数字微镜阵列红外动态景象模拟器的研制

红外动态景象模拟器为红外半实物仿真系统提供动态目标和背景,是半实物仿真系统的核心技术之一.介绍了基于数字微镜阵列研制的红外动态景象模拟器的组成、工作原理和技术指标.描述了数字微镜阵列红外动态景象模拟器的4大关键技术,即红外图像转换技术,红外图像转换器的同步调制驱动技术,红外光学耦合技术和红外热像逼真度修正技术.分析了红外图像转换器同步与不同步驱动对图像采集的影响.给出了经研制的数字微镜阵列景象模拟器产生、红外热像仪获取的红外图像.实验结果表明:该模拟可广泛应用于红外成像探测系统的仿真、测试和标定.     

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...     

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。     

基于DMD的动态红外场景生成系统

动态红外场景生成系统是检测红外导引头探测、跟踪和抗干扰性能的重要手段。以某型空空导弹光电对抗平台为应用对象,基于红外场景实测数据,利用Visual C＋＋6.0和Vega API开发了交互式红外图像生成软件,实时生成不同地域各种环境下目标和背景的红外图像,模拟真实场景在红外导引头入瞳处红外辐射分布。根据红外图像视频信号...     

基于DMD的红外场景仿真系统光学引擎设计

针对DMD(Digital Micromirror Device)器件是针对可见光波段设计,直接用于红外波段会遇到问题,提出了一种远心投影光学引擎架构,包括投影光学系统和照明光学系统.该光学引擎采用柯勒远心照明架构,并引入一片场镜来分离投影和照明光束.这种光学引擎结构紧凑、照明均匀、光能利用率高.     

基于DMD的红外场景模拟器图像数据传输和分割存储方法

分析了DMD型红外场景模拟器相较电阻阵型在半实物仿真实验中没有广泛应用的原因。通过分析发现DMD型模拟器的数据传输带宽的大小和外同步触发延时长短对系统的实时性都有影响,并且指出图像接口的数据传输带宽高于有效带宽2倍时才能满足系统仿真的高实时性要求。设计了满足实时性要求的专用千兆网的硬件,具有极小的延时时间并且满足UDP/IP协议的数据传输软件和有利于DMD灰度显示高实时性的图像分割和存储的方法。实验验证了该方法能够传输100 Hz以上的分辨率为1 024768的8位灰度图像,而外同步触发信号与系统播放开始信号延时仅为70 s,并具有良好的稳定性。     

动态红外场景投影器的研究现状与展望

近年来,国内外在动态红外场景投影器的研究方面的研究均取得了很大的进展。作为半实物仿真系统的核心部分,动态红外场景投影器的技术性能限制了整个仿真平台的总体性能。分类总结了国内外对动态红外场景投影器的研究现状,展望了与红外成像精确制导技术匹配的新型动态红外场景投影器的主要技术要求。鉴于目前动态红外场景投影器的发展水平,提出一方面需要探索混合型投影器技术,以达到取长补短、优势互补的目的,另一方面需要继续加大对新型投影器的研制力度,解决目前投影器的局限性问题。     

红外场景辐射模拟技术发展

硬件闭环仿真系统是红外图像搜索制导系统、热像仪以及前视红外系统研制中的重要设备,红外场景辐射模拟器(红外投影仪)则是该设备中的核心器件,从辐射产生传输的角度,可主要将其分为4类:发射型、透射型、反射型以及激光型.介绍了各类型中典型模拟器的基本原理以及典型结构,并给出了部分关键性能参数(模拟温度动态范围、温度分辨率、空间分辨率、帧频).     

基于电阻阵列的动态红外场景产生器发展现状

动态红外场景仿真技术是未来武器系统发展的关键技术之一,动态红外场景产生器是实现动态红外场景仿真的关键系统,电阻阵列是动态红外场景产生器的主要发展方向。本文介绍了电阻阵列红外场景产生器的基本结构和原理,并比较了该项技术的国内外发展现状。     

基于电阻阵列的导弹红外目标模拟器的设计和实现

介绍了一种红外红目标模拟器的设计和实现，其目的是用来模拟目标运动状态和目标红外辐射特性，以便和其他相关设备相配合，构成完善的导弹半实物仿真系统。本文重点阐释了关键器件的选取，目标的模拟过程原理，以及简单的仿真结果。     

