一种目标探测环境地面模拟系统技术方案

本发明专利技术涉及航空航天实验技术领域，尤其是涉及一种目标探测环境地面模拟系统，包括探测目标模拟模块、云雾环境模拟模块、飞行器流场模拟模块和光束接收模块；所述探测目标模拟模块用于提供模拟的探测目标的辐射光束；所述云雾环境模拟模块用于提供模拟的大气云雾环境；所述飞行器流场模拟模块用于提供模拟的流场环境；所述光束接收模块用于接收由所述探测目标模拟模块发出并穿过所述云雾环境模拟模块和飞行器流场模拟模块之后的辐射光束并成像和记录存储。本发明专利技术能够实现目标光束经过大气云雾模拟模块和飞行器流场模拟模块的光学传输路径的模拟，研究目标光束的大气传输衰减和偏折规律，为飞行器目标探测精度的提高提供依据。据。据。

【技术实现步骤摘要】
一种目标探测环境地面模拟系统


[0001]本专利技术涉及航空航天实验
，尤其是涉及一种目标探测环境地面模拟系统。

技术介绍

[0002]随着现代国防科学技术的发展，导弹、飞机、直升机等各类飞行器对高精度探测能力的需求愈加强烈。大气中的云雾是最常见的气象现象，当探测光进入云雾后，云雾中的云滴微粒(包括液体和固体粒子)会对探测光有反射、吸收、散射和折射作用，导致探测光产生严重的能量衰减和方向偏移，使得探测系统成像模糊识别困难，探测距离大大缩短。此外，探测设备接收到的目标信号受到了目标附近的气动光学效应和目标与探测设备之间的大气光学效应的复合作用，目标图像会产生严重的能量衰减和畸变。因此只有对目标光束的气动光学和大气光传输效应有更深入本质的认识，才能突破目标探测能力的瓶颈。
[0003]美国和欧盟为提升从高速飞行器到无人机红外光学成像探测或末制导能力，对复杂气象条件(如云、雾、雨、雪)开展了大量研究，但研究结果主要集中在理论分析和飞行试验方面。如美国等国家在上世纪90年代就开展过大量飞行试验，直接对真实大气的光传输进行测量，得到了中红外/远红外光透过率与传输距离的关系。但由于实际的大气环境特性复杂，试验室条件下比较难于模拟，因此未能建立复杂气象条件下的物理模型。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种目标探测环境地面模拟系统，能够实现目标光束经过大气云雾模拟模块和飞行器流场模拟模块的光学传输路径的模拟，研究目标光束的大气传输衰减和偏折规律，为飞行器目标探测精度的提高提供依据。<br/>[0005]本专利技术提供一种目标探测环境地面模拟系统，包括探测目标模拟模块、云雾环境模拟模块、飞行器流场模拟模块和光束接收模块；
[0006]所述探测目标模拟模块用于提供模拟的探测目标的辐射光束；
[0007]所述云雾环境模拟模块用于提供模拟的大气云雾环境；
[0008]所述飞行器流场模拟模块用于提供模拟的流场环境；
[0009]所述光束接收模块用于接收由所述探测目标模拟模块发出并穿过所述云雾环境模拟模块和所述飞行器流场模拟模块之后的辐射光束并成像和记录存储。
[0010]优选地，所述探测目标模拟模块包括高能脉冲激光器和光束提升器；
[0011]所述高能脉冲激光器用于模拟探测目标发出的辐射光束；
[0012]所述光束提升器包括光学支杆和两个可调节反射镜，通过调节两个反射镜的角度，提升高能脉冲激光器发出的辐射光束所达到的高度。
[0013]优选地，所述云雾环模拟模块包括水槽、超声波雾化器、玻璃框和分隔板，所述水槽中装有净化水，所述超声波雾化器浸在水中；
[0014]所述超声波雾化器用于通过超声波振动将接触到的净化水雾化形成小水滴进而
弥散在玻璃框包围的空间内形成模拟的大气云雾环境；
[0015]所述分隔板用于改变云雾的厚度来模拟不同的大气传输距离。
[0016]优选地，所述飞行器流场模拟模块包括风洞、飞行器模型和玻璃窗口；
[0017]所述风洞用于产生高速气流，高速气流经过所述飞行器模型后形成高速绕流场，模拟飞行器探测光束穿过的流场。
[0018]优选地，所述光束接收模块包括高速相机、图像采集卡和数据存储计算机；
