[发明专利]远场-近场模拟系统

说明书

技术领域

本发明属于军事技术领域，涉及靶弹飞行过程中的追踪模拟，是基于对光学远场-近场模拟系统指标的分析，提出的对整套系统进行详细技术设计的方案。能够实现精确变焦的大口径成像光学系统，为系统性能测试评估提供远场至近场的靶弹目标成像模拟，以及验证系统跟踪性能及关键技术。

背景技术

在科技不断进步发展的今天，模拟系统的应用范围在不断扩大，其相关技术在航空航天、军事民用等各个领域有着广泛的应用。目前，通过对温度、光线、电磁脉冲等因素的模拟已研制出太阳模拟器、飞行模拟器、航海模拟器等，为生活、生产等领域带来极大的便捷。模拟器的应用在军事方面也已得到普及，已研制的红外制导半实物仿真及目标模拟器，为导引头性能测试提供一种方便、可行的实验手段。DMD红外动态场景模拟器，可模拟远距离红外动态场景，为红外成像系统提供红外环境，是红外半实物仿真系统的关键设备。然而，无论是目标模拟器以及场景模拟器，都尚未涉及通过能量的控制和焦距的变化来模拟目标远近变化的过程，因此，该技术方案的提出为军工科研提供了一个新的方向。

对于靶弹的发射及追踪的研究显示，靶弹在运动特性如飞行高度、速度、过载等方面表现为速度快，机动性能好的特点，对于靠核武器系统攻击高速目标的能力十分有利，但是成本较高，价格昂贵，试验组织实施难度较大，供靶费用高昂，因此靶弹不适合大量投入试验使用。而此远场-近场模拟系统的设计，成功解决了该问题，通过变焦系统及能量控制系统对靶弹远近大小的变化进行仿真模拟，既解决了实物试验过程中的耗资问题，又能够使试验高效、快速、便捷的完成，从而为军事技术领域带来新的发展。

发明内容：

本发明的技术方案如下：

目标靶弹经精确变焦光学系统成像，变焦系统所成的像再经由大口径投影光学系统投影出射，为被测系统提供模拟光束。通过变焦系统变焦过程，模拟有限远目标靶弹由远及近的变化过程。当变焦系统处于短焦位置时，在被测系统中所成像尺寸较小；当变焦系统处于长焦位置时，在被测系统中所成像尺寸较大，从而可以模拟出目标由远及近的过程。

由于目标位于更远位置时，其成像尺寸可能均为一个像素，变化不大，但是能量具有变化过程，所以在变焦系统变焦过程之前，启动能量精确控制装置，可以实现孔径由最小到最大的变化模拟，从而可以模拟目标由更远位置变近时的能量变化过程。

本发明具有以下优点：

大口径成像精确变焦光学系统主要实现对靶弹模型在不同距离上的精确成像控制，可实现靶弹从点目标到面目标的成像变化过程。其优势主要体现在：

1.具有高精度的快速变焦功能；

2.成像视场覆盖典型靶弹模型；

3.光学系统出瞳覆盖被测系统视场；

4.具有较强的环境适应性，适用于不同试验测试环境，结构固定可靠。

附图说明：

本发明远场-近场模拟系统的实现方法，包括目标靶弹像的产生、像的变化及像的接收，具体实施方式如图1所示。

目标靶弹(1)发出的光射入精确变焦系统(3)成像，通过变焦系统的变焦过程，使像的大小随着变化。当物体位于较远位置时，则在光线通过变焦系统前启动能量精确控制装置(2)，对通光孔径大小的变化进行调整，通过能量控制来模拟靶弹由远及近的大小变化过程。

变焦系统所成的像通过一体化结构(4)经过与之相连的大口径投影光学系统(5)，再次成像，使出射光束为平行光束，射入被测系统(6)，出射后为接收屏所接收，从而可以追踪接收到物体的像的大小变化过程，以此体现靶弹发射过程的模拟。

本发明为实现各项指标，确保各项功能的有效实施，采用了以下装置，如图2所示，为装置简图，主要包括：1.精确变焦系统，2.大口径投影光学系统，3.一体化结构，4.姿态调整装置，5.稳定平台，6.能量精控装置，7.变焦控制系统。通过各个装置的紧密配合，使试验的精确性得到显著提高。

精确变焦系统与大孔径投影系统相连接，外罩壳体，构成一体化结构，作为整个装置的核心构造部分。将此结构置放于姿态调整装置上，能够根据靶弹位置调控一体化装置，使其与目标靶弹相瞄准对接。在变焦系统中存在能量精控装置，通过对能量大小的捕捉来传递信号。在一体化装置的壳体之外的变焦控制系统，是通过控制电机使整个装置进行运作，将所有装置进行装配，最后置于稳定平台，即可进行实验和测试。

将目标靶弹置于远处，调整体态调整装置，使一体化结构与目标靶弹相瞄准对齐，目标靶弹发出的光束首先射入精确变焦光学系统成像，再投入大孔径投影系统，获得平行的出射光束，再由被测系统所接收。当目标靶弹与装置距离比较远时，则存在于精确变焦系统中的能量精控系统发挥作用，模拟目标由远及近时的能量变化。从而，由整个装置各个部分的共同作用，完成目标靶弹的模拟飞行过程。