[發(fā)明專利]空間目標(biāo)多維度動態(tài)光學(xué)特性地面試驗(yàn)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811615669.6
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109696301B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟剛;南華;薛蓮;周巖;鄧蓉;李亞男;水涌濤;范小禮;方藝忠;劉佳琪;劉鑫;袁雷;劉得成;趙民
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天長征飛行器研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

1.一種空間目標(biāo)多維度動態(tài)光學(xué)特性地面試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

球形容器；

置于所述球形容器頂部的太陽模擬器，用于模擬目標(biāo)所在空間的太陽輻射；

置于所述球形容器內(nèi)部的三維運(yùn)動模擬器，用于承載目標(biāo)并模擬目標(biāo)俯仰、偏航和自旋姿態(tài)運(yùn)動；

置于所述三維運(yùn)動模擬器下方的背景輻射模擬器，用于模擬目標(biāo)所在空間的背景輻射；

位于球形容器子午面上的全向測試軌道，以及安裝在所述全向測試軌道上用于沿經(jīng)線方向運(yùn)動的測量設(shè)備；

位于球形容器赤道面不同方位上的多個光學(xué)特性觀測窗口，其中每個光學(xué)特性觀測窗口中設(shè)置有至少一個測量設(shè)備，用于測量所述目標(biāo)的近場光學(xué)特性數(shù)據(jù)；

與所述球形容器連通的通光光程筒，所述通光光程筒的末端設(shè)置有測量設(shè)備，用于測量所述目標(biāo)的遠(yuǎn)場光學(xué)特性數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間目標(biāo)多維度動態(tài)光學(xué)特性地面試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽模擬器包括多路氙燈投影光學(xué)系統(tǒng)；每路所述氙燈投影光學(xué)系統(tǒng)均包括一個用于產(chǎn)生系統(tǒng)光束的氙燈組和一個對該路系統(tǒng)光束進(jìn)行均勻化的光學(xué)積分器；

所述太陽模擬器設(shè)于所述球形容器頂部的燈室中，所述球形容器頂部設(shè)有多個窗口鏡，每路所述氙燈投影光學(xué)系統(tǒng)中的所述光學(xué)積分器均對應(yīng)一個所述窗口鏡，各路系統(tǒng)光束均透過對應(yīng)的所述窗口鏡照射于所述球形容器內(nèi)的目標(biāo)；

所述太陽模擬器還包括：活動熱沉，可移動的設(shè)于所述球形容器內(nèi)，位于所述窗口鏡下方，可活動地遮擋各個所述窗口鏡，且所述活動熱沉中通入液氮制冷降溫，實(shí)現(xiàn)陽光與陰影的快速切換。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空間目標(biāo)多維度動態(tài)光學(xué)特性地面試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：

所述太陽模擬器中，每個所述氙燈組包括多個氙燈單元組件，每個所述氙燈單元組件均包括法蘭盤、進(jìn)風(fēng)口、聚光鏡、燈頭和觸發(fā)器；

其中，所述法蘭盤呈圓盤狀，設(shè)有用于散熱的氣孔；所述進(jìn)風(fēng)口設(shè)于所述法蘭盤后側(cè)并與所述氣孔連通；所述聚光鏡為橢球面鏡，呈碗狀，碗口向前，碗底處開設(shè)有圓形孔，所述聚光鏡通過聚光鏡固定架設(shè)于所述法蘭盤的前側(cè)，所述圓形孔與所述氣孔連通；所述燈頭穿過所述聚光鏡的圓形孔設(shè)于所述法蘭盤中心，其發(fā)光點(diǎn)位于所述聚光鏡第一焦點(diǎn)處；所述觸發(fā)器設(shè)于所述法蘭盤后側(cè)并與所述燈頭連接，用于點(diǎn)亮所述燈頭；

每個所述氙燈單元組件還包括三維調(diào)整架；

所述三維調(diào)整架包括固定端、移動端、調(diào)整架連桿和三個調(diào)節(jié)件，所述固定端設(shè)于所述法蘭盤后側(cè)，所述移動端通過三個所述調(diào)節(jié)件可移動的設(shè)于所述固定端，所述燈頭的后端穿過所述法蘭盤設(shè)于所述移動端，所述燈頭的前端通過所述調(diào)整架連桿連接所述移動端，三個所述調(diào)節(jié)件能夠調(diào)節(jié)所述移動端在三個維度上移動，帶動所述燈頭移動，調(diào)整燈頭位置；

所述太陽模擬器包括五路所述氙燈投影光學(xué)系統(tǒng)，一路為中間光路系統(tǒng)，另外四路為外圍光路系統(tǒng)；

其中，所述中間光路系統(tǒng)包括五個所述氙燈單元組件；一個所述氙燈單元組件位于中間，其產(chǎn)生光束的光軸為第一主光軸；另外四個所述氙燈單元組件圍繞所述第一主光軸均勻?qū)ΨQ分布；所述中間光路系統(tǒng)的光學(xué)積分器與所述第一主光軸垂直；

每路所述外圍光路系統(tǒng)均包括七個所述氙燈單元組件，分兩排設(shè)置，靠近所述中間光路系統(tǒng)的一排設(shè)置三個所述氙燈單元組件，其中位于中間的所述氙燈單元組件其產(chǎn)生光束的光軸為第二主光軸；所述外圍光路系統(tǒng)的光學(xué)積分器與所述第二主光軸垂直；四路所述外圍光路系統(tǒng)的第二主光軸圍繞所述第一主光軸均勻?qū)ΨQ分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空間目標(biāo)多維度動態(tài)光學(xué)特性地面試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：

所述太陽模擬器還包括復(fù)合式制冷系統(tǒng)，所述復(fù)合式制冷系統(tǒng)和所述多路氙燈投影光學(xué)系統(tǒng)均設(shè)于密閉的燈室內(nèi)；

所述復(fù)合式制冷系統(tǒng)包括循環(huán)風(fēng)冷卻子系統(tǒng)和循環(huán)水冷卻子系統(tǒng)；

所述循環(huán)風(fēng)冷卻子系統(tǒng)包括多個表冷器；多個所述表冷器分布于多路所述氙燈投影光學(xué)系統(tǒng)周圍，每個所述表冷器內(nèi)設(shè)有多個離心風(fēng)機(jī)，每個所述氙燈單元組件后側(cè)的進(jìn)風(fēng)口均通過一個獨(dú)立風(fēng)管連接一個所述離心風(fēng)機(jī)的輸出端；

所述循環(huán)水冷卻子系統(tǒng)包括系統(tǒng)進(jìn)水管、系統(tǒng)回水管和多組局部水冷管；每個所述光學(xué)積分器處均設(shè)有一組所述局部水冷管；各組所述局部水冷管及各個所述表冷器內(nèi)部熱交換水管的進(jìn)口分別與所述系統(tǒng)進(jìn)水管連通，出口分別與所述系統(tǒng)回水管連通。