一種基于微米級(jí)led發(fā)光技術(shù)的星模擬器目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光學(xué)測(cè)量儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種光學(xué)導(dǎo)航敏感器的地面檢測(cè)與標(biāo)定。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)導(dǎo)航敏感器是為飛行器在太空中提供位置及姿態(tài)參數(shù)的重要裝置，其精度高低將決定著飛行器的精確飛行，因此需對(duì)光學(xué)導(dǎo)航敏感器的工作參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)與標(biāo)定，以確保光學(xué)導(dǎo)航敏感器精確的運(yùn)行精度，從而保證飛行器的飛行精度和安全性。目前光學(xué)導(dǎo)航敏感器的精度從低到高，依次分為地球敏感器、太陽敏感器和星敏感器。
[0003]光學(xué)導(dǎo)航敏感器的標(biāo)定有兩種方式:在軌標(biāo)定和地面標(biāo)定，在軌標(biāo)定由于技術(shù)難度較大、費(fèi)用高、標(biāo)定費(fèi)時(shí)，所以光學(xué)導(dǎo)航敏感器的標(biāo)定基本都采用地面標(biāo)定的方式。地面標(biāo)定所用設(shè)備根據(jù)敏感器的不同，精度由低到高依次分為地球模擬器、太陽模擬器和星模擬器。地面標(biāo)定的原理是:由模擬器為所標(biāo)定的光學(xué)導(dǎo)航敏感器提供高精度標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光目標(biāo)(包括紅外地球圖像、太陽光斑和星圖)，通過計(jì)算模擬器所提供的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光目標(biāo)與所標(biāo)定光學(xué)導(dǎo)航敏感器采集到的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光目標(biāo)的圖像之間的誤差，來確定被標(biāo)定光學(xué)導(dǎo)航敏感器工作參數(shù)。目前，航天領(lǐng)域?yàn)轱w行器多配置為星敏感器，其主要工作參數(shù)是恒星間的張角和星點(diǎn)亮度(星等)，所以對(duì)星敏感器的標(biāo)定任務(wù)也就是在地面采用星模擬器完成這兩個(gè)主要工作參數(shù)的精度(即星間角距精度和星點(diǎn)亮度(星等)精度)的標(biāo)定。
[0004]星模擬器由標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)源與準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)兩部分組成，其工作原理是:位于模擬器準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)焦平面處的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)源提供發(fā)光目標(biāo)，通過準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)將此發(fā)光目標(biāo)投射到被標(biāo)定敏感器的入瞳處，為所標(biāo)定的光學(xué)導(dǎo)航敏感器輸入標(biāo)定所需的目標(biāo)圖像。而根據(jù)星模擬器的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)源工作原理的不同，星模擬器可分為靜態(tài)星模擬器、動(dòng)態(tài)星模擬器，但是從相關(guān)資料了解到，目前由于已有的星模擬器的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源在設(shè)計(jì)中，由于原理誤差、發(fā)光源性能以及加工工藝等因素，造成了目前用于星敏感器標(biāo)定的星模擬器精度都相對(duì)較低，例如在靜態(tài)星模擬器設(shè)計(jì)中，常采用的LED背光板配合加工有圓形通孔的金屬目標(biāo)靶的發(fā)光目標(biāo)模擬方法，在標(biāo)定過程中只能實(shí)現(xiàn)固定位置和固定亮度星圖的模擬；而動(dòng)態(tài)星模擬器設(shè)計(jì)中，常采用的液晶光閥配合液晶顯示器的動(dòng)態(tài)模擬方法，星點(diǎn)位置受液晶光閥的動(dòng)態(tài)噪聲影響很大，而且亞像素元測(cè)量精度時(shí)，由于像素形狀(矩形形狀)限制，無法實(shí)現(xiàn)星點(diǎn)圓度的要求?；蛘呒词顾兄频难b置可以實(shí)現(xiàn)星圖的對(duì)星等和星間張角的精度要求，但是其設(shè)計(jì)難度和研制的技術(shù)要求太高，不適合廣泛推廣。例如有一種采用OLED面陣光源與光纖傳光束配合高精度星點(diǎn)靶標(biāo)來進(jìn)行星圖模擬裝置，其星間角距精度可以達(dá)到幾μπι，可完成5?10等星的模擬，但是其光纖與OLED的耦合精度以及光纖與靶標(biāo)的裝調(diào)精度要求非常嚴(yán)格，研制成本和后期維護(hù)費(fèi)用太高，實(shí)際應(yīng)用投入太大。
