可见光扩展目标模拟装置的制作方法

1.本实用新型涉及目标特性与探测技术领域，特别涉及一种可见光扩展目标模拟装置。


背景技术：

2.光电跟踪经纬仪是采用电视测量技术，具有自动跟踪和实时测量功能的光电测量设备，主要用于星体等试验场空间目标运动轨迹的测量。为考核光电跟踪设备的跟踪能力，衡量其目标探测、跟踪和瞄准等指标的性能，在设备调试过程中及出厂前均需要对其进行测试与评估。
3.目前光电跟踪经纬仪的跟踪能力实验室评估主要采用动态靶标完成，常采用的动态靶标靶板为星点目标，结合平行光管形成无穷远目标；而外场执行任务时的目标通常是具有一定大小的目标，即扩展目标，因此采用星点作为目标来衡量光电跟踪经纬仪的跟踪性能，不能反映系统对扩展目标的综合处理性能。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种可见光扩展目标模拟装置。
5.为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：
6.一种可见光扩展目标模拟装置，包括照明系统、准直系统、具有透光性的扩展目标、具有不透光性的目标靶板，所述扩展目标设置于所述目标靶板上，所述照明系统包括光源；
7.所述光源发出的光线照射到所述目标靶板上，穿透所述扩展目标的光线经过所述准直系统准直后生成模拟扩展目标。
8.1、优选地，上述可见光扩展目标模拟装置，所述照明系统还包括准直透镜组、复眼阵列、第一会聚镜和第二会聚镜；
9.所述光源发出的光线经过所述准直透镜组准直后入射至所述复眼阵列，所述复眼阵列对准直后的光线进行匀化后，经由所述第一会聚镜入射到第二会聚镜，再经第二会聚镜光出射至所述目标靶板上。
10.优选地，上述可见光扩展目标模拟装置，还包括转动台及带动所述转动台移动的电机，所述目标靶板设置于所述转动台。
11.优选地，上述可见光扩展目标模拟装置，所述电机包括俯仰电机和横滚电机，所述俯仰电机带动所述转动台做俯仰运动，所述横滚电机带动所述转动台做横滚运动。
12.优选地，上述可见光扩展目标模拟装置，所述光源为led光源，所述led光源的背部设置有led散热片。
13.优选地，上述可见光扩展目标模拟装置，所述照明系统还包括消杂光镜筒，用于消除所述led光源的杂光。
14.优选地，上述可见光扩展目标模拟装置，所述消杂光镜筒设置有散热气嘴，所述散热气嘴连接有导气管，所述导气管连接有真空泵。
15.优选地，上述可见光扩展目标模拟装置，所述准直透镜组包括依次设置的三片准直透镜，且三片准直透镜的尺寸依次增大。
16.优选地，上述可见光扩展目标模拟装置，所述准直系统包括两组消色差双胶合透镜。
17.与现有技术相比，本实用新型实施例提供的可见光扩展目标模拟装置，目标靶板上设置有扩展目标，在照明系统及准直系统的结合使用下，可模拟生成外场执行任务时的扩展目标，应用于光电跟踪设备的性能检测时，能更准确地对光电跟踪设备的跟踪性能进行检测与评估。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍， 应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本实用新型实施例中目标靶板的示意图。
20.图2为本实用新型实施例中照明系统的光学原理示意图。
21.图3为本实用新型实施例中照明系统的结构示意图。
22.图4为本实用新型实施例中第二会聚镜在转动台中的安装位置示意图。
23.主要元件符号说明
24.光源位置调节架1；消杂光镜筒2；散热气嘴3；安装架4；密封圈5；准直镜安装镜筒6；隔圈和压圈组7；第一复眼阵列安装镜筒8；上压板9；第二复眼阵列安装镜筒10；led光源11；准直透镜组12；复眼阵列13；第一会聚镜14；第二会聚镜15；散热片16；目标靶板20；扩展目标21；转动台30。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
26.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.本实施例中提供了一种可见光扩展目标模拟装置，其包括照明系统、目标靶板20
和准直系统，目标靶板20上设置有扩展目标21，扩展目标21具有透光性，目标靶板20除扩展目标21外的其余部分不透光，照明系统照射目标靶板20后，穿透扩展目标21的光线经过准直系统准直后生成模拟扩展目标21。准直系统可以包括两组消色差双胶合透镜，其成像质量可以达到衍射极限。
