【摘要】：針對光電跟蹤儀的檢測需求及傳統(tǒng)檢測方法存在的不足,提出了一種創(chuàng)新的檢測思路,研制出小型便攜的檢測設備。闡述了檢測設備總體方案設計及技術指標要求。采用基于離軸非球面的二次折疊光路、高精度二維運動靶標機構及雙波段可切換光源,實現(xiàn)了體積小、精度高的動態(tài)目標模擬器。采用工控機、步進電機驅動控制器及MPS-010602數(shù)據(jù)采集卡,實現(xiàn)了對目標模擬器的軌跡控制和對裝備信號的采集與處理。各項指標通過了性能檢測,取得了理想的應用效果。
【圖文】：

木鄥范ㄎ灰約吧瓚ㄋ俁鵲墓旒?運動。根據(jù)對被測系統(tǒng)的分析，檢測設備的設計指標有:1)目標波段，分為可見光和紅外兩個波段;2)模擬目標角度范圍為－15～+15密位;3)目標定位精度不大于0．04°;4)目標運動角速度為0～50(°)/s;5)運動方式為二維獨立運動及合成運動。檢測設備包括動態(tài)目標模擬器和測控系統(tǒng)兩大部件。前者用于模擬無窮遠處靜止或運動靶標，為光電跟蹤儀的電視成像系統(tǒng)或紅外成像系統(tǒng)提供測試目標;測控系統(tǒng)完成相關測試激勵的產生、輸出信號的采集、指標參數(shù)的計算，并提供用戶交互操作界面。總體設計方案如圖1所示。圖1檢測設備總體設計方案Fig．1Theoveralldesignschemeoftestingequipment動態(tài)目標模擬器由光源、運動靶標機構、離軸反射式平行光管等組成，負責為被測系統(tǒng)提供一個可控的動態(tài)靶標。光源包括紅外和可見光兩個波段，滿足電視成像系統(tǒng)和紅外成像系統(tǒng)的探測需求。運動靶標機構精確控制靶標光闌的二維運動，從而在光學系統(tǒng)的焦平面內模擬一個目標的二維運動軌跡。平行光管利用離軸拋物面反射鏡作為物鏡，使光源發(fā)出的光束經兩次反射鏡后沿光軸射出，用于模擬無限遠目標。測控系統(tǒng)實現(xiàn)信號采集、運動控制、處理顯示等功能，根據(jù)測試需求自動生成測試軌跡，驅動靶標機構的運動，精確模擬目標的位置和軌跡，再由AD采集、視頻采集等單元實時采集被測裝備的輸出數(shù)據(jù)，獲取其工作狀態(tài)及各項參數(shù)指標，最終由指標算法來判定光電跟蹤儀的各項參數(shù)性能。2動態(tài)目標模擬器設計2．1平行光管設計平行光管是各類光學儀器裝調常用的標校設備，其作用是提供一個無限遠的目標并給出一束標準出射光，根據(jù)主鏡結構可分為透射式和反射式兩種［6］。透射式的口徑難以做大，反射式不僅主鏡口徑可以做大、成像像質好，而

儀器裝調常用的標校設備，其作用是提供一個無限遠的目標并給出一束標準出射光，根據(jù)主鏡結構可分為透射式和反射式兩種［6］。透射式的口徑難以做大，反射式不僅主鏡口徑可以做大、成像像質好，而且由于反射成像無色差，可同時用于對可見光及紅外波段的檢測。離軸拋物面鏡反射式平行光管的中心區(qū)域沒有遮攔，相比卡塞格林平行光管，優(yōu)勢突出［7］。綜合考慮體積、重量等因素，本文采用離軸拋物面鏡作為主鏡，雙曲面凸鏡作為次鏡，光源發(fā)出的光束經過次鏡反射到主鏡，再由主鏡二次反射輸出。二次折疊光路設計如圖2所示。圖2二次折疊光路Fig．2Structureofdoublefoldedlightroute采用二次折疊光路設計，有效利用了系統(tǒng)空間，壓縮了平行光管長度。通過對主鏡與次鏡優(yōu)化組合來校正球差，，對主拋物面鏡頂點曲率半徑、主次鏡間距、次鏡高次系數(shù)等變量進行微調來改善像質。通過MTF曲線及點列圖分析發(fā)現(xiàn)，其調制傳遞函數(shù)已經接近衍射極限，達到滿意的效果。但是由于采用了兩個反射鏡，而且兩鏡之間距離較短，增加了光學調試的難度。最終實現(xiàn)離軸拋物面鏡鏡面口徑120mm，視場1．1°，離軸量102．5mm，雙曲面凸鏡直徑77mm，離軸量22．5mm，焦距720mm。經測試，該平行光管在點光源前后離焦100mm時均不擋光，出射光束截面基本保持圓形。在平行光管加工時，主鏡采用硬鋁(2A12-T4)材質代替常規(guī)的K9玻璃，降低了光學系統(tǒng)的重量。另外對主鏡和次鏡進行表面處理后鍍制銀反射膜，波段范圍為0．4～12μm，滿足了可見光和紅外波段的反射要求。2．2運動靶標機構設計為模擬目標的運動，靶標機構采用X，Y二軸運動模式。對于一定口徑、焦距的平行光管，模擬目標的控制精度及位移量取決于運動靶標機構的設計。被測光電跟蹤儀可見光通道的跟蹤

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