红外动态场景目标模拟器系统设计

红外动态目标模拟器系统是红外制导武器半实物仿真系统中的核心设备,具有重大的军事和经济意义.以某空地导弹成像导引头半实物仿真系统为应用对象,采用微反射镜阵列(DMD)为核心器件,设计开发了基于DMD的大场景红外动态目标模拟器系统.针对模拟器系统的分辨率、对比度、最小可分辨温差、灰度等级等关键技术指标,对DMD芯片的信号解...     

红外目标模拟器的红外特性分析

靶标是导弹飞行试验中的一个关键因素。通过标定试验和理论计算分析,对某型号的两种目标模拟器的红外特性进行了分 析,并得到了两者的辐射特性参数。最后对后续飞行试验中的靶标使用提出了参考建议。     

基于DMD的红外目标模拟器分光系统设计

基于DMD(数字微镜阵列)的红外目标模拟器是利用DMD反射调制入射的红外辐射,在实验室内模拟真实目标和背景的红外成像,对红外探测和传感设备进行性能测试和评估。介绍了基于DMD的红外目标模拟器的整体结构,阐述了DMD的工作原理,分析了分光系统的设计思想。为了解决照明系统和投影系统结构容易发生重叠的问题,设计了分光棱镜将DMD的照明光束和由DMD反射的投影光束分离开,并用ZEMAX对分光棱镜进行了优化和模拟,设计结果符合使用要求。     

红外动态目标模拟器驱动及控制系统设计

红外动态目标模拟器系统是红外制导武器半实物仿真系统中的关键设备。以某型空地导弹导引头半实物仿真系统为应用对象,以微反射镜阵列（DMD）为核心器件,针对DMD型红外目标模拟器的对比度、灰度等级和分辨率等关键技术指标,设计开发了基于DMD的动态红外目标模拟器系统。首先介绍了DMD芯片的工作原理和灰度成像原理,其次对同步驱动、数据加载和脉宽调制等关键电路进行详细设计,开发完成了DMD驱动及控制系统电路,设计完成了基于DMD的红外动外目标模拟系统。该模拟器目前已经成功应用于某型红外成像导引头半实物仿真测试系统中,逼真度和实时性高,涉及的关键指标得到了改进和提高。     

便携式红外目标模拟器系统设计

为了满足光电探测设备对不同温度环境下多波段的目标模拟需求,设计了一种便携式红外目标模拟器,选用可切换的黑体光源来进行照明,实现3～5μm和8～14μm的中波红外和长波红外的辐射特性。作为准直系统的平行光管口径为110 mm,考虑到中心遮挡问题,采用离轴反射式光学结构。在装调时利用该结构对300 mm口径的参考平面镜进行测量,测试结果 PV值为0.356λ(λ=632.8 nm),RMS值为0.047λ。采用MSC. Patran进行建模,利用有限元分析方法完成了系统的光机热分析,在-10～50℃工作环境下,由温度变化引起的主次镜面形变化为纳米级别,对中红外波段可实现实时稳定成像,为光电探测设备提供宽波段的多种直接模拟目标。     

红外目标模拟器及校准系统性能参数研究

介绍了红外目标模拟器，对一种离轴抛物面反射镜式红外目标模拟器的工作距离和工作区的辐照度进行了计算，导出了红外目标模拟器校准系统采用光谱选择性和非选择性探测器时的噪声等效温差方程。     

红外成像目标模拟器的应用探索

红外成像目标模拟器是红外成像制导半实物仿真的核心组成部分,随着制导半实物仿真对目标真实度要求的不断提高,模拟器也在不断改进以适应新的试验要求.当前的模拟器无法满足多样化的仿真需求,而更新一代模拟器的研制难度较大,投入也更高.基于现有的红外成像模拟器,讨论了通过对目标模拟器的改造与扩展,拓展了其应用范围,使其更符合半实物仿真的需求.     

海上红外目标模拟器远程温度采集系统设计

针对以往海上红外目标模拟器温度采集系统存在的测温精度低、温度采集点少和工作可靠性差等不足,采取了使用数字温度传感器以及增设温度采集点数量等改进措施。结合远距离温度监测的实际需求,提出了以DS18B20作为测量温度传感器,以AT89C52单片机作为核心控制单元,由数传电台组成无线串行接口电路的方法,实现了一种远程温度采集系统。实践证明系统具有测温精度高、性能稳定和投入成本低等优点,改进效果明显。     

