一种红外与微波波束合成的方法、装置及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种红外与微波波束合成的方法，将金属网栅匹配地设置在旋转抛物反射面的—中心位置，金属网栅透射红外信号，金属网栅和旋转抛物反射面同时反射微波信号，从而将红外信号与微波信号复合。本发明还公开一种红外与—微波波束合成系统包括红外光源、馈源和旋转抛物反射面，红外目标模拟系统位于旋转抛物反射1面的背面，且红外目标模拟系统的光轴与旋转抛物反射面的光轴重合，馈源位于所述旋转抛物反射面的焦点位置，旋转抛物反射面的中心位置处开设有孔洞，旋转抛物反射面在孔洞处镶嵌有金属网栅，金属网栅与旋转抛物反射面的曲率相匹配。采用上述结构的红外与微波复合仿真装置体积小，重量轻，能够安装在五轴转台的两个外框轴
【专利说明】一种红外与微波波束合成的方法、装置及其系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种红外与微波波束合成的方法、装置及其系统。
【背景技术】
[0002] 红外制导系统具有较高的精度和抗干扰能力，但作用范围较小在不利气候条件下 探测器信躁比大幅降低容易导致目标丢失，而微波雷达制导系统作用距离远具有全天候作 战能力，但其角度分辨率较低易受电磁干扰的影响，将微波雷达和红外系统进行复合将极 大地提商武器系统的目标截获跟踪能力和抗干扰能力。
[0003] 为了在实验室进行红外/微波复合制导的设计、验证、测试和评估，需要建立相 应的红外/微波复合制导半实物仿真系统。波束合成器是红外/微波半实物仿真系统 (Hardware-in-the-Loop，HWIL)中的关键器件，具有将微波信号和红外信号融合的双工特 性和优点。目前，在HWIL仿真系统环境中，波束合成器主要采用红外高反射膜技术、频率 选择表面技术、衍射光学器件等来实现对波段相差很大的双色光谱信号的耦合。上述这种 波束合成器采用反射红外和透射微波的技术路线，属于低通高阻型空间频率滤波器。而高 透光率金属网栅不仅具有对宽频段微波信号的高反射特性，而且还具有对宽波段红外信 号高透射的双工特性，是一种高通低阻型频率滤波器。但是目前采用这种波束合成器的红 外/微波复合仿真系统都是采用平板式金属网栅波束合成器，红外辐射场景通过平板式金 属网栅波束合成器透射，而微波模拟系统需要由馈源和旋转抛物面组成，当馈源安装在旋 转抛物面的焦点上时，才能辐射出平面波，并通过平板式金属网栅波束合成器反射，二者 再进行复合，这种系统由于同时具有旋转抛物面和平板式金属网栅，因此体积较大，不能安 装在五轴转台上，因此，模拟目标的视线角有限。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一是提供一种红外与微波波束合成的方法。
[0005] 本发明的另一个目的是提供一种用于红外与微波波束合成装置。
[0006] 本发明还一目的是提供一种红外与微波波束合成系统，该系统体积小能够安装在 五轴运动转台上，因此能提供较大目标视线角的模拟。
[0007] 为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：
[0008] -种红外与微波波束合成的方法，将金属网栅匹配地设置在旋转抛物反射面的中 心位置，金属网栅透射红外信号，金属网栅和旋转抛物反射面同时反射微波信号，从而将红 外信号与微波信号复合。
[0009] 为解决上述第二个技术问题，本发明采用下述技术方案：
[0010] 一种红外与微波波束合成装置，包括：
[0011] 中心具有开口的旋转抛物反射面；
[0012] 镶嵌在所述旋转抛物反射面开口中的金属网栅，该金属网栅具有与所述旋转抛物 反射面相匹配的曲率。
[0013] 优选地，所述开口为圆形，圆形开口的直径范围为200-300mm。
[0014] 为解决上述第三个技术问题，本发明采用下述技术方案：
[0015] -种红外与微波波束合成系统，包括：
[0016] 用于输出红外光的红外光源；用于输出微波信号的馈源；中心具有开口的旋转抛 物反射面；镶嵌在所述旋转抛物反射面开口中的金属网栅，具有与该所述旋转抛物反射面 相匹配的曲率；所述红外光源位于旋转抛物反射面的背面，且红外光源的光轴与所述旋转 抛物反射面的光轴重合，所述馈源位于所述旋转抛物反射面的焦点位置。
[0017] 优选地，所述开口为圆形，圆形开口的直径范围为200-300mm。
[0018] 优选地，金属网栅的网格孔被设计为能够透过红外光且反射所述微波信号。
[0019] 优选地，所述金属网栅的网格孔呈正方形，边长1. 5mm，线宽1mm。
[0020] 本发明的有益效果如下：
