ИМИТАТОР ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ИК И УФ ДИАПАЗОНОВ СПЕКТРА ДЛЯ НАСТРОЙКИ И ПРОВЕРКИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМ

Предлагаемое устройство относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при проверках и настройках энергетических параметров и функционирования многоканальных оптико-электронных следящих систем (ОЭСС) пассивного типа в составе аппаратуры контроля в условиях опытного и серийного производства изделий.
Известно, например, устройство [1] - патент на полезную модель №131372, опубл. 20.08.2013 г., содержащее последовательно соединенные электропривод, редуктор, механизм качания зеркала, защитное стекло, последовательно соединенные имитатор параллельного пучка, наклонное зеркало, выход которого соединен с входом качающегося зеркала, последовательно соединенные преобразователь углового перемещения, блок обработки информации, фотометрический шар, тест-объект, выход которого соединен с входом имитатора параллельного пучка, выход блока обработки информации соединен с входом электропривода. А выход механизма качающегося зеркала соединен с входом преобразователя углового перемещения.
Устройство [1] предназначено для проверки функционирования одноканальных ОЭСС пассивного типа в УФ диапазоне спектра в полевых условиях в соответствии с заданной циклограммой без возможности варьирования режимов проверки. Для проведения настройки многоканальных ОЭСС, содержащих ИК и УФ каналы, в лабораторных и цеховых условиях данное устройство не может быть использовано.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели является имитатор оптических сигналов ИК диапазона спектра для настройки и проверки ОЭСС [2] - свидетельство РФ на полезную модель №27952, опубл. 27.02.2003 г., выбранный в качестве прототипа.
Устройство [2] содержит последовательно соединенные источник некогерентного излучения, нейтральный фильтр, спектральный фильтр, конденсор, неподвижную диафрагму, подвижную клиновидную шторку, параболическое зеркало, сканирующее зеркало, полупрозрачную пластину, последовательно соединенные источник ИК излучения, диафрагму, нейтральный фильтр, оптический коммутатор, контрзеркало, параболическое зеркало, выход которого подключен к другому входу полупрозрачной пластины, последовательно соединенные источник некогерентного излучения, диафрагму, первое наклонное зеркало, второе наклонное зеркало, выход которого подключен к другому входу оптического коммутатора, последовательно соединенные пульт управления и двигатель постоянного тока, выход которого одновременно подключен к входам механизма привода подвижной клиновидной шторки и механизма сканирования зеркала, выход которого подключен к кинематическому входу сканирующего зеркала, а выход механизма подключен к кинематическому входу подвижной клиновидной шторки.
Устройство [2], выбранное в качестве прототипа, не может быть использовано для проведения настройки и проверки многоканальных ОЭСС, содержащих ИК и УФ каналы в лабораторных и цеховых условиях, так как содержит только один источник ИК диапазона спектра.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является улучшение помехозащищенности ОЭСС от естественных фоновых образований за счет возможности проведения комплексной настройки и проверки многоканальных ОЭСС одновременно в ИК и УФ диапазонах спектра.
Для решения поставленной задачи предлагается имитатор оптических сигналов ИК и УФ диапазонов спектра для настройки и проверки ОЭСС, который, как и наиболее близкий к нему, выбранный в качестве прототипа, содержит последовательно соединенные источник некогерентного излучения, нейтральный фильтр, спектральный фильтр, конденсор, неподвижную диафрагму, подвижную клиновидную шторку, первое параболическое зеркало, сканирующее зеркало, выход которого подключен к первому входу полупрозрачной пластины, последовательно соединенные источник ИК излучения, первая диафрагма, нейтральный фильтр, оптический коммутатор, контрзеркало, второе параболическое зеркало, выход которого подключен ко второму входу полупрозрачной пластины, последовательно соединенные источник некогерентного излучения, вторая диафрагма, первое наклонное зеркало, второе наклонное зеркало, выход которого подключен ко второму входу оптического коммутатора, последовательно соединенные пульт управления и двигатель постоянного тока, выход которого одновременно подключен к входам механизма привода подвижной клиновидной шторки и механизма сканирования зеркала, выход которого подключен к кинематическому входу сканирующего зеркала, а выход механизма привода подвижной клиновидной шторки подключен к кинематическому входу подвижной клиновидной шторки.
Особенностью предлагаемой полезной модели, отличающей ее от известного устройства, является то, что имитатор оптических сигналов ИК и УФ диапазонов спектра для настройки и проверки ОЭСС выполнен с возможностью размещения четырех сменных тест-объектов, последовательно соединенных с дополнительно введенными фотометрическим шаром, диском с шестью сменными нейтральными фильтрами, наклонным зеркалом - спектральным фильтром, третьим параболическим зеркалом, третьим наклонным зеркалом, выход которого соединен с входом дополнительно введенной светоделительной пластины, на другой вход которой поступает излучение, ранее суммированное на полупрозрачной пластине от источника ИК излучения и источника некогерентного излучения.
Сущность полезной модели заключается в том, в предлагаемый имитатор оптических сигналов ИК и УФ диапазонов спектра для настройки и проверки ОЭСС дополнительно введен источник излучения ультрафиолетового диапазона спектра - фотометрический шар с встроенными тест-объектами, что позволило проводить настройку и проверку параметров не только канала ИК, но и канала УФ ОЭСС в лабораторных и цеховых условиях. Кроме того, наличие встроенных в фотометрический шар тест-объектов и диска с шестью сменными нейтральными фильтрами позволило менять знак контраста (положительный - отрицательный) имитатора цели и регулировать облученность от источника УФ излучения в широком диапазоне, что необходимо при настройке ОЭСС.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом.
