消热差的红外目标模拟器投影光学系统设计

基于数字微镜器件(DMD),创新性地设计了一个长出瞳距、大出瞳口径、消热差的红外目标模拟器投影光学系统。该光学系统的出瞳距为1 000 mm,出瞳口径为准120 mm,畸变小于 1%. 为了模拟-40 益目标,整个系统需工作在制冷环境中,因此对光学系统进行了无热化设计。投影物镜的设计采用了3 种材料和4 片透镜,在-40 益~20 益的范围内,系统最大离焦量小于系统焦深。分析表明,系统各视场调制传递函数( MTF) 在16 lp/ mm 处均优于0. 4,弥散班也小于 DMD 微反射镜的尺寸,畸变小于1%. 在满足长出瞳距的同时具有良好的热稳定性。     

红外无热化设计效果检测仪自动调焦算法研究

红外无热化设计效果检测仪是为测量红外光学系统的无热化设计效果而研制的仪器,该仪器可以直接测量红外光学系统焦距随温度的变化量。自动调焦是该仪器测量被测红外光学系统无热化性能的重要步骤。文中综合考虑聚焦位置处图像清晰度和目标光斑的特征,提出了一种改进的自动调焦算法。以红外无热化设计效果检测仪为平台,进行了该算法实验研究,实验表明,与传统调焦算法相比,该算法调焦精度更高,具有更好的灵敏度。     

红外导引头成像系统无热化设计及试验验证

介绍了光学被动无热设计原理,将其应用于3～5／μm红外导引头成像系统设计,完成光学系统与红外焦平面探测器组装,进行高低温环境试验测试,试验验证了无热化设计效果;提出了在实验室条件下,高低温测试系统的构成和测试方法,具有操作简便、直观、可信度高等特点．设计及试验结果表明,该红外成像系统结构紧凑,在宽温度范围内有很好的成像质量．     

红外双波段目标模拟器的国内外发展现状

介绍了红外双波段目标模拟器在国内外的发展情况,从双波段目标模拟器的工作原理入手,重点论述了双波段景象生成器、双波段目标模拟器的内部结构设计以及系统的准直和图像的配准几个方面的技术水平,对比了我国现阶段发展的不足,讨论了发展方向和前景。     

采用塑料光学元件的微光夜视物镜设计

介绍一种采用塑料光学元件和玻璃光学元件进行混合设计的微光夜视物镜,该系统利用光学被动无热化原理进行环境适应性设计和像差平衡,其工作波长范围为0.65～0.95 μm,视场为40°,F数为1.2. 利用CODE V光学设计软件对微光夜视光学系统的调制传递函数（MTF）、温度适应性、零件质量等性能进行了综合分析与评价。设计结果表明,在高低温情况下,各个视场的MTF值均大于0.4,光学零件质量为20 g,在实现系统减轻的同时获得了良好的光学性能。     

光学系统无热化设计在空空导弹上的应用研究

介绍了光学系统无热化设计的必要性，以及国内外常用的光学系统主动式无热化技术、被动式无热化技术的原理和特点。结合空空导弹光学系统的特点分析，并根据国内无热化技术的发展状况，提出了空空导弹光学系统引入双金属补偿式的无热化设计的方法。     

红外成像探测器的现状与开发动向

综述了红外成像探测器技术的发展与各种光学问题的解决措施。介绍了红外系统中的光学系统作为红外辐射源所引起的黑点和冷却检测器图像在透镜面上的反射引起的“水仙现象”，以及光学系统内部散射引起的图像反差下降等的评价方法。探讨了非冷却型红外探测器的开发动向。     

一种便携式红外目标模拟器

设计了一种头罩式便携红外目标模拟器,采用微型黑体作为红外辐射源,采用卡赛格林平行光管作为光学系统,在可调光阑和电机的配合下,能够快速模拟出不同辐射强度、不同大小的红外目标。     

3～5μm波段红外光学装置噪声的降低

本文介绍了采用孔径匹配光学系统和采用防反射敷膜两种措施来降低红外成像装置的光学噪声。使光学系统能够在环境温度发生强烈变化和阳光直射条件下,信噪比不会发生明显变化,可以保证正常工作。     

