[发明专利]一种空间光电环境模拟系统及红外太阳模拟器

权利要求书

1.一种空间光电环境模拟系统，用于模拟红外探测系统的空间光电环境，其特征在于，包括：

空间环境模拟室，具有红外光学窗口；

太阳模拟器，位于所述空间环境模拟室内，用于提供平行的可见光；

红外太阳模拟器，设置在所述红外光学窗口之外且从所述红外光学窗口向所述空间环境模拟室内提供平行的红外光；

波段组合器，用于将所述太阳模拟器发出的可见光和所述红外太阳模拟器发出的红外光合成形成模拟太阳光，所述模拟太阳光中的红外光和可见光的方向一致；

单轴转台，用于固定红外探测系统，所述单轴转台与所述太阳模拟器相对且所述波段组合器位于所述太阳模拟器和所述单轴转台之间，所述单轴转台的旋转中心位于所述太阳模拟器的主轴之上；

所述红外光学窗口的中心和所述单轴转台的旋转中心的连线与所述太阳模拟器的主轴的夹角φ满足以下关系式：

其中，α为所述红外探测系统的太阳规避角，θ为所述红外探测系统的视场角；

地球模拟器，与所述太阳模拟器相对且所述单轴转台位于所述波段组合器和所述地球模拟器之间；

角度调节装置，所述地球模拟器与所述角度调节装置固定，所述角度调节装置的旋转中心位于所述太阳模拟器的主轴之上；

其中，所述角度调节装置和所述单轴转台在同一个平面内转动，以调整所述地球模拟器与所述模拟太阳光之间的夹角，进而模拟地球的太阳高度角。

2.根据权利要求1所述的空间光电环境模拟系统，其特征在于，所述红外太阳模拟器发出的红外光以垂直于所述太阳模拟器发出的可见光的方式进入所述空间环境模拟室；

所述波段组合器保持所述太阳模拟器发出的可见光的方向不变，所述波段组合器将所述红外太阳模拟器发出的红外光的方向改变90度，且与所述太阳模拟器发出的可见光的方向一致。

3.根据权利要求2所述的空间光电环境模拟系统，其特征在于，所述波段组合器包括：

板状的透光玻璃；

可见光高透膜，形成在所述透光玻璃朝向所述太阳模拟器的一侧；

红外光高反射膜，形成在所述透光玻璃朝向所述红外太阳模拟器的一侧；

所述波段组合器与所述太阳模拟器的主轴之间的夹角为45度；

其中，所述可见光高透膜能够透过波段为0.4～2微米的可见光，所述红外光高反射膜能够反射波段为2～14微米的红外光。

4.根据权利要求3所述的空间光电环境模拟系统，其特征在于，所述太阳模拟器的输出功率W₁，所述红外太阳模拟器的输出功率W₂满足以下关系式：

E＝W₁×τ+W₂×ρ；

E₀＝W₂×ρ；

其中，E₀是所述红外探测系统所处的真实空间位置处接收到的真实太阳光中红外光辐射能量，E是所述红外探测系统所处的真实空间位置处接收到的真实太阳光总辐射能量，τ是所述可见光高透膜的透射率，ρ是所述红外光高反射膜的反射率。

5.根据权利要求4所述的空间光电环境模拟系统，其特征在于，所述波段组合器的有效口径覆盖所述红外光学窗口；

其中，所述波段组合器的有效口径是所述波段组合器能够反射所述红外光的范围。

6.根据权利要求5所述的空间光电环境模拟系统，其特征在于，所述红外太阳模拟器包括顺次设置的反光镜，黑体辐射源，能量汇聚光路，视场光阑和准直光路；

所述黑体辐射源辐射出的能量，一部分经所述反光镜反射到所述能量汇聚光路之前，一部分直接传递到所述能量汇聚光路之前，经所述反光镜反射的能量和直接传递的能量在所述能量汇聚光路之前形成合成辐射源；所述能量汇聚光路汇聚所述合成辐射源，在所述准直光路的焦点处形成充满所述视场光阑的黑体辐射源的像；所述准直光路将所述视场光阑处的黑体辐射源的像准直到无穷远，并在所述红外太阳模拟器的出曈处形成平行的红外光，作为所述红外太阳模拟器发出的红外光；

其中，所述准直光路由次镜和主镜构成。