一种便携式紫外羽烟模拟器的制作方法

本发明属于电子，涉及一种便携式紫外羽烟模拟器。

背景技术：

1、紫外告警系统是用来探测来袭导弹羽烟中的紫外辐射，保护本机并且能够给出来袭目标的参数，采取有效对抗措施。准确测试告警距离等指标对评价紫外告警设备实战效能至关重要。由于威胁告警对象的多样性，其辐射强度、时间特性、空间特性等方面均存在较大差异，因此，以紫外羽烟模拟器进行告警试验在实际应用中十分重要。紫外羽烟模拟器根据实测、分析、建模，模拟导弹发射时尾烟内紫外成分的辐射状态，其产生信号的光谱特征及辐射运动特性需与规定型号的导弹一致。

2、紫外线通常是指在电磁波谱中位于10～400nm波长的一段波谱，分布在可见光紫光区外侧。由于只有波长大于200nm的紫外辐射才能在大气中传输，所以通常研究的紫外辐射效应以及紫外成像技术的应用均在200-400nm范围内。目前常说的"日盲"型紫外是指太阳辐射的200～300nm波段的紫外光，在通过地球大气层到达地球表面时，受大气衰减的影响，紫外辐射被大气层中的臭氧吸收，基本到达不了地球表面，因此习惯上把200～300nm这段太阳辐射到达不了地面的中紫外光谱区称为"日盲"波段。

3、日盲紫外探测技术在军事领域有重要的应用。导弹和飞机在高速飞行时，尾焰辐射出大量的紫外线(含日盲紫外)。近地表面目标的日盲紫外探测避开了阳光干扰，具有极高的信噪比，减少了信号处理难度。

4、导弹通常采用固体推进剂，其产生紫外羽烟辐射的机理如下：

5、热辐射：导弹羽烟的温度高达2000k左右，能够产生一定量的紫外辐射，其辐射的连续谱同一般灰体发射的谱相似，尤其含铝的推进剂的尾气流中，大量的高温粒子会产生强烈的紫外辐射。

6、化学荧光：化学荧光是由化学动力学过程导致的非平衡自由辐射，羽烟中一些未燃尽燃料产生的化学反应导致了紫外辐射。

7、此外，还有热滞后的粒子发射、分子电子发射等，这些因素的共同作用使导弹羽烟在中紫外区呈现连续谱特征。

8、现阶段的模拟导弹发动机紫外辐射光谱为250-300nm，在现阶段选用的大都数为氖泡作为模拟器的辐射源。

9、现市场近场模拟器由于氖泡体积大，易发热，功耗大，为氖泡散热提供较大设计空间，导致整体结构设计比较笨重。现市场近场模拟器大小尺寸为(199mm×177mm×68.5mm)，重量更是达到1.6kg，不易于人机工效。

10、现市场近场模拟器功能按键只有一个，设置的发射曲线只有一条，不能够进行曲线切换与曲线添加、删除、修改、设置等功能，导致现市场近场模拟器应用范围小，不便应用于各种场合情况。

11、氖泡的低温环境适应性能力差，氖泡中的钨丝虽然耐高温，但钨丝的低温效果差，氖泡在低温工作条件下，会由于其自身原因导致在低温工作条件下所发出的紫外光微弱，设计出的发射曲线与实际发射出的辐射强度等曲线出现重大偏差，从而导致现市场近场模拟器使用条件有限，不足之处更加明显。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种便携式紫外羽烟模拟器，解决了通过led来产生多条多种模拟导弹尾焰和羽烟所发出的紫外辐射和led上电闪烁的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种便携式紫外羽烟模拟器，包括主控制器、电源、按键、指示灯、运算放大器电路、驱动电路、延迟控制电路和led灯接口，按键、指示灯、运算放大器电路和延迟控制电路均连接主控制器，驱动电路连接led灯接口，led灯接口用于连接外部led灯珠；