动态红外场景生成新技术

总结了目前用于半实物仿真的红外场景生成技术的新进展,介绍了几种典型的新技术,例 如:超大阵列规模的薄膜镜光调制器场景生成技术、中波红外LED 阵列红外场景生成技术、基于聚合 液晶的红外液晶光阀红外场景生成技术、一种新型的用于半实物仿真场景生成投影系统的电子束寻 址反射型空间光调制器、一种基于微型发射器的红外场景生成技术、基于MEMS 技术的单层锗化硅 红外宽波段微发射器阵列红外场景生成技术等。最后对红外场景生成技术的未来发展方向和趋势作 了分析和展望。     

动态红外场景生成技术及其新进展

总结了目前主要的用于半实物仿真的红外场景生成技术,分析了其优缺点并介绍了其目前的发展水平,同时介绍了近几年出现的几种新方法,例如:具有高动态范围的基于微机电系统一可变光学衰减器(MEMS-VOA)技术的空间光调制器、适用于远红外波段成像的微型F-P腔阵列、利用第二型量子阱结构理论制作的带间级联红外LED阵列、使像素具有...     

双DMD变焦红外双波段场景模拟器光学引擎设计

为仿真现实场景中目标和干扰的光谱分布差异,设计了一种基于双数字微镜器件(DMD,Digital Micro-mirror Device)的双通道、共口径、变焦光学引擎,包括投影光学系统和两套照明光学系统.光学引擎以红外中波和长波柯勒远心光路分别直接照明两DMD靶面,采用空间立体布局避免不同光路间干扰.设计结果表明:照明光学系统的照度均匀性优于94%;中波(3.7~4.8μm)和长波(8~12μm)内,变焦投影光学系统在10 1p/mm处的调制传递函数(MTF,Modulation Transfer Function)值分别优于0.7和0.4;系统畸变小于0.5%,满足使用要求.     

基于DMD的高帧频红外场景仿真系统设计

红外动态场景仿真技术在红外成像、跟踪和制导武器等系统的性能评估中起着重要的作用,基于数字微镜器件(Digital Micromirror Device, DMD)的红外场景产生方案是红外场景仿真技术中最具研究价值的一种方案。介绍了DMD的灰度调制原理和工作方式,在此技术基础上设计了基于TI公司的0.7XGA开发平台的DMD驱动程序。通过放大原图像,提高了仿真红外图像的对比度。最后根据探测器输出的积分时间信号和帧同步信号,提出了一种提高DMD投影频率的方案。该方案投影出的灰度图像的对比度有所提高,红外成像仪可以采集到清晰的灰度图像,且每一帧灰度图像的显示时间缩短至1.12 ms,相比于常规方式的7.87 ms有了很大的提高。     

红外动态场景图像质量评价理论概述

红外动态场景生成器是红外成像制导半实物仿真系统中的关键设备,红外动态场景生成器所产生红外图像的质量直接关系到仿真系统实验的质量.随着红外动态场景生成技术的发展,需要对产生的红外场景的质量进行全面评价.针对各种类型的红外动态场景生成器的性能进行分析,建立红外动态场景图像质量测试评价理论模型.该模型中主要的测试指标包括时间...     

红外动态场景测试评价技术

建立了一套红外场景生成装置的主要技术指标性能评测体系,给出了指标的定义,建立了指标体系的物理模型,并给出了系统评测理论和测试方法.红外场景生成装置的主要技术指标包括时间特性、空间分辨率、空间均匀性、几何畸变、动态范围、最大辐射功率密度、最小可分辨温差、串扰和辐射对比度等,并针对这些指标进行了详细分析,认为这些指标能比较全面地评价红外场景生成装置的成像质量.这些指标中又以均匀性、对比度、几何畸变和空间分辨率最为重要,应为红外图像性能评测中优先考虑的评测指标.     

基于DMD红外场景仿真系统的研究及应用

系统地介绍了数字微镜器件(DMD)的工作原理、发展及应用。分析了DMD在红外场景仿真应用中所面临的主要技术问题,包括二进制脉宽调制(BPWM)可能产生的短暂假信号、动态范围受微镜衍射的限制、出射光瞳的均匀照射、DMD光学窗的光谱透射以及投影仪与被测导引头同步等。同时基于DMD开发了红外场景仿真原理样机,经测试可在受控的环境下逼真模拟比较复杂的战场环境,并能对红外制导系统的性能进行评估和系统参数优化。该系统可用于红外成像导引头与红外成像火控系统的半实物仿真、光电对抗以及红外成像武器系统的教学训练,并可根据用户的要求研制紫外和可见光场景的仿真系统。     

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.