半实物仿真红外干扰弹运动特性模拟方法研究

为了满足红外制导武器半实物仿真试验的需求,提出了一种使用红外动态景象模拟器模拟红外干扰弹运动特性的方法,建立了图像坐标系下目标－干扰运动学模型;采用MOS电阻阵列红外动态景象模拟器实现了干扰运动特性的模拟,成功应用于某型红外制导武器半实物仿真试验。     

四元红外导引头仿真信号源的实现

针对四元红外导引头半实物仿真任务的需要,提出基于“直接信号注入”的动态红外场景生成技术。通过仿真模型计算获得具有目标运动、干扰弹投放及复杂的天空、地物背景组成的动态红外场景信号,直接注入导引头电子舱,来检验和调试导引头各种跟踪与抗干扰算法,而不再需要由黑体、转台及复杂的光学系统组成的目标模拟器。重点讨论基于四元导引头工作原理的红外场景仿真信号的开发,红外场景的建模,并给出实际的工程实现方案。     

基于直接信号注入的导引头仿真技术

提出在四元红外导引头半实物仿真系统中釆用“直接信号注入”技术,将仿真模型计算生成的具有目标、对抗和背景的动态红外场景,直接注入导引头电子舱,用于验证和调试导引头各种跟踪与抗干扰算法的有效性。讨论仿真系统的结构,目标运动、干扰弹投放和复杂背景的建摸。在分析四元红外导引头工作原理的基础上,讨论动态红外场景信号的生成技术。最后介绍四元红外导引头半实物仿真系统的工程实现。     

256×256元MOS电阻阵驱动方法研究

基于MOS电阻阵的红外场景模拟器是半实物仿真系统中的关键设备。介绍了256×256元MOS电阻阵的结构和工作原理,研究了其驱动方法,详细介绍了驱动系统中图像数据传输电路和驱动控制逻辑电路的设计。驱动系统与电阻阵的联合实测结果表明：驱动系统的图像刷新频率达231．4帧／秒,单元像素灰度分辨率为16bit。经实际使用,该驱动方法完全满足红外成像制导武器测试和半实物仿真的使用需求。     

基于模拟材料的地表景物光学特性模拟关键技术研究

研究了光学特性模拟材料设计技术与人工景象区设计技术,构建了设计结果的试验验证体系.成果成功应用于光学成像系统的成像性能考核试验,对提高试验保障能力和模拟材料普及应用具有重要意义.     

军用车辆灭火抑爆系统中光学探测温度适应技术

针对军用装甲车辆乘员舱的灭火抑爆系统探测火情的需要,提出2种调整光学探测器的探测灵敏度的解决方案。简要分析光学探测技术的原理及分类,讨论各种光学探测技术的优点和局限性。介绍光学探测器的选择及温度对光学探测器的影响,重点论述某军用车辆灭火抑爆系统中光学探测器的温度适应技术,采用软件补偿方案对红外1 ms火警阈值、红外1 s积分火警阈值及红外光敏管的老化进行补偿,并多次经过高低温试验进行验证。实验结果表明:在-40～55℃的温度变化范围内,防误报性能完全可以满足国军标对光学探测器的要求。     

红外成像制导末端局部图像识别跟踪研究

针对红外成像制导末端目标图像充满导引头视场影响目标识别跟踪的问题,提出一种红外成像制导末端局部图像识别跟踪的方法。分析了红外成像制导原理;选取了高亮区比例、灰度标准偏差、长宽比、紧凑度和复杂度等5个特征量作为特征提取和目标识别的依据,提出适合导弹的目标快速识别算法;通过计算红外成像制导末端目标图像,在导引头焦平面上的投影面积的变化情况,分析了弹目距离与相对速度对目标图像变化情况的影响,研究了形心跟踪到局部图像跟踪的转换时机。综合考虑了可靠性和实时性要求,选取飞机机头作为局部图形跟踪的跟踪点;搭建红外成像制导仿真场景,对所提出的方法进行仿真分析。仿真结果表明：该方法能够有效地识别图像中的目标,减小红外成像导引头跟踪盲区,实现红外成像制导末端的平稳跟踪。     

红外导弹射击训练的诱饵系统

红外诱饵干扰系统是考核红外制导导弹性能的重要设备。应用单片机控制技术设计诱饵系统,可以为红外制导导弹射击训练创造逼真的红外干扰背景,有效检验导弹的实战能力。在分析系统技术要求的基础上,给出了软硬件设计方案,介绍了系统组成、工作原理及软件流程。