Имитатор оптических сигналов ИК и УФ диапазонов спектра для настройки и проверки ОЭСС в лабораторных и цеховых условиях содержит:
1 - источник некогерентного излучения,
2 - нейтральный фильтр,
3 - спектральный фильтр,
4 - конденсор,
5 - неподвижная диафрагма,
6 - подвижная клиновидная шторка,
7 - первое параболическое зеркало,
8 - сканирующее зеркало,
9 - полупрозрачная пластина,
10 - источник ИК излучения,
11 - первая диафрагма,
12 - нейтральный фильтр,
13 - оптический коммутатор,
14 - контрзеркало,
15 - второе параболическое зеркало,
16 - светоделительная пластина,
17 - источник некогерентного излучения,
18 - вторая диафрагма,
19 - первое наклонное зеркало,
20 - второе наклонное зеркало,
21 - третье наклонное зеркало,
22 - третье параболическое зеркало,
23 - наклонное зеркало - спектральный фильтр,
24 - диск с шестью сменными нейтральными фильтрами,
25 - тест-объекты,
26 - фотометрический шар,
27 - пульт управления,
28 - двигатель постоянного тока,
29 - механизм привода подвижной клиновидной шторки,
30 - механизм сканирования зеркала.
Имитатор оптических сигналов ИК и УФ диапазонов спектра для настройки и проверки ОЭСС работает следующим образом.
Источниками излучения основного канала - имитатора цели ИК диапазона спектра являются либо источник ИК излучения 10, в качестве которого используется абсолютно черное тело (АПЧ) с температурой полости 573 К, либо второй источник некогерентного излучения 17, в качестве которого используется лампа ТРШ2850 с яркостной температурой нити 1500°С. Первая диафрагма 11 ограничивает поперечное сечение пучка излучения источника ИК излучения 10, а вторая диафрагма 18 - второго источника некогерентного излучения 17. Для изменения облученности от АЧТ вводится ослабитель - нейтральный фильтр 12. Первое наклонное зеркало 19 и второе наклонное зеркало 20 совмещают ось пучка излучения второго источника некогерентного излучения 17 с осью пучка излучения источника 10. С выхода оптического коммутатора 13 через контрзеркало 14, второе параболическое зеркало 15 и светоделительную пластину 16 на вход полупрозрачной пластины 9 от канала ИК диапазона спектра поступает параллельный пучок излучения от источника ИК излучения 10 или от второго источника некогерентного излучения 17.
Источником излучения канала УФ диапазона спектра является фотометрический шар 26, где в качестве источника использованы три лампы типа КГМ 12-100. Четыре сменных тест-объекта 25 позволяют менять знак контраста цели - фона. В случае настройки ОЭСС используются тест-объекты 25 в виде темной точки на светлом фоне, а для измерения от облученности от УФ канала с использованием стандартных средств измерения вводятся тест-объекты 25 в виде светлой точки на темном фоне. Разница в размерах точек тест-объектов 25 одного контраста позволяет на порядок изменять облученность канала УФ. Плавное изменение облученности обеспечивается шестью сменными нейтральными фильтрами в диске 24. Наклонное зеркало - спектральный фильтр 23 выделяет УФ диапазон из широкого спектра излучения фотометрического шара 26, отраженный от третьего параболического зеркала 22 коллимированный пучок поступает на третье наклонное зеркало 21, а затем на вход светоделительной пластины 16, отражающее покрытие которой вводит дополнительную фильтрацию УФ диапазона спектра.
Таким образом, в имитаторе реализуются два основных канала ИК, поступающие на входы полупрозрачной пластины 9, с последующим суммированием с каналом УФ на входах светоделительной пластины 16.
Канал имитации движущихся помех построен по следующей схеме. Световой поток от первого источника некогерентного излучения 1, в качестве которого используется лампа ТРШ 2850-3000, через нейтральный фильтр 2 поступает на вход спектрального фильтра 3. На выходе спектрального фильтра 3 имитируется спектр излучения АЧТ с температурой 1700 К в спектральных диапазонах чувствительности основного и вспомогательного каналов проверяемой ОЭСС. Конденсор 4 проектирует протяженную нить лампы первого источника некогерентного излучения 1 в плоскость неподвижной диафрагмы 5. Через отверстия неподвижной диафрагмы 5 световой поток поступает на первое параболическое зеркало 7. Подвижная клиновидная шторка 6 перемещается относительно неподвижной диафрагмы 5 и определяет количество отверстий, через которые световой поток поступит на первое параболическое зеркало 7 и далее на сканирующее зеркало 8. По сигналу с пульта управления 27 приводится в действие двигатель 28 постоянного тока, выход которого связан с входом механизма 29 привода подвижной клиновидной шторки и входом механизма 30 сканирования зеркала. Для того чтобы появление каждой из оптических помех происходило в одной точке фокальной плоскости, скорость перемещения среза подвижной клиновидной шторки 6 вдоль оси отверстий неподвижной диафрагмы 5 выбирается равной скорости перемещения изображения каждого отверстия неподвижной диафрагмы 5 и направленной в противоположную сторону. С выхода сканирующего зеркала 8 подвижные изображения оптических помех поступают на вход полупрозрачной пластины 9 с последующим суммированием с излучением либо ИК канала, либо УФ канала имитатора на светоделительной пластине 16.
Таким образом, задача, направленная на улучшение помехозащищенности ОЭСС от естественных фоновых образований, за счет возможности проведения комплексной настройки и проверки многоканальных ОЭСС одновременно в ИК и УФ диапазонах спектра решена.