[0021] 以往的红外微波复合仿真系统体积大，重量重，不能安装在五轴转台上，因此， 只能模拟小视场（几度范围内）的红外目标运动与固定不动的微波复合。本发明通过在 旋转抛物反射面中心的孔洞处镶嵌金属网栅，并使金属网栅与旋转抛物反射面的曲率相匹 配.将以往平板式金属网栅波束合成器与旋转抛物反射面的功能合二为一，这样建立的红 外与微波波束合成系统体积小，重量轻，能够安装在五轴转台的两个外框轴上，因此，该复 合目标能够模拟的视场就是两轴台的旋转角度，通常能达到±50°，在考虑防碰撞的情况 下也能达到±30°以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0023] 图1示出本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说 明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具 体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0025] -种红外与微波波束合成的方法，利用金属网栅反射微波信号和透射红外信号的 特性，将金属网栅匹配地设置在旋转抛物反射面的中心位置，金属网栅透射红外信号，金属 网栅和旋转抛物反射面同时反射微波信号，从而将红外信号与微波信号进行复合。
[0026] -种红外与微波波束合成的装置，包括中心具有开口的旋转抛物反射面；镶嵌在 所述旋转抛物反射面开口中的金属网栅，该金属网栅具有与旋转抛物反射面相匹配的曲 率。开口为圆形，圆形开口的直径范围为200-300mm。
[0027] 如图1所示，一种红外与微波波束合成系统，包括红外光源1、旋转抛物反射面2和 馈源3,红外光源1位于旋转抛物反射面2的背面，且红外光源1的光轴与旋转抛物反射面 2的光轴重合，馈源3位于旋转抛物反射面2的焦点位置，旋转抛物反射面2的中心位置处 开设有孔洞，孔洞处镶嵌有金属网栅4,金属网栅4与旋转抛物反射面2的曲率相匹配。因 金属网栅4的周期远小于微波波长，具有对宽频段微波的高反射率，同时，其周期远大于 红外波长，故又具有对红外高透射率的双工特性。因此红外光源1发出的红外信号透射通 过金属网栅4,馈源3发出的微波信号经旋转抛物反射面2和金属网栅4共同反射，这样红 外信号与微波信号就被复合在一起。因旋转抛物反射面2和金属网栅4具有一定的曲率， 所以该红外与微波复合仿真装置的体积就大大减小，能够安装在五轴转台上，从而提供较 大的视场角。
[0028] 本实施例中红外光波长3?5 μ m，微波信号频率为8-18GHZ ;旋转抛物反射面2的 中心位置处开设的孔洞直径为0260mm.旋转抛物反射面2的焦距为700mm ;为金属网栅4 的网格孔呈正方形，边长1. 5mm，线宽1mm。这样建立的红外与微波波束合成系统体积小，重 量轻，能够安装在五轴转台的两个外框轴上，该复合目标能够模拟的视场就是两轴台的旋 转角度，通常能达到±50°，在考虑防碰撞的情况下也能达到±30°以上。
[0029] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【权利要求】
1. 一种红外与微波波束合成的方法，其特征在于：将金属网栅匹配地设置在旋转抛物 反射面的中心孔洞位置，金属网栅透射红外信号，金属网栅和旋转抛物反射面同时反射微 波信号，从而将红外信号与微波信号复合。
2. -种红外与微波波束合成装置，其特征在于，包括： 中心具有开口的旋转抛物反射面； 镶嵌在所述旋转抛物反射面开口中的金属网栅，该金属网栅具有与所述旋转抛物反射 面相匹配的曲率。
3. 根据权利要求2所述的红外与微波波束合成装置，其特征在于：所述开口为圆形，圆 形开口的直径范围为200-300mm。
4. 一种红外与微波波束合成系统，其特征在于，包括： 用于输出红外信号的红外光源； 用于输出微波信号的馈源； 中心具有开口的旋转抛物反射面； 镶嵌在所述旋转抛物反射面开口中的金属网栅，该金属网栅具有与所述旋转抛物反射 面相匹配的曲率； 所述红外光源位于旋转抛物反射面的背面，且红外光源的光轴与所述旋转抛物反射面 的光轴重合，所述馈源位于所述旋转抛物反射面的焦点位置。
5. 根据权利要求4所述的红外与微波波束合成系统，其特征在于：所述开口为圆形，圆 形开口的直径范围为200-300mm。
6. 根据权利要求4所述的红外与微波波束合成系统，其特征在于：金属网栅的网格孔 被设计为能够透过红外光且反射所述微波信号。
7. 根据权利要求6所述的红外与微波波束合成系统，其特征在于：所述金属网栅的网 格孔呈正方形，边长为1. 5mm，线宽为1mm。
【文档编号】G01S7/497GK104215950SQ201410483850
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】虞红, 金从军, 高阳, 张盈, 杜惠杰 申请人:北京仿真中心