一种超小型高精度的红外动态信号模拟设备的制作方法

1.本实用新型涉及红外技术领域，具体涉及一种超小型高精度的红外动态信号模拟设备。


背景技术：

2.对于红外制导武器来说，半实物仿真系统是关键性设备。传统的红外动态信号模拟设备能实现对目标的各种检测环境模拟，在实验室内可以提供精确可控的实验条件，由此对红外探测和传感设备性能的测试和评估。但有很多红外动态信号模拟设备由于自身的体积、质量、价格等限制，只能用于实验室红外探测和传感设备研发时性能的测试和评估，对已安装完成的红外探测和传感设备不能进行性能测试和评估。
3.并且传统的红外动态信号模拟设备存在模拟目标运动形式单一、背景辐射单一的弊端，不能很好的复现复杂场景下目标的机动飞行。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中至少一种缺陷，提供了一种超小型高精度的红外动态信号模拟设备，其体积较小，可手持，且可以实现目标背景辐射可调、目标运动可调，高精度还原复杂场景下目标的机动飞行。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型公开了一种超小型高精度的红外动态信号模拟设备，包括电源、控制器、靶标盘、光学目标投影装置以及热辐射源，所述电源用于给整个设备供电，所述靶标盘与用于驱动靶标盘转动的驱动装置连接，所述热辐射源、驱动装置与控制器电连接，所述靶标盘上设有用于供红外辐射透过的目标孔，所述光学目标投影装置、热辐射源分别位于靶标盘的正面一侧、背面一侧。
6.进一步地，热辐射源发出的红外辐射信号透过靶标盘的目标孔后投射到光学目标投影装置。
7.进一步地，所述光学目标投影装置采用定焦镜头；所述定焦镜头用于将透过靶标盘的目标孔的红外辐射信号投影到红外告警设备的视场中。
8.进一步地，所述靶标盘上设有至少一组目标孔，每组目标孔包括至少一个目标孔；当每组目标孔包括多个目标孔时，每组目标孔内的多个目标孔孔径相同。
9.进一步地，本实用新型的超小型高精度的红外动态信号模拟设备还包括用于检测靶标盘转速的角度传感器，所述角度传感器的输出端与控制器电连接；所述角度传感器用于采集固定在靶标盘转轴上磁铁的磁场变化模拟量信号，并传递给控制器。
10.进一步地，热辐射源包括加热器件、电流驱动器，所述电流驱动器的输入端与控制器电连接，所述电流驱动器的输出端与加热器件电连接，形成微型高精度热辐射源。
11.进一步地，热辐射源还包括用于检测加热器件温度的第一温度传感器和用于检测环境温度的第二温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器的输出端与控制器电连接。
12.进一步地，所述驱动装置包括旋转电机、电机驱动器，所述电机驱动器的输入端与控制器的输出端电连接，所述电机驱动器的输出端与用于带动靶标盘转动的旋转电机电连接。
13.进一步地，所述旋转电机的电机轴上周向固定有齿轮，所述靶标盘上设有齿圈，靶标盘的齿圈与旋转电机的电机轴上的齿轮啮合。
14.进一步地，该旋转电机采用伺服电机。
15.进一步地，本实用新型的超小型高精度的红外动态信号模拟设备还包括交互组件，所述交互组件与控制器电连接；所述交互组件包括按键、显示屏。
16.进一步地，本实用新型的超小型高精度的红外动态信号模拟设备还包括壳体，所述电源、控制器、光学目标投影装置以及热辐射源均固定在壳体内，所述靶标盘可转动地支撑在壳体内；所述壳体上设有接插件，所述接插件与控制器电连接；所述壳体上设有投影窗口，与光学目标投影装置对应；所述壳体上设有导向保护套，所述导向保护套围住投影窗口。
17.本实用新型至少具有如下有益效果：
18.本实用新型可以精准控制目标模拟器模拟目标机动运动，精准控制目标温度，模拟不同背景温度目标，精度高。
19.本实用新型相比于传统的红外信号模拟设备体积更小、质量轻无需固定，手持就可对红外探测设备进行论证实验及检测，检测效率高。
20.本实用新型经济性高，无需将动态高分辨率图像的生成做为目标，使用靶标盘、加热器件以及运动组件即可高还原度的模拟仿真真实目标的飞行辐射。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。
