一种复合式激光跟瞄抖动模拟装置

技术领域

本申请涉及一种跟瞄抖动模拟装置，特别涉及一种复合式激光跟瞄抖动模拟装置。

背景技术

高能激光系统具有快速精确性高、持续使用能力强、单次使用成本低等特点，是未来拦截高速机动目标和集群目标的重要装备。为了摸清激光系统对典型目标的毁伤能力，一般需要系统性开展激光等效毁伤试验。实际激光系统使用过程中，受激光跟踪瞄准误差以及大气传输等多种因素的影响，其在目标表面呈现的光斑一般具有抖动特性，且该抖动性能对于激光系统的毁伤效果影响较大。因此，在开展激光等效毁伤试验时，需要深入研究激光光斑跟瞄抖动对激光毁伤效果的影响规律。

当前开展的激光外场试验一般不进行抖动模拟，造成激光等效毁伤试验的等效性不够，毁伤效果与实际作战场景的差异较大。部分室内等效毁伤试验利用快反镜来实现跟瞄抖动模拟。但快反镜的生产成本较高，且在实际试验中需要同时调节两个快反镜，才能实现靶材表面激光光斑的跟瞄抖动模拟，在实际试验中不易操作，且由于激光的反射可能对试验人员的健康造成危害。该方法在实际使用过程中的限制因素较多、不易操作、成本较高，不易实现对激光跟瞄抖动的有效模拟，从而难以深入研究跟瞄抖动对激光试验结果的影响。

发明内容

本申请旨在解决上述问题，提出一种复合式激光跟瞄抖动模拟装置。实际激光跟瞄时的抖动主要来自于光学系统中的快反镜与驱动电机。由于实际使用中需要实现对空间中任意位置处导弹的拦截，因此，在激光系统的毁伤过程中，光斑的每个方向上都可能发生抖动。由于激光光斑一般为圆形，光斑具有对称性。在室内试验中模拟这个过程时，可以利用两个设备分别控制横向和纵向的抖动。通过靶材表面横向纵向抖动叠加的方式，来模拟实际战场环境下激光光斑在材料表面不同方向的抖动。从而实现在室内情况下研究激光跟瞄抖动对激光毁伤试验结果的影响。

为达到上述目的，本申请提出一种复合式激光跟瞄抖动模拟装置，包括抖动靶材架、抖动聚焦透镜、控制器、通信电路、激光器。其中，抖动靶材架用于安装激光毁伤试验用靶材，并使其发生纵向抖动，而抖动聚焦透镜用于控制激光光斑在靶材表面的大小，并使其发生横向抖动。控制器通过通信电路与抖动靶材架及抖动聚焦透镜相连，控制其抖动振幅与抖动频率。激光器用于产生激光毁伤试验所需的激光。

整体上，本申请提出的复合式激光跟瞄抖动模拟装置主要分为三个部分，抖动靶材架、抖动聚焦透镜、控制器。

抖动靶材架为激光毁伤试验区域，主要包括前后可调的靶材架、靶材架夹具、固定装置1(可采用螺栓与螺母结构、垫片、靶材挡板)、电机1、惰性气体弹簧、通信电路；可固定不同厚度的靶材；随动平台，位于惰性气体弹簧与电机1之间。惰性气体弹簧与电机1驱动随动平台上下抖动。与靶材架紧密连接的随动平台会引起靶材架发生快速抖动。由于电机在运动时由于惯性，会导致靶材架的抖动过程不易控制，并可能超出电机的量程使其损坏。为了使靶材架的抖动过程容易控制采用惰性气体弹簧与电机串联的方式，可抵消靶材架抖动时的惯性，并可以增加电机1的使用寿命和作用量程，从而实现靶材架的快速抖动。电机1与承重底座紧密连接，惰性气体弹簧与电机的外壳紧密连接。通过通信电路控制电机1的频率与运动距离。

抖动聚焦透镜为激光光斑的聚焦区域，主要包括电机2、聚焦透镜、透镜支架、连接杆、承重底座、通信电路。聚焦透镜通过透镜支架固定，透镜支架通过连接杆与电机2相连接。电机2的快速偏转引起透镜支架发生快速偏转。透镜支架的快速偏转引起光斑在材料表面发生横向抖动。电机2与承重底座紧密连接，通过通信电路控制电机2的频率与偏转距离。

控制器通过通信电路1与通信电路2分别控制电机1与电机2。通过调节电机1的频率与运动距离，电机2的频率与偏转距离，模拟实际激光光斑在材料表面不同方向的抖动。

本申请提出的复合式激光跟瞄抖动模拟装置，实现了在实验室环境下激光光斑在不同方向抖动的模拟，提高了试验的等效性，为研究激光跟瞄抖动对激光毁伤的影响提供了坚实的基础。本申请结构简单，可操作性强，能够适用于实验室条件下激光跟瞄抖动的等效毁伤试验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面对实施例所需要的附图进行介绍。显而易见，下面描述的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。

附图1是本申请的整体结构图；

附图2是本申请抖动靶材架的正视图；

附图3是本申请抖动靶材架的俯视图；

附图4是本申请抖动靶材架的侧视图；

附图5是本申请抖动聚焦透镜的正视图；

附图6是本申请抖动聚焦透镜的俯视图；

附图7是本申请抖动聚焦透镜的侧视图；

附图标记说明：

1、抖动靶材架；2、抖动聚焦透镜；3、激光器；4、控制器；5、通信电路1；6、通信电路2；

1.1、抖动装置保护壳；1.2、惰性气体弹簧；1.3、电机1；1.4、防震垫片；

1.5、螺栓与螺母结构；1.6、垫片；1.7、随动平台；1.8、靶材挡板；1.9电机底座；1.10、通信电路1；1.11、承重底座。

2.1、聚焦透镜镜架；2.2、聚焦透镜；2.3、连接装置1；2.4、连接杆；2.5、电机2；2.6、承重底座；2.7、连接装置2；2.8、通信电路2。

具体实施方式

为使本申请实施例的目标、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例中的附图，对本申请实施例中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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请的保护范围。

结合附图1-7，对本申请作进一步的描述：

本实施例主要由1、抖动靶材架；2、抖动聚焦透镜；3、激光器；4、控制器；5、通信电路1；6、通信电路2组成。

抖动靶材架通过1.3电机1以及1.2惰性气体弹簧的串联结构驱动随动平台，随动平台与靶材架紧密连接，通过控制随动平台的抖动引起靶材架的抖动。1.3电机1与1.9电机底座紧密连接。控制器通过1.10通信电路1控制靶材架的抖动幅度与频率。靶材架通过1.5螺栓与螺母结构、1.6垫片、1.8、靶材挡板固定靶材。

抖动聚焦透镜通过2.1聚焦透镜镜架固定2.2聚焦透镜。通过2.3连接装置1与2.4连接杆连接聚焦透镜与2.5电机2。2.5电机2通过2.7连接装置2与2.6承重底座进行固定。控制器通过通信电路2控制聚焦透镜的抖动幅度和频率。

控制器通过通信电路1控制电机1运动频率和运动距离，并通过通信电路2控制电机2的运动频率与偏转距离，模拟实际战场环境下激光光斑在材料表面不同方向的抖动。

本申请提出的复合式激光跟瞄抖动模拟装置，可在实验室场景下等效模拟激光跟瞄抖动条件下的激光毁伤过程；结构简单，可操作性强，适用范围广泛。