[发明专利]超大视场多目标景物模拟系统

说明书

技术领域

本发明属于光学领域，涉及一种超大视场多目标景物模拟系统，具体用于实验室中对大视场光学系统进行景物模拟。

背景技术

在空间成像设备、舰船光学系统、靶场光电测量设备、武器控制系统以及激光通讯系统中，超宽视场光学系统作为其重要的组成部分起到了极其重要的作用。对超宽视场光学系统的成像质量、跟踪性能、星等探测能力等指标的检测时，需要使用专用检测设备。此设备一方面需要满足大视场的要求，另一方面需要进行运动目标的模拟，两者缺一不可。

例如对大视场星敏感器进行多视场星等模拟时，一般需要两个到多个平行光管准直系统来进行多目标的模拟，用以测试星敏感器的定位精度。在测试过程中，需要模拟运动目标，从而验证其在轨工作时对卫星空间姿态的控制程度。一般有三种方式来模拟运动目标：一种是平行光管固定不动，将星敏感器放置在一台高精度速率转台上，设定转台转动，则可以达到星点目标相对相机运动的效果；另外一种模拟方式是平行光管焦面处安装可移动式机构，该机构可以在焦面位置保证目标板二维方向运动，星敏感器对运动星点成像，以这样的方式来模拟运动目标；第三种与第二种方式原理相同，不同之处在于，将可移动式焦面机构替换为液晶显示屏，通过计算机控制液晶屏幕上的运动图像，来模拟运动目标。

上述三种方式中，第一种方式需要至少2个平行光管，才能完成两个目标的星等模拟，目标模拟数量与光管数量成正比。众所周知，光束平行性与系统波相差优良的平行光管造价比较高，为实现多目标模拟而建成的装置较为昂贵。第二种和第三种方式具有同样的缺点，因为平行光管的视场一般都比较小（仅有几分视场），这样的移动式机构运动可模拟的目标运动范围较小，对于大视场星敏感器光学系统而言，只是在中心视场很小的范围内运动，不能满足星敏感器全视场定位精度的验证需求。

对于短焦距、大视场成像相机而言，亦需要在实验室内对不同视场、不同增益、不同曝光时间、不同目标辐亮度下，充分验证其对运动目标的成像能力。模拟方式如上所述，也存在同样的缺点。

发明内容

为了解决背景技术中存在的诸如多个平行光管造成的造价昂贵、焦面处运动机构造成的景物模拟视场过小等问题，本发明提供了一种可最大限度节约成本、极大范围地提高景物模拟视场的双目标或多目标的超大视场景物模拟系统。

本发明的技术解决方案是：

一种超大视场多目标景物模拟系统，包括光源系统、目标系统、准直系统、旋转分光系统以及控制系统；所述光源系统提供均匀面光源，该均匀面光源通过目标系统形成目标光束，目标光束经过准直系统后再通过旋转分光系统分为两路以上的平行光束，入射至被测成像系统；

所述旋转分光系统包括分光棱镜、旋转机构、延长机构、第一折轴镜以及支撑架；所述分光棱镜位于准直系统的出射光束的光轴上，并与旋转机构和延长机构共同固定于支撑架上；分光棱镜与延长机构由旋转机构带动绕准直系统的出射光束的光轴旋转；

所述第一折轴镜安装于延长机构在分光棱镜分光方向上的延伸段，并与分光棱镜相对固定，折轴镜背面设置有一维调整倾斜机构，用以在一维方向上调节折轴镜反射光束的角度（可以调节使第一折轴镜的反射光轴与分光棱镜的透射光轴平行或者根据其他模拟需求成一定夹角）；延长机构的延伸距离可调，以实现第一折轴镜与分光棱镜之间距离的调节。

基于上述基本方案，本发明还进一步作了如下优化限定和改进：

上述准直系统为离轴反射光学系统，包括在镜筒中依次设置的主镜、第二折轴镜和可变光阑；目标光束依次经过第二折轴镜、主镜反射，再透过第二折轴镜并经可变光阑形成准直的出射光束。

上述延长机构采用导轨式移动部件（这样能够精确地实现旋转分光系统分束光线的横移量）。

上述目标系统包括多目标自动替换旋转台以及设置在多目标自动替换旋转台上的多种目标板；所述多种目标板包括鉴别率板、星点板以及黑白条纹板；所述鉴别率板和星点板均有多组，黑白条纹板与被测成像系统的相机的奈奎斯特空间频率相同。

上述光源系统包括积分球、卤钨灯以及氙灯；所述卤钨灯以及氙灯设置在积分球的内壁上；所述控制系统与卤钨灯以及氙灯相连；所述卤钨灯以及氙灯配比得到的光的波段范围是200～2500nm。

上述控制系统包括：用以控制光源系统输出辐亮度的光源控制模块、用以控制准直系统可变光阑调整的模块、用以控制旋转分光系统转动的模块、用以控制第一折轴镜背面倾斜调整机构运动的模块、用以控制延长机构进行运动的模块、以及用以控制多目标自动替换旋转台运行的模块。