22.图1为本实用新型实施例提供的超小型高精度的红外动态信号模拟设备的原理示意图；
23.图2为本实用新型实施例提供的超小型高精度的红外动态信号模拟设备的目标的运动方式示意图；
24.图3为本实用新型实施例提供的靶标盘的结构示意图；
25.图4为图3的a-a剖视图；
26.图5为图3的a部放大示意图；
27.图6为图3的b部放大示意图；
28.图7为图3的c部放大示意图。
29.附图中，1为壳体，11为导向保护套，12为电池舱，2为定焦镜头，3为靶标盘，31为目标孔，32为齿圈，33为转轴，4为齿轮，5为伺服电机，6为加热器件，7为磁铁，8为固定架。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
33.参见图1至图7，本实用新型实施例提供一种超小型高精度的红外动态信号模拟设备，包括电源、控制器、靶标盘3、光学目标投影装置以及热辐射源即黑体辐射源，所述电源用于给整个设备供电，所述靶标盘3与用于驱动靶标盘3转动的驱动装置连接，所述热辐射源、驱动装置与控制器电连接，所述靶标盘3上设有用于供红外辐射透过的目标孔31，所述光学目标投影装置、热辐射源分别位于靶标盘3的正面一侧、背面一侧，使热辐射源发出的红外辐射信号透过靶标盘3的目标孔31后投射到光学目标投影装置，光学目标投影装置用于将透过靶标盘3的目标孔31的红外辐射目标投影到红外告警设备的视场中。
34.进一步地，所述光学目标投影装置采用定焦镜头2；所述定焦镜头2用于将透过靶标盘3的目标孔31的红外辐射目标以正确的比例投影到红外告警设备的视场中。
35.进一步地，靶标盘3与定焦镜头2之间的焦距为固定值，根据需要设置。
36.进一步地，所述靶标盘3上设有至少一组目标孔31，每组目标孔31包括至少一个目标孔31；当每组目标孔31包括多个目标孔31时，每组目标孔31内的多个目标孔31孔径相同。
37.当靶标盘3上设有多组目标孔31时，多组目标孔31环圆周间隔分布，多组目标孔31的孔径可以全部相同，也可以全部不同，也可以部分相同等等。
38.如本实施例的每组目标孔31内的一部分目标孔31位于靶标盘3的同一孔径上，每组目标孔31内相邻的两个目标孔31间隔距离根据需要设置。每组目标孔31内的多个目标孔31的位置根据需要设置。
39.如图3所示，本实施例的靶标盘3上设有至少一组第一目标孔31组，至少一组第二目标孔31组以及至少一组第三目标孔31组。
40.第一目标孔31组有5个目标孔31，且目标孔31孔径为0.1mm。第二目标孔31组有6个目标孔31，且目标孔31孔径为0.15mm。第二目标孔31组有7个目标孔31，且目标孔31孔径为0.2mm。
41.不同孔径的目标孔31组分别对应不同的模拟目标。
42.进一步地，热辐射源包括加热器件6(tec)、电流驱动器，所述电流驱动器的输入端与控制器电连接，所述电流驱动器的输出端与加热器件6电连接，形成微型高精度热辐射
源。加热器件6通过固定架8固定在靶标盘3背面，并且贴近靶标盘3。
43.进一步地，热辐射源还包括用于检测加热器件6温度的第一温度传感器和用于检测环境温度的第二温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器的输出端与控制器电连接。环境温度与热辐射源温度形成对比产生温差，通过温差来反映辐射强度。
44.进一步地，所述驱动装置包括旋转电机、电机驱动器，所述电机驱动器的输入端与控制器的输出端电连接，所述电机驱动器的输出端与用于带动靶标盘3转动的旋转电机电连接。
45.进一步地，所述旋转电机的电机轴上周向固定有齿轮4，所述靶标盘3上设有齿圈32，靶标盘3的齿圈32与旋转电机的电机轴上的齿轮4啮合，如减速比可以设置为100/34。
46.本实施例的靶标盘3上固定有转轴33，靶标盘3的转轴33可转动地支撑在壳体1内的支撑座上。转轴33的轴心线与靶标盘3的轴心线位于同一直线。
