一种用于光学场景能量模拟的连续衰减系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于目标模拟仿真技术领域，主要涉及一种用于光学场景能量模拟的连 续哀减系统。
【背景技术】
[0002] 随着红外成像制导武器的发展，要求目标模拟器能够提供更逼真的目标与场景影 像。光学目标与场景的能量模拟作为目标模拟器的重要组成部分，能够为导引头传感器提 供实时的准确的目标和场景辐射源，从而可以通过仿真实验对导引头系统目标捕捉与追 踪的能力进行测试，这样不仅可以减少导引头系统性能的测试成本，还大大缩短了武器的 研制周期。因此，如何实现光学目标与场景辐射能量的精确模拟对红外成像制导武器的发 展就具有了重要的意义。
[0003] 红外目标模拟器由光学系统模拟空中目标的红外辐射特性，通过连续改变目标能 量，模拟不同弹目距离时目标能量的大小。目前常用的能量调节方式有两种：一是利用中性 衰减片进行能量调节，二是利用偏振衰减片进行能量调节。中性衰减片的透过率一般随波 长而变，不能实现宽波段能量的均匀衰减；而偏振衰减片在高能量状态下需要对偏振片进 行冷却才能工作，具有一定的弊端。
[0004] 中国专利公开号CN 102419520 A，公开日2012年04月18日，发明创造的名称为 "一种对准信号模拟发生装置"，该申请方案采用旋转连续衰减轮盘的方法控制能量连续变 化，其中衰减轮盘上至少设置一个衰减率变化周期，在该周期内衰减率沿圆周方向由〇%连 续变化到100%，再从100%连续变化到〇%，在径方向上衰减率则相同。但是，径向方向上的衰 减率沿圆周方向连续变化不仅对衰减率的连续变化精度提出了很高的要求，而且工艺实施 较为困难，影响了能量的连续变化精度。中国专利公开号CN 103309031 A，公开日2013年9 月18日，发明创造的名称为"用于激光光束质量分析仪的机电复合式调光系统"，该申请方 案采用机械式单轮可变光学衰减圆盘与CCD相机电子快门级联的方法控制能量连续变化， 其中光学衰减圆盘上装有6个具有不同衰减倍率的圆形衰减片和两个相邻圆孔，它们的圆 心均布在同一个圆上，而CCD相机电子快门曝光时间分为9档。但由于6个衰减片的衰减 倍率和CCD相机电子快门的9档曝光时间都是取互不相同的确定值，且能量衰减过程是在 6个相互间断的衰减片上逐个进行的，这就造成能量变化存在一定程度的量子化现象，不能 保证能量的连续变化精度。由此来看，现有技术尚未解决目标源表面能量的连续调节问题。
【发明内容】
[0005] 在本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种用于光学场景能量模拟的连续衰 减系统，在满足目标源表面光束均匀照射的同时，实现了目标源表面能量的连续变化。
[0006] 本发明采用的技术方案是：红外成像目标模拟器通过在实验室条件下模拟红外目 标来对导引头光学系统进行测试，其最重要的组成部分是能量连续衰减系统。该系统结构 如图1所示，包括高温黑体（1)、隔热套（2)、光源镜组1 (3)、连接板（4)、光源镜组2 (5)和 光学渐变衰减片及驱动系统（6)，它能够实现能量在目标源表面的均匀照射和输出能量的 快速连续衰减，从而实现目标源对用来测试导引头光学系统性能的光学场景及目标的灰度 模拟。
[0007] 所述光学渐变衰减片放在光源镜组2 (5)的入瞳位置，即光源镜组2的物方焦面 上，使光学渐变衰减片上每一光源像点发出的各个方向的光都以平行光形式入射在目标表 面上，使得不同光源像点发出的平行光束在目标表面上均匀叠加，从而实现目标表面的均 匀照射。
[0008] 所述光学渐变衰减片为圆形，分为8个面积相等的扇形区域，每个扇形区域具有 不同的透过率，且刚好使像光源孔径内切于其中，通过连续旋转光学渐变衰减片使相邻两 区域内的能量透过率连续变化，可以实现输出能量的连续变化，从而对具有不同辐射特性 的目标进行模拟。
[0009] 所述的光学渐变衰减片的8个扇形区域的透过率分别为0%、15%、30%、45%、60%、 75%、90%、100%。
[0010] 与现有技术方法相比，本发明的有益效果是：能量连续衰减系统将光学渐变衰减 片放在第二组镜片的入瞳位置，实现了能量在目标源表面的均匀照射；另外，光学渐变衰减 片分成8个面积相等的扇形区域，每个扇形区域采用光刻和镀膜的办法实现了不同的透过 率，从而通过连续旋转光学渐变衰减片实现了相邻两区域内能量透过率的连续控制。
【附图说明】
[0011] 图1是能量连续衰减系统的结构图。
[0012] 图2是光学渐变衰减片的结构图。
[0013] 图3能量连续衰减系统的工作光路图。
【具体实施方式】
[0014] 本下面结合附图对本发明作进一步详细的描述： 红外成像目标模拟器通过在实验室条件下模拟红外目标来对导引头系统性能进行测 试，它是光电探测半实物仿真性能测试系统中最重要的设备，而能量连续衰减系统是该目 标模拟器的重要组成部分，其结构如图1所示，包括高温黑体（1)、隔热套（2)、光源镜组1 (3)、连接板（4)、光源镜组2 (5)和光学渐变衰减片及驱动系统（6)，它能够实现能量在目标 源表面的均匀照射和输出能量的快速连续衰减，从而实现了目标源对用来测试导引头系统 性能的光学场景及目标的灰度模拟。
[0015] 所述高温黑体作为本照明系统的红外光源，其温度范围为50°C ~1500°C，0. 5°C步 长可调，发射率>98%。所述光学渐变衰减片如图2所示，是直径为50mm的圆形。光学渐变 衰减片分成8个面积相等的扇形区域，每个扇形区域的弧度为45°，且高温黑体（1)经光源 镜组1 (3)在光学渐变衰减片上所成的像光源，其通光孔径即图2中的圆形剖线部分