CN208937289U - 一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，包括方形的箱体，箱体的左下方设有圆形镜头盖，所述箱体内部的右下方安装有离轴抛物面镜，离轴抛物面镜位于圆形镜头盖正右方，离轴抛物面镜与箱体内壁之间用离轴抛物面镜销轴定位，用安装在箱体外部的螺钉固定。所述箱体内部的左上方螺钉固定有平面反射镜座，平面反射镜座一端固定安装平面反射镜，所述箱体内部的右上方中间部位通过螺钉连接安装有可更换靶标组件，所述更换靶标组件的右侧通过螺钉与箱体内部固定连接有匀光组件，所述光源组件安装在匀光组件的右侧位于箱体内部的右上角的位置并且位于离轴抛物面镜的上方，所述光源组件为整个系统提供光源。

Description

一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器

技术领域

本实用新型提出一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，属于光电探测设备的测试与仿真领域。

背景技术

现常用的目标模拟器一般系统结构复杂，导致体积大、重量大，使用较为不便；由于现阶段目标模拟器不仅局限于实验室内常温环境使用，也常用在外场复杂环境或高低温试验箱中，这就对现有目标模拟器是否在高温或低温环境中能够正常工作且成像质量良好提出了严格要求，而现阶段常用模拟器均只适用于常温环境下工作，在高温或低温状态下，往往会出现成像质量下降等问题。此外，随着现代光电测试设备的进步，现有目标模拟器提供的窄波段范围难以满足光电探测设备的测试需求。

所以本实用新型提出了一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，弥补了常用目标模拟器以上的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，以解决上述背景技术中提出可能需要进行多次处理问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，包括方形的箱体，箱体采用铝合金材料，箱体的左下方设有圆形镜头盖，遮挡在箱体左下方的圆形通光口上，所述箱体内部的右下方安装有离轴抛物面镜，离轴抛物面镜位于圆形镜头盖正右方，离轴抛物面镜与箱体内壁之间用离轴抛物面镜销轴定位，用安装在箱体外部的螺钉固定。所述箱体内部的左上方螺钉固定有平面反射镜座，平面反射镜座一端固定安装平面反射镜，平面反射镜为平面镜，所述平面反射镜光线方向是从光源组件出发，经过匀光组件、靶标，平面反射镜，离轴抛物面镜，最后从离轴抛物面镜左边的通光口出射，所述箱体内部的右上方中间部位通过螺钉连接安装有可更换靶标组件，可更换靶标组件一端在箱体的内部一端在箱体的外部，便于更换，所述可更换靶标组件的右侧通过螺钉与箱体内部固定连接有匀光组件，匀光组件能使光源组件辐射出的光更加均匀，所述光源组件安装在匀光组件的右侧位于箱体内部的右上角的位置并且位于离轴抛物面镜的上方，所述光源组件与箱体的内壁通过螺钉固定连接，所述光源组件为整个系统提供光源。

所述镜头盖，主要用来模拟器未使用时防止灰尘污染光学系统。

作为优选，所述平面反射镜安装在平面反射镜座上，依靠平面反射镜座上的反射镜压圈及固定螺钉固定安装在箱体内壁上，平面反射镜口径为25mm，反射面镀制全波段高反膜，反射率可达90％以上。

所述平面反射镜座采用铝合金材料，包括反射镜压圈及固定螺钉。

作为优选，所述可更换靶标组件，主要包括把手、靶标框、旋转套、调焦框、螺纹压圈、靶板、固定螺钉，内六角螺钉。其中，靶板采用304不锈钢材料，其余部件采用铝合金材料。本实用新型可提供多种类型靶板，可更换靶标组件主要结构均一致，靶板为多种不同样式。靶板依靠螺纹压圈安装在调焦框内，旋转套与调焦框相连，旋转套靠固定螺钉固定在靶标框内，靶标框上部连接把手，二者靠内六角螺钉连接。所有靶板面向光源组件一侧均进行抛光处理，面向光路一侧均进行发黑处理。使用者可根据需要快速手动更换不同类型的靶标组件。

