【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达-红外半实物仿真，具体地，涉及雷达-红外光电轴高精度自动校准方法与系统。
技术介绍
1、雷达-红外复合半实物仿真系统是在一个实验室内同时实现雷达信号和红外信号的模拟，为被测产品提供来自同一目标的雷达和红外辐射信号。而雷达和红外辐射信号是两类不同原理和不同方向的模拟设备生成，在试验前需要借助校准手段实现雷达-红外辐射信号的光电轴指向的一致。目前的校准方法是分别利用雷达和红外两套独立的校准设备分别对雷达信号和红外信号进行校准，存在校准设备反复拆卸，校准过程繁琐，耗时长，误差较大等不足。
2、本专利结合仿真系统的特点，将雷达辐射接收处理设备和红外探测设备进行结构设计集成在一起，避免了校准设备在三轴转台上反复拆卸等带来的校准过程繁琐和耗时长，以及基准不一致带来的校准误差大等问题；通过光纤实时控制三轴转台、标准雷达接收天线直线运动导轨、雷达目标阵列、红外目标模拟器和波束复合器等，按照校准流程实现设备控制、数据获取和结果计算等整个校准过程的自动化；通过静区平面高位置精度、小步长扫描等方法，以及测量误差平均抵消等算法，实现校准结果的高精度。
3、专利文献cn115694678a(申请号202211246427.0)公开了射频场特性测试装置及方法，是针对半实物仿真系统静区电磁场特性的测量，基于转台自旋的射频场特性测试装置和方法，解决半实物仿真系统的射频静区场幅值和相位分布高精度测量的难题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种
2、根据本专利技术提供的一种雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，包括：红外校准分系统、雷达校准分系统、一体化机械结构件、校准控制系统、自动校准系统；
3、所述红外校准分系统和所述雷达校准分系统设置在所述一体化机械结构件内；
4、所述红外校准分系统，用于对红外光轴指向误差进行测试；
5、所述雷达校准分系统，用于对射频电磁辐射形成的静区近似平面波场的振幅分布、相位分布和电轴指向误差进行测试；
6、所述校准控制系统，用于控制红外校准分系统和射频校准分系统；
7、基于红外光轴指向误差和电轴指向误差计算光-电轴指向误差，并判断光-电轴指向误差是否满足预设要求，当不满足预设要求时，则对电轴和光轴进行校准，重新对红外光轴指向误差进行测试以及对电轴指向误差进行测试，直至光-电指向误差满足预设要求。
8、优选地，所述一体化机械结构件包括：吸波材料盖、主体结构和安装盘；
9、所述主体结构为圆筒结构；上端面固定所述雷达校准分系统中的直线运动导轨，所述直线运动导轨上设有雷达校准分系统中雷达标准接收天线；所述雷达校准分系统包括：射频信号接收处理单元；所述射频信号接收处理单元在圆筒结构内部；
10、所述红外校准分系统安装在所述一体化机械结构件内部中间，保证红外镜头中轴与圆筒中轴重合；且所述主体结构上端面固定的直线运动轨道在红外镜头外围；
11、所述吸波材料盖是在雷达电轴指向误差校准时，利用所述吸波材料盖将所述红外校准分系统和金属结构遮挡，仅将所述雷达校准分系统中的雷达标准接收天线露出；
12、所述安装盘与所述三轴转台连接。
13、优选地，所述红外校准分系统包括：
14、将三轴转台设置为零位，所述红外校准分系统中的探测设备焦距调至无穷远，点亮仿真系统中的红外目标模拟器任意像素点，通过校准控制系统控制三轴转台以一定间隔旋转运动一周，当红外校准分系统运动至每个位置点时，获取每个位置点相应的满足预设要求的光点红外图像，并保存当前满足预设要求的光点红外图像；其中，获得的满足预设要求的光点红外图像不少于4张；校准控制系统根据光点的灰度图像，得到每张图像光点的几何中心位置；将多个光点的几何中心进行圆拟合，得到圆心o(x,y)；
15、点亮仿真系统中的红外目标模拟器物理中心位置光点，获取满足预设要求的光点红外图像，得到光点中心像素位置a(x,y)；
16、计算a点与o点之间的水平和垂直方向的像素个数nx、ny，计算光轴指向位置与三轴转台回转中心的偏差；
17、光轴指向误差包括：
18、
19、其中，θir表示光轴指向误差；nx表示水平方向上的像素数；ny表示垂直方向上的像素数；α表示红外校准分系统角分辨率。
20、优选地，所述雷达校准分系统包括：
21、点亮仿真系统中雷达目标阵列中心天线，雷达标准接收天线从导轨起点位置接收到的电磁信号发送至所述标准控制系统，所述标准控制系统保存测得的幅值和相位数据；雷达标准接收天线以小于雷达波长四分之一的间隔运动至下一点，再次保存相应幅值和相位数据，直至运动至导轨终点；
22、所述标准控制系统控制三轴转台旋转，以一定角度间隔至下一角度位置，雷达标准接收天线在运动轨迹带动下测得多个点的幅值和相位数据；三轴转台再次旋转，直至旋转一周，雷达标准接收天线扫描得到静区面内所有位置点的两次幅值和相位数据；将相同位置点的两次幅值和相位数据平均，得到静区平面内的平均幅值和相位；
23、根据平均后的相位测试数据近似平面波场拟合得到电轴指向所在位置；
24、电轴指向误差包括：
25、
26、其中，λ表示射频信号波长；kx表示射频目标辐射波面法向与yoz面的夹角正切值；ky表示射频目标辐射波面法向与xoz面的夹角正切值；c表示相位偏移量；