[0019]所述高速相机与所述图像采集卡电性连接并传输数据；
[0020]所述数据存储计算机用于将图像采集卡采集到的光束图像进行存储。
[0021]优选地，所述高能脉冲激光器为Nd:YAG激光器。
[0022]优选地，所述玻璃框和分隔板均采用光学透过率大于90％的有机玻璃。
[0023]优选地，所述飞行器模型采用飞行器等比例缩小模型。
[0024]优选地，所述玻璃窗口采用光学透光率大于95％的石英玻璃。
[0025]优选地，所述相机为CMOS相机，所述CMOS相机与所述图像采集卡之间采用Full Camera Link接口连接。
[0026]有益效果：
[0027]本专利技术的目标探测环境地面模拟系统能够在地面环境开展目标探测过程的模拟，研究探测光束的气动光学效应和大气光学效应的复合作用效果。相比于理论分析方法更加贴近真实环境；相比于飞行试验成本更低，试验条件控制更加精确，更容易获得规律性的认识；相比于传统的风洞试验方法，考虑到了探测过程中的大气环境影响，更符合真实的目标探测过程。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术目标探测环境地面模拟系统的整体示意图；
[0030]图2为本专利技术探测目标模拟模块的示意图；
[0031]图3为本专利技术云雾环境模拟模块的示意图；
[0032]图4为本专利技术超声波雾化器的原理示意图；
[0033]图5为本专利技术飞行器流场模拟模块的示意图；
[0034]图6为本专利技术光束接收模块接收到的参考光束图像；
[0035]图7为本专利技术光束接收模块接收到的畸变光束图像；
[0036]图8为本专利技术计算获得的目标探测光束传输的视线误差。
[0037]附图标记说明：1
‑
探测目标模拟模块、2
‑
云雾环境模拟模块、3
‑
飞行器流场模拟模块、4
‑
光束接收模块、5
‑
主动减震平台、6
‑
高能脉冲激光器、7
‑
光束提升器、8
‑
水槽、9
‑
超声波雾化器、10
‑
玻璃框、11
‑
分隔板、12
‑
云雾环境、13
‑
金属基片、14
‑
压电陶瓷片、15
‑
微锥孔群、16
‑
待雾化液体、17
‑
模拟云雾、18
‑
风洞、19
‑
飞行器模型、20
‑
玻璃窗口。
具体实施方式
[0038]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种目标探测环境地面模拟系统，其特征在于，包括探测目标模拟模块、云雾环境模拟模块、飞行器流场模拟模块和光束接收模块；所述探测目标模拟模块用于提供模拟的探测目标的辐射光束；所述云雾环境模拟模块用于提供模拟的大气云雾环境；所述飞行器流场模拟模块用于提供模拟的流场环境；所述光束接收模块用于接收由所述探测目标模拟模块发出并穿过所述云雾环境模拟模块和所述飞行器流场模拟模块之后的辐射光束并成像和记录存储。2.根据权利要求1所述的目标探测环境地面模拟系统，其特征在于，所述探测目标模拟模块包括高能脉冲激光器和光束提升器；所述高能脉冲激光器用于模拟探测目标发出的辐射光束；所述光束提升器包括光学支杆和两个可调节反射镜，通过调节两个反射镜的角度，提升高能脉冲激光器发出的辐射光束所达到的高度。3.根据权利要求1所述的目标探测环境地面模拟系统，其特征在于，所述云雾环模拟模块包括水槽、超声波雾化器、玻璃框和分隔板，所述水槽中装有净化水，所述超声波雾化器浸在水中；所述超声波雾化器用于通过超声波振动将接触到的净化水雾化形成小水滴进而弥散在玻璃框包围的空间内形成模拟的大气云雾环境；所述分隔板用于改变云雾的厚度来模拟不同的大气传输距离。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：石伟龙，李晓辉，任少洁，王宏伟，康国剑，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：