作为优选，所述匀光组件，包括匀光片、匀光座、匀光压圈。其中，匀光片采用ZnS材料，匀光座及匀光压圈采用铝合金材料。所述匀光座为带有台阶槽的以及通孔的圆形结构，台阶槽内安装匀光片，所述匀光压圈为圆形压圈，外圈与匀光座挤压固定，左端挤压匀光片的边缘从而实现匀光片依靠匀光压圈固定安装在匀光座内。其主要用来使光源组件辐射出的光更加均匀。

作为优选，所述光源组件，包括光源、光源座、电连接器及散热板。光源辐射波段为全光谱辐射。所述光源为圆柱形光源，所述电连接器与光源之间留有间隙，为光源提供可调电源且通过螺钉紧固连接在方形散热板上，光源固定安装在光源座上，光源座与电连接器利用导线连接，电连接器安装在散热板上，电连接器可外接可调压电源，使用时可根据具体需求调节不同的电压值。

作为优选，所述离轴抛物面镜材料为铝，顶点半径为203.2mm，离轴量为84.17mm，口径为50.8mm，反射面镀制全波段高反膜，反射率可达90％以上。离轴抛物面镜依靠离轴抛物面镜销轴定位安装在箱体上。

该模拟器的光源组件如图6所示，光源的光谱波段为0.4～12μm，光源安装固定在光源座上，电连接器与光源座利用导线连接，电连接器安装在散热板上，电连接器外接可调压电源，使用时根据具体需求调节不同电压值。模拟器上电后，由光源系统辐射出的能量经过匀光组件。匀光组件示意图如图5所示，其主要部件为匀光片，匀光片采用ZnS材料，依靠匀光压圈固定安装在匀光座内，可以使光源组件辐射出的光更加均匀。经匀化后的光进入可更换靶标组件中，可更换靶标组件如图4所示，其主要部件为靶板，靶板依靠螺纹压圈安装在调焦框内，旋转套与调焦框相连，旋转套靠固定螺钉固定在靶标框内，靶标框上部连接把手，二者靠内六角螺钉连接。所有靶板面向光源组件一侧均进行抛光处理，面向光路一侧均进行发黑处理。靶板可以制作成不同样式，使得模拟器可提供不同样式的目标。使用者可根据需要快速手动更换不同类型的靶标组件。经可更换靶标组件后的光进入到后续的光学系统中，后续光学系统由一个平面反射镜和一个离轴抛物面镜构成。平面反射镜安装在平面反射镜座上，依靠平面反射镜座上的反射镜压圈及固定螺钉固定安装,平面反射镜口径为25mm。离轴抛物面镜顶点半径为203.2mm，离轴量为84.17mm，口径为50.8mm，依靠离轴抛物面镜销轴定位安装在箱体上，平面反射镜及离轴抛物面镜表面均镀制全波段高反膜，反射率可达90％以上。此时，由光源组件所辐射的光依次经过匀光组件、可更换靶标组件、平面反射镜、离轴抛物面镜后，为被测系统提供一个成像均匀的宽波段目标。

模拟器箱体与离轴抛物面镜采用的材料一致，经热分析及实际使用情况可知，模拟器可在-55℃～+70℃宽温度范围内成像质量良好，可以忽略温度对模拟器成像质量的影响。此外，由于该模拟器采用一个平面反射镜和一个离轴抛物面镜对光路进行了折叠，结构简单可靠，缩小了模拟器的整机尺寸和重量，模拟器整体外形实际尺寸仅为 116×111×136mm(长×宽×高)，重量仅为0.89kg，结构紧凑小巧，重量轻，可同时适应外场、转台及室内高低温试验箱等不同环境，使用方便，值得推广。

本实用新型的优点在于：

1、本模拟器箱体材料与主镜材料一致，二者热膨胀系数一致，因此可保证模拟器在-55℃～+70℃宽温度范围内成像质量良好，能够正常工作。

2、本模拟器内部采用一个平面反射镜和一个离轴抛物面镜对光路进行了折叠，结构简单可靠，缩小了模拟器的整机尺寸和重量，使用方便。

3、本模拟器所用两个反射镜表面均镀制0.2～14μm高反膜，配合全波段辐射源，可达到宽光谱输出的目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的模拟器光路结构示意图。

