[发明专利]一种模拟小角度运动激光目标的装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电仪器测试技术，具体指一种模拟小角度运动激光目标的装置，它用于室内小角度光电跟踪系统的性能测试。

背景技术

在光电跟踪技术领域，光电跟踪系统的测试与性能评估是其研制的重要组成部分。光电跟踪系统室内测试中常采取一定的装置在空间中模拟目标的运动并开启被测光电系统完成跟踪，记录跟踪结果分析评价光电跟踪系统的跟踪性能。模拟目标的运动特性和光学特性是否具有真实又成为测试系统的难点。

现有目标模拟方法主要有用于室内测试光电跟踪经纬仪性能的旋转靶标装置，采用的平行光管和旋转臂结构来实现的，基本结构示意图如图1所示。一般而言包括平行光管1、驱动电机4、旋转臂3、反射镜2和支架5等部件构成。平行光管1出射平行光经反射镜2进入被测系统。驱动电机4带动悬臂3之上平行光管1和反射镜装置2一起转动，使得平行光形成光锥入射，模拟目标的运动。悬臂长度、反射镜倾角等决定了模拟目标的角度变化范围。旋转靶标半锥角一般都在15度以上，另外其悬臂长度一定，小的半锥角将导致测试装置占用大的空间，不适合用于测试小角度光电跟踪系统性能。而且由于此结构中光学组件都位于悬臂之上一起旋转，研制难度大、成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于室内小角度光电跟踪系统性能测试的目标模拟装置，解决目前装置存在的研制难度大、成本高的问题。

本发明的目标模拟装置如附图2所述包括光学和电控两个部分。

光学部分由激光器6、能量调节装置7、扩束装置8和棱镜10组成。

电控部分是带有控制器和角度输出装置的电控旋转台9。

所说的激光器6选用与被跟踪激光目标波段相同的激光器。

所说的能量调节装置7固定于激光器6出射口，能量调节装置7采用光学衰减片，用于调节出射激光能量。

所说的扩束装置8固定于能量调节装置7之后，其光轴与激光器光线中心同一直线放置，按一定比例缩小激光光束发散角和扩大激光光束的宽度。

所说的电控旋转台9为电机9-1和减速机构构成的中心空心的旋转台，其旋转轴与激光器扩束装置光轴同一直线放置。电控旋转台配备有控制器和角度输出装置。

所说的棱镜10为具有一定顶角的圆型棱镜，固定于电控旋转台9旋转中心，随电控旋转台9一起转动。

本发明的装置的工作原理如下：

激光器6发出的光束经能量调节装置7调节后入射扩束装置8，出射光线经电控旋转台9中心棱镜10偏折，出射进入被测光电跟踪系统。

棱镜10顶角为θ时，对入射平行光偏折的角度α可由式(1)表示：

α＝arcsin(nsinθ)-θ(1)

其中n为棱镜制作材料的折射率。

被测光电跟踪系统成像系统等效示意图如附图5所示，包括光学系统和探测器系统，系统焦距为f，探测器像元大小为d。考虑一维情况，如图所示与主光轴成角度α的平行光入射光学系统，理想情况下像点中心应位于向上第n像元，n由式(2)表示。

n=tanα·fd---(2)]]>

定义三维坐标系xyz，激光出射方向为z轴方向，y轴为垂直各部件放置平面向上，x轴与上述两轴构成右手定则。

初始状态棱镜顶角倾斜方向与y轴重合。电控旋转台逆时针旋转角度Ω，棱镜偏折平行光角度为α，则计算可得理想情况下像点中心在探测器所在位置像元编号为式(3)(4)表示。