一种用于射频与红外双模仿真试验的复合转台的制作方法

本实用新型属于电子信息工程射频/红外复合仿真技术领域，具体涉及一种用于射频与红外双模仿真试验的复合转台。

背景技术：

由于射频与红外双模制导具有一系列突出优点，为了提高武器系统的综合性能，工程技术人员开始研究使用这种复合制导方式。要评估这种制导系统的性能，需要在实验室环境下对复合制导系统进行半实物仿真试验及测试，当前国内外实验室环境下的双模仿真试验系统主要有以下几种方案：

第一种方案：

在三轴转台地基前竖立一个独立结构，将射频/红外双模波束合成设备用无微波反射支架支撑到三轴转台前方，在支架前下面安装红外仿真模拟器，采用光学设备将红外景象信号投射到双模波束合成设备上，与阵列辐射的射频信号进行同方向同时目标的复合。如果要形成一定的红外视场范围，除了双模波束合成设备比较大（离导引头越远就越大）外，还需要配置高速两轴摇摆系统。这种方案原理上对射频仿真的目标精度影响较小，但建设成本较高。此外，射频/红外双模波束合成设备的质量也会极大影响复合仿真试验的效果。

第二种方案：

这种方案是在射频阵列部分加装红外目标幕帘，但存在出瞳距、光强度和对射频信号遮挡的影响问题，很难实现工程应用。

第三种方案：

这种方案是对第一种方案的改进，即在三轴转台地基近前方竖立一个独立结构支撑射频/红外双模波束合成设备；在被试设备侧后方安装红外伺服转台，其上安装光学设备，将红外信号投射到双模波束合成设备上；红外仿真模拟器安装在射频暗室外，通过窗口将红外信号投射到红外伺服转台光学设备上。

这些方案的主要缺点在于：

1.三轴转台采用全电动驱动方式，电机在工作中产生大量热量，会对红外分系统的试验测试造成影响；

2.红外仿真模拟器放置在暗室外部，导致红外仿真系统复杂、造价昂贵；

3.在有视场角要求的情况下，射频/红外双模波束合成设备较大，需要多块拼接，难以做到介质的一致性。同时，为了保证强度，双模波束合成设备需要很厚，从而影响不同角度射频信号的合成角位置精度，且无法修正；

4.大视场角情况下，两轴摇摆系统上支撑大尺寸的双模波束合成设备高速运动时，会影响红外目标及场景的图像质量；

5.难以兼顾分口径仿真试验（射频系统或红外系统）以及共口径仿真试验（射频与红外复合系统）。

由上可知，现有射频/红外双模仿真试验方案均有不足之处，不能很好地用于实验室环境下复合仿真试验测试，我们认为主要原因是转台仍沿用射频单模仿真系统的结构，而没有和红外仿真系统进行一体化设计。

另外在红外单模仿真系统中也含有转台设备，而这种红外转台也无法直接用于射频/红外的双模复合试验，主要原因如下：

1.被试设备安装面经过转台回转中心，这种结构条件下安装复合工作模式的被试设备，会导致射频天线中心与转台回转中心不重合；

2.红外转台未考虑转台结构对射频信号的影响，没有针对射频信号的特性进行静区设计和吸波处理。

以上原因导致红外转台附近区域不具备射频试验所需的静区环境，使得射频仿真试验无法进行，进而无法完成双模复合仿真试验。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于射频与红外双模仿真试验的复合转台，不仅实现射频与红外的双模仿真试验，并具备兼顾单模仿真和复合仿真的试验能力，而且提高了复合测试精度和试验效率，同时可以大大简化红外分系统的设计。

为解决现有技术问题，本实用新型公开了一种用于射频与红外双模仿真试验的复合转台，包括具有安装平台的基础，还包括用于安装被试设备的三轴转台，用于安装红外仿真分系统和双模波束合成设备的两轴转台；三轴转台和两轴转台均安装于安装平台的上方，三轴转台具有绕X轴、Y轴和Z轴转动的三个自由度以实现被试设备的俯仰、滚转、方位姿态运动模拟；两轴转台具有绕X轴和Z1轴转动的两个自由度以实现红外仿真分系统和双模波束合成设备的俯仰和方位姿态运动模拟；两轴转台和三轴转台中的俯仰姿态运动分别采用液压马达驱动完成；三轴转台和两轴转台的外部均包覆有吸波涂层；三轴转台的俯仰、滚转和方位姿态的回转轴线交于一点。

进一步地，基础还具有垂直安装平台的立柱；两轴转台包括：两轴方位组件和两轴俯仰组件，两轴俯仰组件通过两轴俯仰轴与立柱构成绕X轴的转动连接，用于实现俯仰姿态模拟；两轴俯仰轴与第一液压马达连接；两轴方位组件通过两轴方位轴与两轴俯仰组件的中部构成绕Z1轴的转动连接，用于实现方位姿态模拟。

进一步地，两轴俯仰组件还具有一对平行设置的竖直段和连接两个竖直段的弯曲段；两轴俯仰轴与竖直段的端部垂直连接，两轴方位轴与弯曲段的中部转动连接。

进一步地，两轴俯仰轴的表面设有隔热涂层。

进一步地，三轴转台包括：三轴方位组件、三轴俯仰组件和三轴滚转组件；三轴方位组件通过三轴方位轴与基础构成绕Z轴的转动连接，用于实现方位姿态模拟；三轴俯仰组件通过三轴俯仰轴与三轴方位组件构成绕X轴的转动连接，用于实现俯仰姿态模拟，三轴俯仰轴与第二液压马达连接；三轴滚转组件通过三轴滚转轴与三轴俯仰组件构成绕Y轴的转动连接，用于实现滚转姿态模拟。