图3是图1中可更换靶标组件5结构示意图。

图4是图3中A-A处剖视图。

图5是图1中匀光组件6结构示意图。

图6是图1中光源组件7结构示意图。

图中：1-镜头盖，2-箱体，3-平面反射镜，4-平面反射镜座， 5-可更换靶标组件，6-匀光组件，7-光源组件，8-离轴抛物面镜， 9-离轴抛物面镜销轴，51-把手，52-靶标框，53-旋转套，54-调焦框，55-螺纹压圈，56-靶板，57-固定螺钉，58-内六角螺钉，61-匀光片， 62-匀光座，63-匀光压圈，71-光源，72-光源座，73-电连接器，74- 散热板

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，包括方形的箱体2，箱体2采用铝合金材料，箱体2的左下方设有圆形镜头盖1，遮挡在箱体左下方的圆形的凸出的部分，所述箱体2内部的右下方安装有离轴抛物面镜8，离轴抛物面镜8位于圆形镜头盖1正右方，离轴抛物面镜8与箱体2内壁之间用离轴抛物面镜销轴9定位，用安装在箱体2外部的螺钉固定。所述箱体2内部的左上方螺钉固定有平面反射镜座4，平面反射镜座4一端固定安装平面反射镜3，平面反射镜3为平面镜，所述平面反射镜3光线方向是从光源组件7出发，经过匀光组件6、靶标，平面反射镜3，离轴抛物面镜8，最后从离轴抛物面镜8左边的通光口出射，所述箱体2内部的右上方中间部位通过螺钉连接安装有可更换靶标组件5，可更换靶标组件5一端在箱体2的内部一端在箱体2的外部，便于更换，所述可更换靶标组件5的右侧通过螺钉与箱体2内部固定连接有匀光组件6，匀光组件6能使光源组件7辐射出的光更加均匀，所述光源组件7安装在匀光组件6的右侧位于箱体2内部的右上角的位置并且位于离轴抛物面镜8的上方，所述光源组件7与箱体2的内壁通过螺钉固定连接，所述光源组件7为整个系统提供光源。

所述镜头盖1，主要用来模拟器未使用时防止灰尘污染光学系统。

所述平面反射镜3安装在平面反射镜座4上，依靠平面反射镜座 4上的反射镜压圈及固定螺钉固定安装在箱体2内壁上，平面反射镜口径为25mm，反射面镀制全波段高反膜，反射率可达90％以上。

所述平面反射镜座4采用铝合金材料，包括反射镜压圈及固定螺钉。

所述可更换靶标组件5，主要包括把手51、靶标框52、旋转套 53、调焦框54、螺纹压圈55、靶板56、固定螺钉57，内六角螺钉 58。其中，靶板56采用304不锈钢材料，其余部件采用铝合金材料。本实用新型可提供多种类型靶板56，可更换靶标组件5主要结构均一致，靶板56为多种不同样式。靶板56依靠螺纹压圈55安装在调焦框54内，旋转套53与调焦框54相连，旋转套53靠固定螺钉固定在靶标框52内，靶标框52上部连接把手51，二者靠内六角螺钉连接。所有靶板面向光源组件7一侧均进行抛光处理，面向光路一侧均进行发黑处理。使用者可根据需要快速手动更换不同类型的靶标组件。

所述匀光组件6，包括匀光片61、匀光座62、匀光压圈63。其中，匀光片61采用ZnS材料，匀光座62及匀光压圈63采用铝合金材料。所述匀光座62为带有台阶槽的以及通孔的圆形结构，台阶槽内安装匀光片61，所述匀光压圈63为圆形压圈，外圈与匀光座62 挤压固定，左端挤压匀光片61的边缘从而实现匀光片61依靠匀光压圈63固定安装在匀光座62内。其主要用来使光源组件辐射出的光更加均匀。