基于棱镜的红外目标模拟器光学系统研究

针对某型装备测试仿真用中波红外目标模拟器,研制配套透过率高、空间均匀性好、结构紧凑的高性能红外光学系统,以满足模拟器总体设计指标和具体使用需求。根据DMD核心器件红外光调制工作原理,采用了基于TIR(全内反射)棱镜的中继光学子系统,从DMD转动夹角的限制出发,利用光学全反射定理,采用最小的角度空间设计,用一对光学棱镜使照明系统入射的光线与DMD反射的光线分开,在折衍混合式红外成像光学子系统设计匹配下,该光路系统相比反射式光路镜组结构紧凑,相比透射式棱镜方式能量透过率高。在经过光路设计仿真验证的基础上,开展了光学机械设计和研制加工及测试,最终红外光学镜组成功应用到红外目标模拟器研制中,满足了模拟器总体指标体系要求和使用需求,取得了良好效果。     

基于DMD的红外场景仿真器硬件系统设计

红外场景仿真器是红外成像制导系统硬件闭环仿真应用中的关键设备.以某型导弹导引头硬件闭环仿真系统为应用背景,采用FPGA为主控器件设计了基于数字微镜器件DMD的红外场景仿真器硬件系统.首先介绍了DMD及其线性灰度控制,然后对图像解码和识别、高速数据缓存、驱动控制电路以及脉冲宽度灰度调制等硬件模块进行详细设计.给出主要指标实现方法,测试结果表明该系统能很好地将数字图像加载至DMD镜面,加装光学模块后可成功生成满足灰度等级及帧频数要求的红外图像.     

SAR目标模拟器硬件平台设计与实现

针对当前国内大多数雷达目标模拟器不能模拟大时带宽积合成孔径雷达(SAR)目标回波问题,提出了一种SAR目标模拟器硬件平台架构,采用FPGA控制DDRII存储器来存储和输出数字回波,通过数模转换后可以输出带宽150 MHz以上模拟回波信号.由于主机与目标模拟板通信采用CPCI总线,其数据吞吐率比采用USB接口的注入式SAR目标模拟器高.该平台可以3个通道同时输出不同信号,因此可模拟聚束、条带和扫描SAR等工作模式回波.测试结果表明该平台满足系统指标设计要求.     

某雷达目标模拟器的软硬件设计

介绍某相控阵雷达目标模拟器的设计,该目标模拟器以PCI04为硬件核心,通过软件设计实现各项功能,快速有效地完成了雷达的静态、动态实验室调试。     

基于变焦双波段设计的便携式红外目标模拟器

随着红外成像设备在军用和民用领域的大量应用,如何快速一致地判断红外成像设备的技术状态并分析和排除故障变得越来越迫切。提出一种基于变焦双波段的便携式红外目标模拟器,通过高精度黑体(-10～260℃温度可调、精度优于0.01℃)、卡片插拔式靶标、3倍连续变焦双波段投影结构设计来满足红外成像设备中波、长波及不同目标的检测需求。相比于其它模拟器,该模拟器兼顾双波段,提高了设备使用范围;可更换靶标、变焦投影有利于兼顾不同红外成像设备不同距离目标的模拟检测需求。从各项检测试验结果来看,该模拟器达到了预期的目标,满足了实用化的模拟检测需求,解决了成本过高的问题。     

红外实时图像增强的硬件设计与实现

根据红外图像特点,提出了基于FPGA＋SRAM的硬件实时图像处理结构.该硬件设计包含4个主要模块：视频处理模块、FPGA模块、图像存储模块和DA转换及视频合成模块.FPGA是该系统的核心部分,能够实现2D-TDI、图像锐化和非均匀性校正等算法;SRAM阵列是暂存实时图像的,用于算法的实现;FPGA配置FLASH存放FPGA的配置程序;完成硬件调试工作后,尝试实现了部分图像增强算法.     

图像边缘检测系统的硬件设计

介绍了一种视频检测系统中图像边缘检测子系统的设计方案及其实现过程。选择Sobe!算子作为设计系统的核心算子。该系统采用Ahera公司的FPGA（现场可编程门阵列）芯片作为中央处理器,由帧数据接收模块、像素值串入并出模块、像素窗口刷新模块、数据处理模块及相关配置电路组成。像素窗口刷新模块本质为一个移位寄存器,用于实现像素处理窗口的更新,并将更新后的数据送入数据处理模块实现Sobel算法和整个图像边缘检测的过程。系统在QuartusII软件平台下开发,通过仿真证明符合设计要求,并被成功下载到Cyclone系列FPGA中。本系统还可应用在需要对图像进行高速处理的场合。     

一种红外目标检测系统中实时信息处理机的设计与实现

介绍了一种空中红外目标自动检测系统中实时信息处理机的设计与实现.该实时信息处理机采用了高效的红外目标检测和跟踪算法,该算法实时性好、抗干扰能力强.同时良好的软硬件设计使得处理机处理能力强,实现了50帧/秒的处理帧频.全数字、模块化设计使得该处理机克服了传统处理机的不足.特别是USB2.0接口的引入使得系统的连接简单可靠,具备了很强的可维护性.