4、驱动电路用于产生驱动信号来驱动外部led灯珠，运算放大器电路用于为驱动电路提供控制信号并采集驱动电路的输出电流；延迟控制电路用于为驱动电路提供延迟启动信号；

5、主控制器用于存储数个导弹紫外辐射强度的动态曲线，并通过运算放大器电路和延迟控制电路来控制驱动电路产生驱动信号；

6、电源为按键、指示灯、运算放大器电路、驱动电路和延迟控制电路供电。

7、优选的，所述电源包括电池充电管理电路和保护电路，电池充电管理电路包括充电芯片u3、接口jp1、接口p8、tvs保护器d10、熔断器f1、二极管v9、二极管v10、电容c43、电容c44、电阻r51、电阻r57、电阻r59、电容c48、电容c45、电阻r53、场效应管q1、电容c47、二极管v11、二极管v12、电感l4、电阻r54、电阻r55、电阻r56、电阻r52、电阻r58、电容c46和tvs管d11，接口p8用于连接外部电源，接口p8的1脚和4脚为外部电源输入的正极、2脚和3脚为外部电源输入的地线，接口p8的1脚通过熔断器f1连接二极管v9的正极，二极管v9的负极连接场效应管q1的s极，tvs管d10的两端分别连接接口p8的1脚和接口p8的2脚，二极管v10的正极连接二极管v9的正极、负极连接二极管v10的负极，电容c43和电容c44为二极管v9的负极的滤波电容，充电芯片u3的vg端通过电容c45连连接二极管v9的负极、gnd端连接接口p8的2脚、chrg端通过电阻r51连接接口jp1的1脚、done端通过电阻r57连接接口jp1的3脚、com端通过串联连接的电阻r59和电容c48连接接口p8的2脚、drv端连接场效应管q1的g极、vcc端通过电阻r53连接二极管v9的负极，接口jp1的2脚连接二极管v9的负极，电容c47为充电芯片u3的vcc端的滤波电容，场效应管q1的d极通过串联连接的电感l4和电阻r52输出正电源v_charge，场效应管q1的d极还连接二极管v11的负极，二极管v11的正极连接接口p8的2脚，二极管v12的负极连接场效应管q1的d极、正极连接接口p8的2脚，电感l4与电阻r52的连接节点还通过电阻r54连接充电芯片u3的csp端，充电芯片u3的bat端和fb端分别通过电阻r55和电阻r56连接正电源v_charge，充电芯片u3的fb端还通过电阻r58连接接口p8的2脚，电容c46为正电源v_charge的滤波电容，tvs管d11的一端连接正电源v_charge、另一端连接接口p8的2脚；

8、接口jp1用于连接一个外部电源指示灯；

9、保护电路包括接口p11、接口p10、熔断器f2、电阻r62、电阻r61、电阻r60、电容c55、电容c49、电容c50、二极管v13和场效应管q2，接口p11的1脚连接正电源v_charge、2脚连接接口p8的2脚，接口p11的2脚还连接场效应管q2的d极，接口p11用于连接外部电池组，接口p10的1脚连接正电源v_charge、2脚和3脚均通过熔断器f2输出v_battery电源、4脚通过电阻r62连接接口p8的2脚，电阻r61的一端连接v_battery电源、另一端连接场效应管q2的d极，场效应管q2的g极通过电阻r60连接v_battery电源，二极管v13的负极连接场效应管q2的g极、正极连接场效应管q2的s极，场效应管q2的s极输出地线，电容c49和电容c50为v_battery电源的滤波电容；接口p10用于连接外部电源开关。

10、优选的，所述驱动电路包括led驱动器u1、电阻r1、电容c1、电容c2、电容c3、二极管d1、电阻r2、电容c4、电容c5、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6和电容c6，所述led灯接口为接口j1，电阻r1的一端连接v_battery电源、另一端连接led驱动器u1的vin端，led驱动器u1的vin端还通过并联连接的电容c1和电容c2连接地线，led驱动器u1的vc端和vin端连接电容c3，led驱动器u1的gnd端连接地线、sw端通过电感l1连接接口j1的1脚，二极管d1的负极连接led驱动器u1的sw段、正极连接地线，电容c4和电容c5为接口j1的1脚上的滤波电容；

11、接口j1的2脚通过电阻r2连接led驱动器u1的cs端，接口j1的2脚还通过并联连接的电阻r3和电阻r4连接地线；接口j1的1脚和2脚之间还并联连接有电阻r5、电阻r6和电容c6。

12、优选的，所述运算放大器电路包括放大器u2、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电阻r14、电阻r13、电阻r11、电阻r12、电容c11和电容c12，放大器u2的-ina端通过电阻r10连接所述led驱动器u1的cs端、+ina端连接所述主控制器的一个da接口，电容c8为放大器u2的+ina端的滤波电容，放大器u2的v-端连接地线、v+端连接所述电源提供的正电压avdd，电容c9和电容c10为放大器u2的v+端的滤波电容，放大器u2的+inb端通过电阻r11连接接口j1的2脚、-inb端通过电阻r13连接放大器u2的outb端，放大器u2的-inb端还通过电阻r12连接地线，电容c11的一端连接地线、另一端通过电阻r11连接放大器u2的+inb端，放大器u2的outb端通过电阻r14连接所述主控制器的一个ad接口，电阻c12的一端通过电阻r14连接放大器u2的outb端、另一端连接地线。

13、优选的，所述延迟控制电路包括三极管a1、电阻r9、电阻r8、电阻r7、二极管d2和二极管d3,三极管a1的发射极连接地线、集电极通过电阻r7连接v_battery电源、基极通过电阻r8连接所述主控制器的一个io口，电阻r9的一端连接三极管a1的基极、另一端连接地线，二极管d2的正极连接三极管a1的集电极、负极连接二极管d3的正极，二极管d3的负极连接所述led驱动器u1的cs端。

14、优选的，所述主控制器的型号为gd32f103rct6，所述充电芯片u3的型号为cn3765。

15、优选的，所述led驱动器u1的型号为xl3005；所述放大器u2的型号为sgm8552。

16、本发明所述的一种便携式紫外羽烟模拟器，解决了通过led来产生多条多种模拟导弹尾焰和羽烟所发出的紫外辐射和led上电闪烁的技术问题，本发明使用的是led作为模拟器的光源，使用led作为光源时，当切断电源时，led中无电流通过，led自身不发热等因素，能够阻断发射出的紫外光，本发明的led的效率高，30w的氖泡相当于6w的led，led的发光效率在90-130lm/w，而氖泡的发光效率一般在17-33lm/w，两者相差4-5倍，led的发光效率高达90％，大部分的能量都能够聚集发散出去，大大的降低了设备的功耗。