[发明专利]一种高精度多波段动态目标模拟器装置

说明书

技术领域

本发明属于光电探测跟踪系统性能检测领域，具体涉及一种高精度多波段动态目标模拟器装置，应用于红外、电视探测跟踪系统的静态、动态性能指标检测领域。

背景技术

高精度多波段动态目标模拟器由光源、靶标、伺服运动机构及光学系统组成。

动态目标模拟器是用于模拟无限远运动目标的装置，常见的设计原理是，将某种目标特征图案的靶标置于光学系统的焦平面位置，靶标图案经过光学系统中镜片组的反射或折射后，形成平行光输出，从而模拟无限远处的静态目标，再通过机械运动机构控制整个光学系统的运动模拟出动态目标。它普遍应用在电视探测跟踪、红外探测跟踪系统的性能指标检测领域。为了保证光学平行度的高精度，必须提高平行光管的焦距。普通的平行光管采用球面反射镜一次反射或一个离轴非球面镜加一个平面反射镜二次发射的光路设计，在一定口径及焦距要求下，加工出来的平行光管的长度、体积都比较大，而且，普通的平行光管都采用光学玻璃制作镜片，由于光学玻璃密度高，导致镜片重量大，加工成本高。为了保证模拟目标运动的高精度，必须设计高精度的机械运动结构，常规的机械传动难以达到微米级的精度要求，而且由于要驱动整个光学系统一起运动，导致机械机构庞大。因此，常见的动态目标模拟器由于其体积重量大，只能放在工厂或实验室使用，无法满足便携在线检测需求。

中国发明专利CN201110098357.4 提供了一种高精度光学动态靶标装置，其技术途径是采用激光自准直仪模拟无穷远点目标，将激光自准直仪安装在旋转臂上，通过控制旋转臂的转动和多个反射镜的反射来模拟动态目标。这种方法旋转臂的体积较大，而且激光自准直仪及多个反射镜都是安装在旋转臂上，旋转臂的运动会带来光路的偏移，而且靶标图案单一，通过旋转臂的运动也只能模拟目标的锥形运动轨迹，具有局限性。

中国发明专利CN200810050586.7提出将目标转鼓、第一反射镜和偏流镜三者固定在转动工作台上，光源的光线照射在目标板上，目标板经第一反射镜反射后成像于偏流镜上，可以模拟无限远目标，再通过控制转动工作台来实现目标的运动。这种方法也是通过控制靶标和光路系统的整体运动来实现目标的动态模拟，同样存在体积重量偏大、精度不高的局限性。

《激光与红外》2011年第41卷第1期论文《红外动态目标模拟器驱动及控制系统设计》中所述的红外动态目标模拟器系统是采用微反射镜阵列(DMD)来产生动态目标场景，将DMD器件的像面置于光学系统的焦平面位置，从而模拟无穷远的红外动态场景。这种方法采用进口DMD器件，成本非常高，对输入控制信号要求高，开发难度大，难以量产推广，而且该系统只能模拟红外动态目标，不能模拟可见光目标。

《北京理工大学学报》2012年第32卷第8期论文《红外点源目标模拟器》中所述的红外点源目标模拟器是采用改变光栏孔的直径，模拟不同大小的目标，通过转动方向镜控制目标在导引头视场内的位置，模拟目标的运动，实现了对红外目标运动特性的模拟。这种方法是采用方向镜的转动来改变出射光束的方向，出射光束的转动角是方向镜转动角度的2倍，因此目标运动精度难以提高，而且该系统只是模拟红外目标，不能模拟可见光目标。

发明内容

本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种高精度多波段的动态目标模拟器装置。解决普通动态目标模拟器体积重量大、靶标单一、波段单一、成本高等问题。可用于电视、红外探测跟踪系统检测领域，模拟可见光波段、红外波段的无限远动态目标，具有精度高、多波段、体积小、重量轻、成本低等优点，可应用于光电探测跟踪系统的静态、动态性能指标的检测。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种高精度多波段动态目标模拟器装置，包括底座，还包括设置在底座上的光源装置和载物台，载物台上设置有靶标盘，靶标盘由设置在载物台上的靶标盘旋转电机驱动旋转，靶标盘的沿旋转圆周开设有若干个靶标，载物台上开设有圆形孔，光源装置的出射光穿过圆形孔以及旋转至圆形孔位置处的靶标后投射在次离轴非球面反射镜，次离轴非球面反射镜将反射光投射在主离轴非球面反射镜上进行二次反射。

如上所述的次离轴非球面反射镜的材质为玻璃；所述的主离轴非球面反射镜的材质为硬铝。

如上所述的光源装置包括设置在载物台上的光源切换导轨，光源切换导轨的滑块上依次设置有可见光光源和红外辐射源，还包括驱动滑块往复运动的光源切换电机。

如上所述的载物台通过二维平移台机构体设置在底座上。