部有拉环，配备吊带等，满足车载运输或舰载吊装使用要求；车载运输时方舱底四角与载车底盘采用快锁结构连接。
卸舱时先松开固定方舱的四只旋锁机构。打开舱顶固定吊具的固定卡，取出吊索组件，从备件箱中取出吊索卸扣，然后将吊索卸扣、吊索和顶部角件连接，吊环挂在吊车的吊钩上，慢慢将方舱吊起至一定高度，让运载车退出方舱下方，两组人员控制方舱的位置，使它缓慢地脱离运载平台，落在坚硬的地面上。方舱卸载结束后，将吊索组件从吊钩上取下，吊索组件及吊索卸扣放入原位置。反向操作为将舱体从地面装载至运载车。
若为舰载使用时，方舱需吊装到舰船上，为保证方舱固定稳定可靠，可通过底面快锁机构和四周杜邦丝绳索对方舱进行固定。在船甲板上根据方舱底部角组件间距设置四处旋锁机构，方舱落位后通过旋锁机构将四角旋紧。同时，在方舱四角外部的甲板上设置四处地环，通过杜邦丝绳索分别与方舱顶部四角的角组件连接锁定，通过斜拉方式进一步加强方舱的固定，达到舰载安装要求。
本技术适用陆基、舰载、车载平台安装使用；可实现多体制激光信号模拟，提供相关激光类设备的试验保障；并且采用不同波段激光合束、导光光路传输、光轴检测校正的技术途径，提高了系统集成度、环境适应性等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)
1.一种多体制激光信号环境模拟设备，包括短波环境模拟系统和中长波环境模拟系统；其特征在于，
所述短波环境模拟系统包括短波激光发生装置和第一方舱；
所述中长波环境模拟系统包括中长波激光发生装置和第二方舱；
所述第一方舱与所述第二方舱的结构相同，均包括舱首区、操控区和舱尾区，所述舱首区安装有转台升降装置；所述第一方舱与所述第二方舱的底部均设置有自动调平机构、减震机构和快锁机构。
2.根据权利要求1所述的一种多体制激光信号环境模拟设备，其特征在于，所述短波激光发生装置包括操作控制单元、位置姿态测量单元和伺服跟踪转台；
所述操作控制单元设置在所述操控区；
所述伺服跟踪转台与所述位置姿态测量单元均设置在所述转台升降装置上；
所述伺服跟踪转台上还设置有电视跟踪器、红外跟踪器、激光测距仪。
3.根据权利要求2所述的一种多体制激光信号环境模拟设备，其特征在于，所述短波激光发生装置还包括激光模拟器；所述激光模拟器通过支架安装在所述转台升降装置的下方并由所述操作控制单元控制。
4.根据权利要求3所述的一种多体制激光信号环境模拟设备，其特征在于，所述伺服跟踪转台包括方位座，所述方位座上设置有俯仰座，所述俯仰座的左右两侧设置有跟踪俯仰包和发射俯仰包；
所述电视跟踪器、红外跟踪器、激光测距仪设置在所述跟踪俯仰包内；
所述发射俯仰包内设置有扩束单元和光轴检测相机；
所述激光模拟器发出的激光通过导光的方式进入所述发射俯仰包内，经过所述扩束单元和经过所述光轴检测相机检测光轴误差后射出。
5.根据权利要求3所述的一种多体制激光信号环境模拟设备，其特征在于，所述舱尾区中设置有制冷机，所述制冷机用于为所述激光模拟器和所述激光测距仪提供循环水制冷。
6.根据权利要求3所述的一种多体制激光信号环境模拟设备，其特征在于，所述激光模拟器包括1.06μm低频激光器、1.06μm高频激光器、1.06μm连续波调制激光器、1.57μm低频激光器、1.57μm高频激光器和1.54μm连续波调制激光器。
7.根据权利要求6所述的一种多体制激光信号环境模拟设备，其特征在于，所述1.06μm低频激光器、1.06μm高频激光器、1.06μm连续波调制激光器内均内置有0.53μm倍频器。
8.根据权利要求7所述的一种多体制激光信号环境模拟设备，其特征在于，所述0.53μm倍频器包含1.06μm低频激光器倍频器、1.06μm高频激光器倍频器和1.06μm连续波调制激光器倍频器。
9.根据权利要求1所述的一种多体制激光信号环境模拟设备，其特征在于，所述中长波激光发生装置中的激光模拟器包括1.06μm激光四象限探测器、3.7μm激光器和10.6μm激光器。
10.根据权利要求1所述的一种多体制激光信号环境模拟设备，其特征在于，所述第一方舱和所述第二方舱的顶部均设置有舱顶闭合机构，所述舱顶闭合机构使得方舱顶能够自动闭合；所述方舱顶上还设置有拉环。
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