便携式地球模拟器制造技术

本发明专利技术提供一种便携式地球模拟器，包括：模拟器本体、支架、底座、平移机构和控制器；支架安装于底座的一端，用于固定被测敏感器；模拟器本体设置于平移机构的工作台面上；平移机构安装于底座的另一端；模拟器本体，用于生成并发射正弦调制辐射信号，以测试被测敏感器的性能；控制器与模拟器本体连接，用于向模拟器本体提供温度控制信号和调制频率控制信号，以使模拟器本体根据所提供的控制信号生成正弦调制辐射信号。本发明专利技术的便携式地球模拟器，可以在模拟卫星自旋运动的情况下提供红外辐射信号，可用于对自旋扫描地球敏感器进行地面试验和标定，且具有结构简单、小巧轻便，机动性强等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空间科学仪器检测技术，尤其涉及一种便携式地球模拟器。
技术介绍
地球模拟器就是模拟地球的仪器，是卫星控制系统中姿态测量的关键部件一红外地球敏感器进行地面模拟试验与标定用设备。地球模拟器的主要功能是在地面上模拟不同的轨道卫星在太空中所看到的地球，模拟地球的物理特性和几何特性的工作状态，即地球与太空间的辐射亮度差和地球弦宽，并能做到红外基准和可见光基准的转换，供星上部件一红外地球敏感器在地面上进行性能测试和精度标定，全面考核红外地球敏感器的光学性能、机械性能和电性能。目前红外地球敏感器分为地平扫描敏感器和地平热辐射平衡敏感器，其中地平扫描敏感器又分为自旋扫描地球敏感器、圆锥扫描地球敏感器和摆动扫描地球敏感器。其中，敏感器的结构特点和用途决定不同类型的敏感器需要采用不同的地球模拟器进行地面模拟试验和标定。对于高轨道卫星上的摆动扫描地球敏感器通常采用由大口径红外准直透镜、地球光阑和地球热板组成的准直式地球模拟器。其由电热片加热地球圆盘模拟地球红外辐射特征，辐射光线经地球光阑和红外准直透镜以平行光线入射到摆动扫描地球敏感器，以提供红外辐射信号。其中，通过更换不同直径的地球光阑，模拟摆动扫描地球敏感器在不同轨道高度上观看到的地球。对于低轨道卫星上的圆锥扫描地球敏感器，由于圆锥扫描地球敏感器对地球的扫描弦宽较大，难于采用准直式地球模拟器进行地面试验与标定。 通常由水冷或液氮制冷的模拟太空环境的冷板遮挡被加热的模拟地球辐射特性的热金属圆板实现地球模拟功能。冷板为具有一定张角的大尺寸扇形圆盘，热金属圆盘在视场扫描一周所占的角度即为地球弦宽。针对用于通信卫星和气象卫星等自旋稳定卫星上的自旋扫描地球敏感器，其与卫星固连，依靠卫星的自旋运动实现红外视场对地球的扫描。现有地面试验与标定过程通常在室内进行，且由准直式地球模拟器提供地球红外辐射信号和地球弦宽，被测敏感器安装于精密转台上，通过精密转台模拟提供卫星自旋频率，以共同完成地面试验和标定。该试验系统由多个测试设备组成，系统过于庞大复杂，无法自由移动，使用不方便，不利于自旋扫描地球敏感器装星前的各项功能测试。
技术实现思路
本专利技术提供一种便携式地球模拟器，用以提高对自旋扫描地球敏感器进行地面试验和标定时的灵活性和方便性。本专利技术提供一种便携式地球模拟器，包括模拟器本体、支架、底座、平移机构和控制器；所述支架安装于所述底座的一端，用于固定被测敏感器；所述模拟器本体设置于所述平移机构的工作台面上；所述平移机构安装于所述底座的另一端，用于移动所述模拟器本体，以使所述模拟器本体与所述被测敏感器对准；所述模拟器本体，用于生成并发射正弦调制辐射信号，以测试所述被测敏感器的性能，所述正弦调制辐射信号携带有地球弦宽信息和所述被测敏感器所在卫星自旋周期信息；所述控制器与所述模拟器本体连接，用于向所述模拟器本体提供温度控制信号和所述卫星自旋周期信息对应的调制频率控制信号，以使所述模拟器本体根据所述温度控制信号和所述调制频率控制信号生成所述正弦调制辐射信号。本专利技术的便携式地球模拟器，通过模拟器本体提供携带地球弦宽信息和卫星自旋周期信息的正弦调制辐射信号，并通过底座和支架实现将被测敏感器设置于地球模拟器上，即使被测敏感器和地球模拟器一体设置。本专利技术的便携式地球模拟器可以在模拟卫星自旋运动的情况下提供红外辐射信号，可用于对自旋扫描地球敏感器进行地面试验和标定。与现有对自旋扫描地球敏感器进行地面试验和标定的系统相比，本专利技术技术方案具有结构简单、小巧轻便，机动性强等优点，因此，使用本专利技术的便携式地球模拟器可以提高对自旋扫描地球敏感器进行地面试验和标定时的灵活性和方便性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。