所述光源组件7，包括光源71、光源座72、电连接器73及散热板74。光源辐射波段为全光谱辐射。所述光源71为圆柱形光源，所述电连接器73与光源71之间留有间隙，为光源71提供可调电源且通过螺钉紧固连接在方形散热板74上。光源71固定安装在光源座 72上，光源座72与电连接器73利用导线连接，电连接器73安装在散热板74上，电连接器73可外接可调压电源，使用时可根据具体需求调节不同的电压值。

所述离轴抛物面镜8材料为铝，顶点半径为203.2mm，离轴量为 84.17mm，口径为50.8mm，反射面镀制全波段高反膜，反射率可达90％以上。离轴抛物面镜依靠离轴抛物面镜销轴9定位安装在箱体2上。

具体的说，光源、平面反射镜及离轴抛物面镜组成如图2所示的光学系统，该光学系统视场角为0.3°，出瞳直径为50mm，焦距为 119mm，出瞳距为100mm。模拟器整体外形尺寸为116×111×136mm (长×宽×高)，重量为0.89kg。

工作原理：该模拟器的光源组件如图5所示，光源的光谱波段为 0.4～12μm，光源安装固定在光源座上，电连接器73与光源座72利用导线连接，电连接器73安装在散热板74上，电连接器73外接可调压电源，使用时根据具体需求调节不同电压值。模拟器上电后，由光源系统辐射出的能量经过匀光组件6。匀光组件6示意图如图4所示，其主要部件为匀光片61，匀光片61采用ZnS材料，依靠匀光压圈63固定安装在匀光座内，可以使光源组件7辐射出的光更加均匀。经匀化后的光进入可更换靶标组件5中，可更换靶标组件5如图3所示，其主要部件为靶板56，靶板56依靠螺纹压圈安装在调焦框54 内，旋转套53与调焦框54相连，旋转套53靠固定螺钉固定在靶标框52内，靶标框52上部连接把手54，二者靠内六角螺钉连接。所有靶板56面向光源组件7一侧均进行抛光处理，面向光路一侧均进行发黑处理。靶板56可以制作成不同样式，使得模拟器可提供不同样式的目标。使用者可根据需要快速手动更换不同类型的靶标组件。经可更换靶标组件5后的光进入到后续的光学系统中，后续光学系统由一个平面反射镜3和一个离轴抛物面镜8构成。平面反射镜3安装在平面反射镜座4上，依靠平面反射镜座4上的反射镜压圈及固定螺钉固定安装,平面反射镜口径为25mm。离轴抛物面镜8顶点半径为 203.2mm，离轴量为84.17mm，口径为50.8mm，依靠离轴抛物面镜销轴9定位安装在箱体上，平面反射镜3及离轴抛物面镜8表面均镀制全波段高反膜，反射率可达90％以上。此时，由光源组件7所辐射的光依次经过匀光组件6、可更换靶标组件5、平面反射镜3、离轴抛物面镜8后，为被测系统提供一个成像均匀的宽波段目标。

模拟器箱体2与离轴抛物面镜8采用的材料一致，经热分析及实际使用情况可知，模拟器可在-55℃～+70℃宽温度范围内成像质量良好，可以忽略温度对模拟器成像质量的影响。此外，由于该模拟器采用一个平面反射镜3和一个离轴抛物面镜8对光路进行了折叠，结构简单可靠，缩小了模拟器的整机尺寸和重量，模拟器整体外形实际尺寸仅为116×111×136mm(长×宽×高)，重量仅为0.89kg，结构紧凑小巧，重量轻，可同时适应外场、转台及室内高低温试验箱等不同环境，使用方便。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，包括方形的箱体(2)，箱体(2)采用铝合金材料，箱体(2)的左下方设有圆形镜头盖(1)，遮挡在箱体左下方的圆形的通光口上，所述箱体(2)内部的右下方安装有离轴抛物面镜(8)，离轴抛物面镜(8)位于圆形镜头盖(1)正右方，离轴抛物面镜(8)与箱体(2)内壁之间用离轴抛物面镜销轴(9)定位，用安装在箱体(2)外部的螺钉固定,所述箱体(2)内部的左上方螺钉固定有平面反射镜座(4)，平面反射镜座(4)一端固定安装平面反射镜(3)，平面反射镜(3)为平面镜，所述箱体(2)内部的右上方中间部位通过螺钉连接安装有可更换靶标组件(5)，可更换靶标组件(5)一端在箱体(2)的内部一端在箱体(2)的外部，便于更换，所述可更换靶标组件(5)的右侧通过螺钉与箱体(2)内部固定连接有匀光组件(6)，匀光组件(6)能使光源组件(7)辐射出的光更加均匀，所述光源组件(7)安装在匀光组件(6)的右侧位于箱体(2)内部的右上角的位置并且位于离轴抛物面镜(8)的上方，所述光源组件(7)与箱体(2)的内壁通过螺钉固定连接，所述光源组件(7)为整个系统提供光源；