28.具体地，请参阅图1，目标靶板20的图形可以按照用户的需求进行加工，具体做法可以是在石英基片上镀铬，采用电子束或光刻等刻蚀的方式，在石英基片上刻蚀扩展目标21，扩展目标21所在的部分无铬层，光线可以透过，目标靶板20的其余部分（即除扩展目标21以外的部分）有铬层，不透光，这样就形成了所需目标靶板20，扩展目标21的边缘形状可以满足要求。制作靶板形状时，可以根据扩展目标21的不同进行刻制。石英基片具有一定的厚度，安装时使非镀铬层部分靠近照明光源。
29.上述实施方式是在石英基片上通过蚀刻方式形成扩展目标21以及目标靶板20，扩展目标21与目标靶板20为整体结构。当然地，除了上述实施方式以外，也可以采用其他方式，例如扩展目标21与目标靶板20分别为独立的部件，然后通过连接方式将扩展目标21安装于目标靶板20上。
30.请参阅图2、图3，本实施例中，照明系统包括光源11、准直透镜组12、复眼阵列13、第一会聚镜14和第二会聚镜15。光源优选为led光源11，led光源11在工作过程中会产生大量热能，为了保障其正常工作及延长使用寿命，较优地，led光源11的背部设置有led散热片。准直透镜组12包括三片准直透镜，三片准直透镜依次设置，且三片准直透镜的尺寸依次增大，即入射面依次增大，以增强准直效果。复眼阵列13由37根复眼棒依次排列组成，以增强匀化效果。准直透镜组12对入射光线进行准直，复眼阵列13对入射光线进行匀化，led光源11的辐射特性在一定程度上接近于朗伯体，其发出的光线经过准直透镜组12准直后入射至复眼阵列13，复眼阵列13对准直后的光线进行匀化后，经由第一会聚镜14入射到第二会聚镜15，再经由第二会聚镜15出射至目标靶板20上。
31.本实施例中采用上述复眼照明系统，照明系统的照明范围覆盖扩展目标21的有效区域，照明均匀性均可以大于等于80%，当然地，也可以采用其他形式的照明系统，例如坷垃照明系统，也可以采用其他结构形式的复眼照明系统。
32.请参阅图3，从结构上看，照明系统还包括光源位置调节架1、消杂光镜筒2、准直镜安装镜筒6、隔圈及压圈组7、第一复眼阵列安装镜筒8、第二复眼阵列安装镜筒10。led光源11安装于光源位置调节架1，通过光源位置调节架1可以调整led光源11与准直透镜组12的相对位置。led光源11及光源位置调节架1均安装于消杂光镜筒2内，消杂光镜筒2用于将led光源11的大角度杂光予以消除，可以进一步提高照明均匀性。消杂光镜筒2设置有两个散热气嘴3，散热气嘴3连接有导气管，导气管连接有真空泵，组成循环冷却系统，起到循环冷却的作用。准直透镜组12安装于准直镜安装镜筒6内，组成准直透镜组12的三片准直透镜之间，通过隔圈及压圈组7调节其相对位置。消杂光镜筒2与准直镜安装镜筒6之间设置有密封圈5，通过密封圈5阻止消杂光镜筒2内的热气流行至准直镜安装镜筒6内部，而只能通过散热气嘴3流出，以避免影响准直系统内的光学部件的正常工作。复眼阵列13安装并固定于第一复眼镜组安装镜筒8内，第二复眼镜组安装镜10筒用于调整复眼阵列13的前后位置。
33.可见光扩展目标21模拟装置还可以包括上压板9和安装架4，整个照明系统安装于安装架4上，上压板9设置于准直镜安装镜筒6外，用于固定及调整照明系统的前后位置。
34.上述可见光扩展目标21模拟装置，照明系统照射目标靶板20后，穿透扩展目标21的光线经过准直系统准直后生成静态的模拟扩展目标21。
35.请参阅图4，为了生成动态的模拟扩展目标21，较佳地，上述可见光扩展目标21模拟装置还可以包括转动台30及带动该转动台30移动的电机，目标靶板20安装于转动台30，电机带动转动台30移动，转动台30进而带动目标靶板20移动，在照明系统的照射下，可以生成动态的模拟扩展目标21。转动台可以仅实现一维移动，也可以实现二维移动，当实现二维移动时，电机包括俯仰电机和横滚电机，俯仰电机带动转动台做俯仰运动，横滚电机带动转动台做横滚运动。
36.转动台在横滚方向为空心转台，保证照明光能够照明在目标靶板20上并进入准直系统，转动台在横滚方向的角度范围根据需要设计（例如可以为
±
90
°
），俯仰方向转动角度为亦根据需要设计，但是俯仰方向的转动角度要在准直系统的焦深范围之内，可以需要具备一定的角度控制与角度测量精度要求。第一会聚镜14安装于第二复眼镜组安装镜筒10内，由于第二会聚镜15距离第一会聚镜14较远，而距离目标靶板20较近，因此，将第二会聚镜15安装于转动台上，如图4所示。
37.本实用新型实施例提供的可见光扩展目标21模拟装置，目标靶板20上设置有扩展目标21，在照明系统及准直系统的结合使用下，可模拟生成动态或静态的扩展目标21，应用于光电跟踪设备的性能检测时，能更准确地对光电跟踪设备的跟踪性能进行检测与评估。
38.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。