红外微波复合目标源校准装置的制造方法
【技术领域】
[0002] 本发明涉及航空航天类产品测试技术领域，尤其涉及一种红外微波复合目标源校 准装置。
[0003]
【背景技术】
[0004] 红外微波双模复合导引头可以克服单种制导方式的缺点，发挥各自的优点，从而 提高导弹的制导精度和抗干扰性能，越来越受到各国的重视，成为精确制导武器系统的发 展方向。红外微波复合目标源是双模复合导引头的主要检测和鉴定设备。在实验中，利用 红外微波复合目标源来模拟运动及距离可调的目标，用来检测导弹的灵敏度、捕获概率、调 制特性和跟踪特性等性能。红外微波复合目标源的准确度和性能稳定性，直接关系到复合 导引头系统的主要技术指标和性能。在检测复合导引头系统的各参数过程中，重点关心的 是红外微波复合目标源的定位精度和同轴度。目前国内外在红外目标、微波目标联合校准 方面还没有成熟的标定设备，存在空白。现有的目标标定装置中通常只能对红外目标或微 波目标进行标定。
[0005] 针对红外目标位置校准，《第十届全国设备检测与诊断技术学术会议论文集》中 的《半导体激光中心线准直的原理与实现》论文中采用激光准直校准方法对目标位置进行 校准，该方法简单、易于实现、成本低，但光束在空气中会受到各种随机气流的影响，温度变 化、白光突然照射等都将干扰光束的稳定性，降低校准的准确度。由于光束在空间损失较 大，该方法对激光发射器的功率要求较高。由于生产技术工艺限制，LD输出光的像散不能 完全消除，这也将对校准精度带来一定影响。
[0006] 针对微波目标位置标定，《技术平台》期刊的《比幅测向及其误差分析》论文中的比 幅测向系统通过对两个信道或者两个以上信道所接收的同一外界信号的幅度进行比幅来 完成测向功能。在该系统中，由于相邻通道的内部噪声（电噪声)是不相干的，在幅度比值运 算时，二者不能互相抵消，会引起通道失衡，造成测角误差。另外，波束宽度的变化、张角的 变化以及幅度比值的变化也都可能引起测角误差。
[0007]
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种红外微波复合目标源校准装置，能够解决红外目标、 微波目标联合校准问题，现场测量在各种环境下红外微波复合目标源的红外目标方位、微 波目标方位及红外目标和微波目标的方位偏差，测角精度高，红外测角和微波测角一致性 好。
[0009] 为解决上述问题，本发明提供一种红外微波复合目标源校准装置，包括红外测角 装置、微波测角装置、专用工装夹具和监视器，其中，红外测角装置与微波测角装置通过专 用工装夹具安装在导引头的旋转支架上，专用工装夹具保证红外测角装置的光轴、微波测 角装置的接收天线电轴和导引头的旋转支架的机械轴的三轴重合，所述导引头的旋转支架 的机械轴与导引头的弹轴重合； 红外测角装置包括红外热像仪和视频传输线，所述视频传输线分别与所述红外热像仪 和监视器连接，所述红外热像仪用于测量得到红外目标源光斑，并通过视频传输线将红外 目标源光斑传输给监视器进行实时显示； 所述微波测角装置包括四元阵校准接收天线、第一变频链路、第二变频链路和微波矢 量网络分析仪，所述四元阵校准接收天线有四个结构完全相同的天线喇叭，组成一个共面 的相位测量天线阵列，两个天线喇叭分一组，一组构成方位接收电线，另一组构成俯仰接收 天线，所述方位接收电线通过第一变频链路或第二变频链路与所述微波矢量网络分析仪连 接，所述俯仰接收天线通过第二变频链路或第一变频链路与所述微波矢量网络分析仪连 接，所述四元阵校准接收天线用于接收微波目标源通过发射天线辐射的微波信号并通过第 一变频链路和第二变频链路发送至微波矢量网络分析仪，所述微波矢量网络分析仪用于对 接收到的微波信号进行比相处理，即测量一对方位接收天线和一对俯仰接收天线接收到的 信号相位差并输出到监视器； 所述监视器分别与红外测角装置、微波测角装置连接，用于对红外测角装置输出的红 外目标源光斑和对微波测角装置输出的一对方位接收天线和一对俯仰接收天线接收到的 信号之间的相位差分别进行处理，得到红外微波复合目标源的红外目标方位、微波目标方 位及红外与微波目标方位偏差。
