一种红外目标模拟系统和方法与流程

本发明涉及红外模拟，特别涉及一种红外目标模拟系统和方法。

背景技术：

1、红外模拟仿真技术是应用于红外成像设备的一种重要技术。

2、相关技术中，红外模拟仿真主要利用实物仿真进行。但是，实物仿真受实际情况限制较多，无法对所有气象状况和背景环境进行测试。

3、因此，针对上述不足，急需一种能够模拟出不同场景的红外目标模拟系统和方法。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种红外目标模拟系统和方法，能够模拟出不同场景的红外目标。

2、第一方面，本发明实施例提供一种红外目标模拟系统，包括耦合单元、第一准直单元、第二准直单元、第一红外光源和第二红外光源；

3、所述第一红外光源和所述第二红外光源用于发射红外光波，所述第一准直单元和所述第二准直单元分别用于将所述第一红外光源发出的散射光和所述第二红外光源发出的散射光整形为平行光束，所述耦合单元用于将所述第一准直单元出射的平行光束和所述第二准直单元出射的平行光束耦合为一束平行光束。

4、在一种可能的设计中，所述耦合单元与其出射的平行光的角度为45°，所述第一准直单元的光轴和所述第二准直单元的光轴垂直。

5、在一种可能的设计中，还包括扩束单元，所述扩束单元用于将所述耦合单元出射的平行光束进行扩束。

6、在一种可能的设计中，所述扩束单元沿光轴方向依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第五透镜用于接收所述耦合单元的出射平行光束，所述第一透镜为凹面弯向像方的正弯月，所述第二透镜是一个平面向着物方的平凹负透镜，所述第三透镜是一个凹面弯向像方的负弯月，所述第四透镜和所述第五透镜分别是凹面弯向物方的正弯月和负弯月。

7、在一种可能的设计中，所述第一准直单元沿光轴方向包括第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜，所述第九透镜用于接收所述第一红外光源发射的散射光，所述第六透镜为凹面弯向物方的负弯月，所述第七透镜为凹面弯向像方的负弯月，所述第八透镜为正凸透镜，所述第九透镜为平面向着物方的平凹负透镜。

8、在一种可能的设计中，所述第二准直单元沿光轴方向包括第十透镜、第十一透镜、第十二透镜和第十三透镜，所述第十三透镜用于接收所述第二红外光源发射的散射光，所述第十透镜为凹面弯向物方的负弯月，所述第十一透镜为凹面弯向像方的负弯月，所述第十二透镜为正凸透镜，所述第十三透镜为平面向着物方的平凹负透镜。

9、在一种可能的设计中，所述扩束单元包括物镜组和目镜组，所述扩束单元的放大倍数通过如下公式设计：

10、

11、其中，τ为所述扩束单元的放大倍数，f1为所述物镜组的焦距，f2为所述目镜组的焦距。

12、在一种可能的设计中，所述扩束单元的入瞳直径、所述扩束单元的焦距、所述第一准直单元的口径和所述第一准直单元的焦距满足如下公式：

13、

14、

15、其中，d为所述扩束单元的入瞳直径，f为所述扩束单元的焦距，d1为所述第一准直单元的口径，f3为所述第一准直单元的焦距，τ为所述扩束单元的放大倍数。

16、在一种可能的设计中，所述扩束单元的入瞳直径、所述扩束单元的焦距、所述第二准直单元的口径和所述第二准直单元的焦距满足如下公式：

17、

18、

19、其中，d为所述扩束单元的入瞳直径，f为所述扩束单元的焦距，d2为所述第二准直单元的口径，f4为所述第二准直单元的焦距，τ为所述扩束单元的放大倍数。

20、第二方面，本发明实施例提供了一种红外目标模拟方法，基于上述中任一红外目标模拟系统，所述红外目标模拟方法包括：

21、利用所述第一红外光源和所述第二红外光源发射红外光波；

22、利用所述第一准直单元和所述第二准直单元分别将所述第一红外光源发出的散射光和所述第二红外光源发出的散射光整形为平行光束；

23、利用所述耦合单元将所述第一准直单元出射的平行光束和所述第二准直单元出射的平行光束耦合为一束平行光束。

24、本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：

25、在本实施例中，第一红外光源和第二红外光源可以分别发射出模拟目标的散射光和模拟背景环境的散射光。第一红外光源和第二红外光源分发出的散射光分别经过第一准直单元和第二准直单元的整形，形成两束平行光束，两束平行光束通过耦合单元耦合成一束同时携带目标信息和环境背景信息的光束，通过本申请提供的方案，能够灵活模拟出不同场景下目标的红外特性。