所述镜头盖(1)，主要用来模拟器未使用时防止灰尘污染光学系统；

所述平面反射镜(3)安装在平面反射镜座(4)上，依靠平面反射镜座(4)上的反射镜压圈及固定螺钉固定安装在箱体(2)内壁上，平面反射镜口径为25mm，反射面镀制全波段高反膜，反射率可达90％以上；

所述平面反射镜座(4)采用铝合金材料，包括反射镜压圈及固定螺钉；

所述可更换靶标组件(5)，主要包括把手(51)、靶标框(52)、旋转套(53)、调焦框(54)、螺纹压圈(55)、靶板(56)、固定螺钉(57)，内六角螺钉(58)，其中，靶板(56)采用304不锈钢材料，其余部件采用铝合金材料；

所述匀光组件(6)，包括匀光片(61)、匀光座(62)、匀光压圈(63)，其中，匀光片(61)采用ZnS材料，匀光座(62)及匀光压圈(63)采用铝合金材料，匀光片(61)依靠匀光压圈固定安装在匀光座(62)内，其主要用来使光源组件辐射出的光更加均匀；

所述光源组件(7)，包括光源(71)、光源座(72)、电连接器(73)及散热板(74)，光源辐射波段为全光谱辐射；光源(71)固定安装在光源座(72)上，光源座(72)与电连接器(73)利用导线连接，电连接器(73)安装在散热板(74)上，电连接器(73)可外接可调压电源，使用时可根据具体需求调节不同的电压值；

所述离轴抛物面镜(8)材料为铝，顶点半径为203.2mm，离轴量为84.17mm，口径为50.8mm，反射面镀制全波段高反膜，反射率可达90％以上，离轴抛物面镜依靠离轴抛物面镜销轴(9)定位安装在箱体(2)上。

2.根据权利要求1所述一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，其特征在于：所述靶板(56)为圆形平面结构，旋转套(53)与调焦框(54)嵌套活动相连，旋转套(53)为带有阶梯台的圆筒形状，把手(51)为两端带有弧形凹槽结构便于把握。

3.根据权利要求1所述一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，其特征在于：所述匀光座(62)为带有台阶槽的以及通孔的圆形结构，台阶槽内安装匀光片(61)，所述匀光压圈(63)为圆形压圈，外圈与匀光座(62)挤压固定，左端挤压匀光片(61)的边缘从而实现匀光片(61)依靠匀光压圈(63)固定安装在匀光座(62)内。

4.根据权利要求1所述一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，其特征在于：所述光源(71)为圆柱形光源，所述电连接器(73)与光源(71)之间留有间隙，为光源(71)提供可调电源且通过螺钉紧固连接在方形散热板(74)上。

5.根据权利要求1所述一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，其特征在于：所述平面反射镜(3)光线方向是从光源组件(7)出发，经过匀光组件(6)、靶标，平面反射镜(3)，离轴抛物面镜(8)，最后从离轴抛物面镜(8)左边的通光口出射。

6.根据权利要求1所述一种适用于宽温度宽光谱工作范围的小型目标模拟器，其特征在于：所述箱体(2)体及离轴抛物面镜(8)所用的材料一致，材料的热膨胀系数一致，在工作温度为-55℃～+70℃宽温度范围内成像质量良好，能够正常工作。