47.进一步地，本实用新型的超小型高精度的红外动态信号模拟设备还包括用于检测靶标盘3转速的角度传感器，所述角度传感器的输出端与控制器电连接；所述角度传感器用于采集固定在靶标盘的转轴33上磁铁7的磁场变化模拟量信号，并传递给控制器。
48.进一步地，本实用新型的超小型高精度的红外动态信号模拟设备还包括交互组件，所述交互组件与控制器电连接；所述交互组件包括按键、显示屏。显示屏起到监控工作状态、显示电量等等作用。按键用于接收操作者的指令信号，起接受控制的作用，如开、关机控制以及温度控制等。交互组件还包括指示灯。如本实施例交互组件还包括两个指示灯，红色指示灯反映电源工作状态，正常开始红色灯亮起关机红色灯灭，电量低红色灯会闪烁。绿色指示灯反映设备自检状态，自检不通过绿色指示灯闪烁，自检通过指示灯常量。
49.进一步地，本实用新型的超小型高精度的红外动态信号模拟设备还包括壳体1，所述电源、控制器、光学目标投影装置以及热辐射源均固定在壳体1内，所述靶标盘3可转动地支撑在壳体1内；所述壳体1上设有接插件(雷莫接插件)，所述接插件与控制器电连接，用于速度调试(出厂前调试)；所述壳体1上设有投影窗口，与光学目标投影装置对应，光学目标投影装置能够通过壳体1上的投影窗口投射红外辐射目标；所述壳体1上设有导向保护套11，所述导向保护套11围住投影窗口。本实用新型将靶标盘3靠近投影窗口的一面定义为正面。所述光学目标投影装置位于靶标盘3的正面一侧，光学目标投影装置与靶标盘3之间的间距根据需要设置。所述热辐射源分别位于靶标盘3的一侧。热辐射源与靶标盘3之间的间距根据需要设置。
50.本实施例的壳体1内设有电池舱12，通过电池给设备供电。壳体1上的投影窗口位于光学目标投影装置正前方。定焦镜头2对内直接对焦到靶标盘3，对外直接到被测设备。
51.壳体1上的导向保护套11用于与红外告警设备对接，直接对扣在红外告警设备上。所述定焦镜头2用于将透过靶标盘3的目标孔31的红外辐射目标经投影窗口以正确的比例投影到红外告警设备的视场中。
52.本实用新型的超小型高精度的红外动态信号模拟设备使用时，模拟设备的高精度光学目标投影装置即光学镜头对外的面直接对扣在红外告警设备上，高精度光学目标投影装置内部焦平面上安装靶标盘3，微型高精度热辐射源与靶标盘3同步配合工作，以产生红外模拟信号触发红外告警设备告警。
53.控制器输出控制信号给电流驱动器，然后电流驱动器输出合适的电流使加热器件
6开始加热，加热器件6温度升高时红外辐射强度增强。控制器通过周期性的控制电流驱动器的输出功率大小，使加热器件6温度周期性的变化，进而实现红外辐射强度渐变的功能。
54.控制器输出控制信号给电机驱动器，电机驱动器驱动伺服电机5工作，伺服电机5的电机轴上的齿轮4带动靶标盘3转动，当靶标盘3转动时，靶标盘3上面的目标孔31相应也随之运动(如目标孔31在tec区域内双向折返运动)，靶标盘3背面的黑体辐射源辐射红外信号只透过目标孔31，然后经由平行光路成为平行光穿过定焦镜头2以正确的比例投影到告警设备的视场中，即形成了运动的且能量渐变的红外信号目标，以触发红外告警设备告警。同时根据目标的运动特性要求，使用高精度闭环运动模拟目标的匀速、加速、往返等运动特征，结合上述的红外辐射强度渐变控制实现对真实运动目标的高还原度模拟。本发明的模拟根据需求可以做出调整，如可以使用往返变速运动模拟。
55.本实用新型的超小型高精度的红外信号模拟设备由微型高精度热辐射源、高精度光学目标投影装置、运动组件(包括靶标盘3、驱动装置)及交互组件组成一个整体，提高了对红外探测和传感设备的性能测试和评估的效率，不需要固定模拟设备，手持即可完成测试被测装置，体积很小，质量很轻，内置电池供电，不需外部供电，操作方便。
56.本实用新型的超小型高精度的红外信号模拟设备用于模拟目标机动运动红外辐射，不仅可以模拟实验室中对红外探测和传感设备的性能测试和评估，还能对已安装完成的红外探测和传感设备进行功能检测和故障辅助定位，通过高精度的控制方法，实现目标背景辐射可调、目标运动可调，高精度还原复杂场景下目标的机动飞行。
57.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。