技术特征：

1.一种红外目标模拟系统，其特征在于，包括耦合单元(2)、第一准直单元(3)、第二准直单元(4)、第一红外光源(5)和第二红外光源(6)；

2.根据权利要求1所述的红外目标模拟系统，其特征在于，所述耦合单元(2)与其出射的平行光的角度为45°，所述第一准直单元(3)的光轴和所述第二准直单元(4)的光轴垂直。

3.根据权利要求1所述的红外目标模拟系统，其特征在于，还包括扩束单元(1)，所述扩束单元(1)用于将所述耦合单元(2)出射的平行光束进行扩束。

4.根据权利要求3所述的红外目标模拟系统，其特征在于，所述扩束单元(1)沿光轴方向依次包括第一透镜(11)、第二透镜(12)、第三透镜(13)、第四透镜(14)和第五透镜(15)，所述第五透镜(15)用于接收所述耦合单元(2)的出射平行光束，所述第一透镜(11)为凹面弯向像方的正弯月，所述第二透镜(12)是一个平面向着物方的平凹负透镜，所述第三透镜(13)是一个凹面弯向像方的负弯月，所述第四透镜(14)和所述第五透镜(15)分别是凹面弯向物方的正弯月和负弯月。

5.根据权利要求1所述的红外目标模拟系统，其特征在于，所述第一准直单元(3)沿光轴方向包括第六透镜(31)、第七透镜(32)、第八透镜(33)和第九透镜(34)，所述第九透镜(34)用于接收所述第一红外光源(5)发射的散射光，所述第六透镜(31)为凹面弯向物方的负弯月，所述第七透镜(32)为凹面弯向像方的负弯月，所述第八透镜(33)为正凸透镜，所述第九透镜(34)为平面向着物方的平凹负透镜。

6.根据权利要求1所述的红外目标模拟系统，其特征在于，所述第二准直单元(4)沿光轴方向包括第十透镜(41)、第十一透镜(42)、第十二透镜(43)和第十三透镜(44)，所述第十三透镜(44)用于接收所述第二红外光源(6)发射的散射光，所述第十透镜(41)为凹面弯向物方的负弯月，所述第十一透镜(42)为凹面弯向像方的负弯月，所述第十二透镜(43)为正凸透镜，所述第十三透镜(44)为平面向着物方的平凹负透镜。

7.根据权利要求3所述的红外目标模拟系统，其特征在于，所述扩束单元(1)包括物镜组和目镜组，所述扩束单元(1)的放大倍数通过如下公式设计：

8.根据权利要求3所述的红外目标模拟系统，其特征在于，所述扩束单元(1)的入瞳直径、所述扩束单元(1)的焦距、所述第一准直单元(3)的口径和所述第一准直单元(3)的焦距满足如下公式：

9.根据权利要求3所述的红外目标模拟系统，其特征在于，所述扩束单元(1)的入瞳直径、所述扩束单元(1)的焦距、所述第二准直单元(4)的口径和所述第二准直单元(4)的焦距满足如下公式：

10.一种红外目标模拟方法，其特征在于，基于权利要求1-9中任一所述的红外目标模拟系统，所述红外目标模拟方法包括：

技术总结
本发明涉及红外模拟技术领域，特别涉及一种红外目标模拟系统和方法。本发明实施例提供一种红外目标模拟系统，包括耦合单元、第一准直单元、第二准直单元、第一红外光源和第二红外光源；所述第一红外光源和所述第二红外光源用于发射红外光波，所述第一准直单元和所述第二准直单元分别用于将所述第一红外光源发出的散射光和所述第二红外光源发出的散射光整形为平行光束，所述耦合单元用于将所述第一准直单元出射的平行光束和所述第二准直单元出射的平行光束耦合为一束平行光束。本发明实施例提供了一种红外目标模拟系统和方法，能够模拟出不同场景的红外目标。

技术研发人员：刘紫瑶,陈良瑜,李婷,申桦炜
受保护的技术使用者：北京环境特性研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17