进一步地，三轴方位组件具有一对平行设置的竖直段和连接两个竖直段的弯曲段，三轴方位轴与弯曲段的中部垂直连接，三轴俯仰轴与竖直段的端部转动连接。

进一步地，三轴俯仰轴的表面设有隔热涂层。

本实用新型具有的有益效果：不仅实现射频与红外的双模仿真试验，并具备兼顾单模仿真和复合仿真的试验能力，同时采用本专利所述复合转台，可以大大简化红外分系统的设计，并且能够提高复合测试精度和试验效率。

附图说明

图1为本实用新型一个优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例的工作原理图。

附图标记：

10基础；10a安装平台；101立柱；20两轴转台；201两轴俯仰组件；201a竖直段；201b弯曲段；202两轴俯仰轴；203两轴方位组件；204第一液压马达；30三轴转台；301三轴方位组件；301a竖直段；301b弯曲段；302三轴俯仰组件；303三轴滚转组件；304第二液压马达；40控制柜；50液压油源系统；60红外场景模拟器；70非金属支架；80双模波束合成设备。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1和2所示，一种用于射频与红外双模仿真试验的复合转台，包括：基础10、两轴转台20、三轴转台30、控制柜40、第一液压马达204、第二液压马达304和液压油源系统50。

基础10具有一安装平台10a和垂直该安装平台10a的立柱101。

两轴转台20包括：两轴方位组件203和两轴俯仰组件201，两轴俯仰组件201通过两轴俯仰轴202与立柱101构成绕X轴的转动连接，用于实现俯仰姿态模拟。两轴俯仰轴202与第一液压马达204连接。两轴方位组件203通过两轴方位轴与两轴俯仰组件201的中部构成绕Z1轴的转动连接，用于实现方位姿态模拟。在两轴方位组件203的顶部安装红外场景模拟器60，其底部通过一个非金属支架70固定双模波束合成设备80。

三轴转台30包括：三轴方位组件301、三轴俯仰组件302和三轴滚转组件303。三轴方位组件301通过三轴方位轴与基础10构成绕Z轴的转动连接，用于实现方位姿态模拟。三轴俯仰组件302通过三轴俯仰轴与三轴方位组件301构成绕X轴的转动连接，用于实现俯仰姿态模拟，三轴俯仰轴与第二液压马达304连接。三轴滚转组件303通过三轴滚转轴与三轴俯仰组件302构成绕Y轴的转动连接，用于实现滚转姿态模拟。

三轴转台30的俯仰、滚转和方位姿态的回转轴线交于一点，即：三轴滚转组件303的轴线、三轴俯仰组件302的转动轴线和三轴方位组件的转动轴线交于一点。因此，被试设备安装在三轴滚转组件303轴上并转动时，被试设备射频天线的中心始终与三轴方位轴的回转中心重合。

如图1中所示，Z轴垂直于安装平台10a，Z1轴倾斜于Z轴，X轴平行于安装平台10a，Y轴垂直于X轴。

两轴俯仰组件201还具有一对平行设置的竖直段201a和连接两个竖直段201a的弯曲段201b，从而使两轴俯仰组件201形成类似U形的结构。两轴俯仰轴202与竖直段201a的端部垂直连接，两轴方位轴与弯曲段201b的中部转动连接。三轴方位组件301也具有一对平行设置的竖直段301a和连接两个竖直段301a的弯曲段301b，从而使三轴方位组件301形成类似U形的结构，三轴方位轴与弯曲段301b的中部垂直连接，三轴俯仰轴与竖直段301a的端部转动连接。由于采用这种结构，使得两轴转台20和三轴转台30能够在功能上联动，且运动轨迹互不干涉，共同实现被试设备与复合仿真系统的相对运动。

除三轴俯仰组件302和两轴俯仰组件201之外，其它运动部件均通过控制柜40控制的电机驱动实现姿态模拟，此处不再赘述。第一液压马达204和第二液压马达304均由液压油源系统50提供油源动力提供油源动力。为了进一步降低工作过程中热量对试验结果的影响，两轴俯仰轴202、三轴俯仰组件302的表面和第二液压马达204均涂覆有隔热涂层。采用液压驱动代替电机驱动，能够从源头上减少热量，起到主动降温的作用。而采用隔热涂层能够减少热量散发影响，起到被动降温的作用。

为了实现兼具射频仿真实验功能，两轴转台20和三轴转台30外部均包覆有吸波材料。

如图2所示，被试设备安装至三轴转台30上，射频场景分系统在相应计算机系统的相应控制下产生射频信号，通过辐射设备以所需要的角度向被试设备方向辐射射频信号，并穿透双模波束合成设备80。红外场景模拟器60安装至两轴转台20上，红外场景分系统产生红外信号，通过红外场景模拟器60投射至双模波束合成设备80并形成反射信号，向被试设备方向照射。透射的射频信号和反射的红外信号产生的合成波束由同一方向进入被试设备，从而实现射频与红外双模信号的共口径合成。

采用与前述同样的布局，射频场景分系统不工作，而红外场景分系统工作，可以实现红外分系统的单模仿真试验。将双模波束合成设备80及其非金属支架70移出射频视线范围内。当红外场景分系统不工作，而射频场景分系统工作时，即可实现射频单模仿真试验。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。