[0010] 进一步的，在上述装置中，所述红外热像仪设计为长焦距工作模式，其尾部物理接 口与导引头相同，并保证红外热像仪的光学轴线与导引头同轴。
[0011] 进一步的，在上述装置中，所述红外热像仪包括红外镜头和与所述红外镜头连接 的红外焦平面探测器，红外镜头根据标定要求而设计定制，起到平行光管的作用，将红外目 标源透射出的平行光会聚于红外焦平面探测器上。
[0012] 进一步的，在上述装置中，所述红外焦平面探测器选用44~176mm双视场变焦镜 头+25μπι非制冷探测器。
[0013] 进一步的，在上述装置中，所述红外镜头最大焦距为176_，红外镜头具备大小两 个视场，两个视场的焦距分别为44mm和176mm，响应波段8~14Mm，帧频25Hz，空间分辨率 0.57 ~0.14mrad，每个视场的大小范围为 12.45° X9.35。~3.12。X2.34。。
[0014] 进一步的，在上述装置中，微波矢量网络分析仪还用于通过射频馈线交换方式得 到微波馈线导致的系统误差，参考系统误差的同时测得一对方位接收天线和一对俯仰接收 天线接收到的信号之间的相位差并输出至监视器。
[0015] 进一步的，在上述装置中，所述监视器，用于对红外目标源光斑进行多次测量来确 定红外目标源光斑的中心位置。
[0016] 进一步的，在上述装置中，所述监视器，用于计算出红外目标源光斑与红外热像仪 的光轴的中心点的距离d，并通过几何关系d = L sinei，计算出红外目标源的光轴与红外 热像仪的光轴的相对夹角，及根据即可得到红外微波复合目标源的红外目标方位， 其中，红外热像仪的镜头焦距L固定且已知。
[0017] 进一步的，在上述装置中，所述监视器，用于根据公式iup， ? 得到微波 Λ 目标方位角·^，及根据專得到微波目标方位，其中，Α是一对方位接收天线和一对俯仰接 收天线之间的距离，：?是工作波长，△史为一对方位接收天线和一对俯仰接收天线接收到 的信号之间的相位差。
[0018] 与现有技术相比，本发明通过红外测角装置、微波测角装置、专用工装夹具和监 视器，将红外测角装置与微波测角装置在结构上进行了整合，能够现场同时测量在各种环 境下红外微波复合目标源的红外目标方位、微波目标方位及红外目标和微波目标的方位偏 差，测角精度高，红外测角和微波测角一致性好。
[0019] 此外，所述监视器对红外目标源光斑进行多次测量来确定红外目标源光斑的中心 位置，微波矢量网络分析仪通过射频馈线交换方式得到微波馈线导致的系统误差，参考系 统误差的同时测得方位接收天线和俯仰接收天线接收到的信号之间的相位差并输出至监 视器，监视器测量时对系统误差进行补偿，使最终测量得到的红外目标方位、微波目标方位 及红外目标和微波目标的方位偏差的精度更高，经实测，同条件下红外测得的目标方位角 和微波测得的目标方位角差值< 3'，红外测角和微波测角一致性好。
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【附图说明】
[0021] 图1是本发明一实施例的红外微波测角装置的轴向截面图； 图2是本发明一实施例的红外微波测角装置的径向截面图； 图3是本发明一实施例的微波测角装置的结构图； 图4a和4b是本发明一实施例的馈线交换前和交换后的测试示意图； 图5是本发明一实施例的热像仪测角原理图； 图6是本发明一实施例的微波测角装置的测角原理图。
[0022]
【具体实施方式】
[0023] 为