27、电轴指向误差θrf计算公式如下：
28、
29、优选地，计算光-电轴指向误差，当光-电轴指向误差小于仿真系统指标要求，则当前校准结束；若光-电轴指向误差大于指标要求，则将电轴指向误差量反馈给仿真系统中辐射雷达信号的天线阵列或电链路器件，根据当前电轴指向误差量进行电轴的校准；光轴指向误差量反馈给仿真系统中辐射红外信号的红外目标模拟器件或光链路器件波束复合器，根据当前光轴指向误差量进行光轴的校准；待电轴和光轴调整完成后，再次进行测量，得到光-电轴指向误差，直至光-电轴指向误差满足预设要求；
30、
31、优选地，所述红外校准分系统工作波段包括中波红外和长波红外；所述雷达校准分系统工作频段包括x、ku以及ka；
32、若仿真系统为中波红外和x频段复合，则将中波波段的红外校准分系统集中在结构件内，导轨上的天线安装x接收天线，完成光电轴指向校准；
33、若仿真系统为长波红外和ka频段复合，则替换中波器件，将长波波段的红外校准分系统集中在结构件内，导轨上的天线安装x接收天线，完成光电轴指向校准。
34、优选地，所述雷达校准分系统包括单天线扫描工作模式和两对天线测试工作模式；
35、在所述单天线扫描工作模式下，将雷达标准接收天线固定在直线运动导轨上，置于校准装置前端面，所述雷达标准接收天线在直线运动导轨上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，包括：红外校准分系统、雷达校准分系统、一体化机械结构件、校准控制系统、自动校准系统；
2.根据权利要求1所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，所述一体化机械结构件包括：吸波材料盖、主体结构和安装盘；
3.根据权利要求2所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，所述红外校准分系统包括：
4.根据权利要求2所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，所述雷达校准分系统包括：
5.根据权利要求1所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，计算光-电轴指向误差，当光-电轴指向误差小于仿真系统指标要求，则当前校准结束；若光-电轴指向误差大于指标要求，则将电轴指向误差量反馈给仿真系统中辐射雷达信号的天线阵列或电链路器件，根据当前电轴指向误差量进行电轴的校准；光轴指向误差量反馈给仿真系统中辐射红外信号的红外目标模拟器件或光链路器件波束复合器，根据当前光轴指向误差量进行光轴的校准；待电轴和光轴调整完成后，再次进行测量，得到光-电轴指向误差，直至光
6.根据权利要求1所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，所述红外校准分系统工作波段包括中波红外和长波红外；所述雷达校准分系统工作频段包括：X、Ku以及Ka；
7.根据权利要求4所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，所述雷达校准分系统包括单天线扫描工作模式和两对天线测试工作模式；
8.一种雷达-红外光电轴高精度自动校准方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准方法，其特征在于，所述一体化机械结构件包括：吸波材料盖、主体结构和安装盘；
10.根据权利要求9所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
...【技术特征摘要】
1.一种雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，包括：红外校准分系统、雷达校准分系统、一体化机械结构件、校准控制系统、自动校准系统；
2.根据权利要求1所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，所述一体化机械结构件包括：吸波材料盖、主体结构和安装盘；
3.根据权利要求2所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，所述红外校准分系统包括：
4.根据权利要求2所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，所述雷达校准分系统包括：
5.根据权利要求1所述的雷达-红外光电轴高精度自动校准系统，其特征在于，计算光-电轴指向误差，当光-电轴指向误差小于仿真系统指标要求，则当前校准结束；若光-电轴指向误差大于指标要求，则将电轴指向误差量反馈给仿真系统中辐射雷达信号的天线阵列或电链路器件，根据当前电轴指向误差量进行电轴的校准；光轴指向误差量反馈给仿真系统中辐射红...
【专利技术属性】
技术研发人员：李艳红，田义，王超峰，张宇，刘星任，闫宏雁，朱斐越，洪君，杨扬，柴娟芳，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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