[0005]隨著微光電子機(jī)械系統(tǒng)(MOEMS)技術(shù)的出現(xiàn)，μ LED作為發(fā)光光源開始得到重點(diǎn)研宄。而目前，針對(duì)基于ULED發(fā)光技術(shù)的星模擬器目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源尚未見報(bào)道。因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于微米級(jí)LED發(fā)光技術(shù)的星模擬器目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源，整體構(gòu)成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，可實(shí)現(xiàn)5?10等星模擬，星間距精度(± I μπι，且星點(diǎn)實(shí)時(shí)可控，設(shè)備調(diào)配和維護(hù)便捷。
[0007]一種基于微米級(jí)LED發(fā)光技術(shù)的星模擬器目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源，其特征是:包括箱體、鏡筒、十字分劃板、衰減片、濾光片、μ LED光源、用于μ LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)、恒溫裝置以及精微可控電源；其中所述箱體的側(cè)端面上安裝有鏡筒；所述鏡筒內(nèi)依次安裝有十字分劃板、衰減片、濾光片；所述箱體的內(nèi)底面上安裝有用于μ LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)和精微可控電源；所述ULED光源安裝在用于ULED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)上；所述恒溫裝置安裝在y LED光源的背面。
[0008]所述鏡筒內(nèi)部依次安裝的十字分劃板、衰減片、濾光片均與鏡筒垂直。
[0009]所述μ LED光源的安裝位置與用于μ LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)垂直。
[0010]通過上述設(shè)計(jì)方案，本實(shí)用新型可以帶來如下有益效果:一種基于微米級(jí)LED發(fā)光技術(shù)的星模擬器目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源，整體構(gòu)成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，可實(shí)現(xiàn)5?10等星模擬，星間距精度< ±I μπι，且星點(diǎn)實(shí)時(shí)可控，設(shè)備調(diào)配和維護(hù)便捷。采用ULED光源可實(shí)現(xiàn)所模擬星圖中的星點(diǎn)單星亮滅實(shí)時(shí)可控。
【附圖說明】
[0011]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明:
[0012]圖1為本實(shí)用新型一種基于微米級(jí)LED發(fā)光技術(shù)的星模擬器目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中1-箱體、2-鏡筒、3-十字分劃板、4-衰減片、5-濾光片、6-μ LED光源、7-用于μ LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)、8-恒溫裝置、9-精微可控電源。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0015]如圖1所示的一種基于微米級(jí)LED發(fā)光技術(shù)的星模擬器目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源，包括箱體1、鏡筒2、十字分劃板3、衰減片4、濾光片5、μ LED光源6、用于μ LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)7、恒溫裝置8以及精微可控電源9 ;其中所述箱體I的側(cè)端面上安裝有鏡筒2 ;所述鏡筒2內(nèi)依次安裝有十字分劃板3、衰減片4、濾光片5 ;所述箱體I的內(nèi)底面上安裝有用于ULED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)7和精微可控電源9 ;所述μ LED光源6安裝在用于y LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)7上；所述恒溫裝置8安裝在μ LED光源6的背面。
[0016]所述鏡筒2內(nèi)部依次安裝的十字分劃板3、衰減片4、濾光片5均與鏡筒2垂直。
[0017]所述μ LED光源6在安裝時(shí)，與用于μ LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)7垂直。
[0018]所述十字分劃板3用于瞄準(zhǔn)μ LED光源6上發(fā)光點(diǎn)的位置。
[0019]所述衰減片4用于調(diào)整目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源最終的整體發(fā)光亮度。
[0020]所述濾光片5用于對(duì)μ LED光源6所發(fā)光的波段進(jìn)行控制，已滿足模擬器的輸出星圖的波長要求。