图1为本专利技术实施例一提供的便携式地球模拟器的组成框图；图2A为本专利技术实施例二提供的模拟器本体的一种结构示意图；图2B为本专利技术实施例二提供的光学调制器的调制盘的结构示意图；图2C为本专利技术实施例二提供的锗准直弯月透镜的结构示意图；图3A为本专利技术实施例二提供的热地球组件的一种结构示意图；图;3B为本专利技术实施例二提供的第一光阑套筒圆心角B的示意图；图4A为本专利技术实施例三提供的一种支架结构的主视图；图4B为本专利技术实施例三提供的一种支架结构的侧视图；图5为本专利技术实施例四提供的底座的一种结构示意图；图6为本专利技术实施例四提供的平移机构的一种结构示意图；图7为本专利技术实施例五提供的便携式地球模拟器的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的便携式地球模拟器中控制系统的工作原理图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的便携式地球模拟器的组成关系示意图。如图1所示， 本实施例的便携式地球模拟器包括模拟器本体10、支架20、底座30、平移机构40和控制器50。其中，支架20安装于底座30的一端，用于固定被测敏感器；模拟器本体10设置于平移机构40的工作台面上；平移机构40安装于底座30的另一端，用于移动模拟器本体10， 调整模拟器本体10和被测敏感器之间的距离，以使模拟器本体10与被测敏感器对准。模拟器本体10，用于生成并发射正弦调制辐射信号，其中正弦调制辐射信号被正对模拟器本体10的被测敏感器接收，以测试被测敏感器的性能。本专利技术实施例中的正弦调制辐射信号携带有地球弦宽信息和被测敏感器所在卫星自旋周期信息，即本专利技术实施例中的正弦调制辐射信号是在模拟卫星自旋运动的状态下生成的能够描述地球弦宽(即地球的几何特征)的红外辐射信号，而正弦调制辐射信号本身可以描述地球的物理特征。控制器50与模拟器本体10连接，用于向模拟器本体10提供温度控制信号和卫星自旋周期信息对应的调制频率控制信号，以使模拟器本体10根据温度控制信号和调制频率控制信号生成正弦调制辐射信号。其中，温度控制信号可以根据实际被测敏感器以及被测敏感器将要应用于的卫星的环境等进行设置，该温度控制信号主要用于控制生成的正弦调制辐射信号的温度。而频率调制控制信号可以根据被测敏感器将要应用于的卫星的自旋运动周期进行适应性设置，主要用于控制调制正弦调制辐射信号所需的调制频率。本实施例的便携式地球模拟器在工作时，首先将被测敏感器安装到支架20上，并取下被测敏感器的镜头盖，在该安装过程中可以通过平移机构40将安装于其上的模拟器本体10移开，以提供足够安装空间便于被测敏感器的安装；安装好被测敏感器之后，通过平移机构40将模拟器本体10移回到适当位置，并固定，然后，给控制器50以及模拟器本体 10供电，开始对被测敏感器进行测试。值得说明的是，本实施例的便携式地球模拟器，可以模拟被测敏感器所在卫星的自旋运动状态的情况，并提供自旋运动状态下的红外辐射信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种便携式地球模拟器，其特征在于，包括：模拟器本体、支架、底座、平移机构和控制器；所述支架安装于所述底座的一端，用于固定被测敏感器；所述模拟器本体设置于所述平移机构的工作台面上；所述平移机构安装于所述底座的另一端，用于移动所述模拟器本体，以使所述模拟器本体与所述被测敏感器对准；所述模拟器本体，用于生成并发射正弦调制辐射信号，以测试所述被测敏感器的性能，所述正弦调制辐射信号携带有地球弦宽信息和所述被测敏感器所在卫星自旋周期信息；所述控制器与所述模拟器本体连接，用于向所述模拟器本体提供温度控制信号和所述卫星自旋周期信息对应的调制频率控制信号，以使所述模拟器本体根据所述温度控制信号和所述调制频率控制信号生成所述正弦调制辐射信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏拾，张国玉，徐熙平，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：82