[0021]所述μ LED光源6是應(yīng)用MOEMS技術(shù)，對(duì)外延片進(jìn)行加工，制成的一副具有發(fā)光點(diǎn)尺寸最小可達(dá)幾十ym的、多點(diǎn)的發(fā)光面，其上的各個(gè)發(fā)光點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)、實(shí)時(shí)可控。尺寸在μ m級(jí)別的LED簡(jiǎn)稱為μ LED。
[0022]所述用于μ LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)7通過電機(jī)來控制導(dǎo)軌移動(dòng)臺(tái)沿目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源的光軸方向移動(dòng)，精確調(diào)整安裝在移動(dòng)臺(tái)上面的μ LED光源6位置，從而保證μ LED光源6位于星模擬器準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的焦平面處。
[0023]所述恒溫裝置8用于保持μ LED光源6周圍具有穩(wěn)定的常溫環(huán)境，確保μ LED光源6上的各個(gè)發(fā)光點(diǎn)之間的位置精度不受溫度變化而發(fā)生形變的影響。恒溫裝置8貼靠在μ LED光源6背面。
[0024]所述精微可控電源9用于控制μ LED光源6上每個(gè)點(diǎn)的亮度，保證μ LED光源6上面的每個(gè)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)單點(diǎn)的實(shí)時(shí)亮滅和整體亮度的控制。
[0025]本實(shí)用新型采用μ LED作為星模擬器的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，用于模擬星圖，位置精度和星等模擬精度高，穩(wěn)定性好，操作簡(jiǎn)單。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于微米級(jí)LED發(fā)光技術(shù)的星模擬器目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源，其特征是:包括箱體(I)、鏡筒(2)、十字分劃板(3)、衰減片(4)、濾光片(5)、μ LED光源(6)、用于μ LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)(7)、恒溫裝置(8)以及精微可控電源(9);其中所述箱體(I)的側(cè)端面上安裝有鏡筒(2);所述鏡筒(2)內(nèi)依次安裝有十字分劃板(3)、衰減片(4)、濾光片(5);所述箱體⑴的內(nèi)底面上安裝有用于μ LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)(7)和精微可控電源(9);所述μ LED光源(6)安裝在用于μ LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)(7)上；所述恒溫裝置(8)安裝在μ LED光源(6)的背面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微米級(jí)LED發(fā)光技術(shù)的星模擬器目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源，其特征是:所述鏡筒(2)內(nèi)部依次安裝的十字分劃板(3)、衰減片(4)、濾光片(5)均與鏡筒(2)垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微米級(jí)LED發(fā)光技術(shù)的星模擬器目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源，其特征是:所述μ LED光源￠)的安裝位置與用于μ LED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)(7)垂直。
【專利摘要】一種基于微米級(jí)LED發(fā)光技術(shù)的星模擬器目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)源，屬于光學(xué)測(cè)量儀器技術(shù)領(lǐng)域，包括箱體、鏡筒、十字分劃板、衰減片、濾光片、μLED光源、用于μLED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)、恒溫裝置以及精微可控電源；其中所述箱體的側(cè)端面上安裝有鏡筒；所述鏡筒內(nèi)依次安裝有十字分劃板、衰減片、濾光片；所述箱體的內(nèi)底面上安裝有用于μLED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)和精微可控電源；所述μLED光源安裝在用于μLED光源定位的電控移動(dòng)臺(tái)上；所述恒溫裝置安裝在μLED光源的背面。本實(shí)用新型整體構(gòu)成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，可實(shí)現(xiàn)5～10等星模擬，星間距精度≤±1μm，且星點(diǎn)實(shí)時(shí)可控，設(shè)備調(diào)配和維護(hù)便捷。
【IPC分類】G01C25-00
【公開號(hào)】CN204329981
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420842810
【發(fā)明人】段潔, 孫向陽, 劉禹彤
【申請(qǐng)人】長春理工大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日