Jamming effect analysis of infrared reticle seeker for directed infrared countermeasures

In directed infrared countermeasures (DIRCM), the purpose of jamming toward missiles is making missiles miss the target (aircraft of our forces) in the field of view. Since the DIRCM system directly emits the pulsing flashes of infrared (IR) energy to missiles, it is more effective than present flare method emitting IR source to omni-direction. In this paper, we implemented a reticle seeker simulation tool using MATLAB-SIMULINK, in order to analyze jamming effect of spin-scan and con-scan reticle missile seeker used widely in the world, though it was developed early. Because the jammer signal has influence on the missile guidance system using its variable frequency, it is very important technique among military defense systems protecting our forces from missiles of enemy. Simulation results show that jamming effect is greatly influenced according to frequency, phase and intensity of jammer signal. Especially, jammer frequency has the largest influence on jamming effect. Through our reticle seeker simulation tool, we can confirm that jamming effect toward missiles is significantly increased when jammer frequency is similar to reticle frequency. Finally, we evaluated jamming effect according to jammer frequencies, by using correlation coefficient as an evaluation criterion of jamming performance in two reticle missile seekers.     

Modelling the infrared ManPAD Track Angle Bias missile countermeasure

The paper describes the concept of missile evolution and the development of a range of missile advancements designed to defeat the evolving array of aircraft defensive measures. The paper describes a typical military aircraft infrared signature and looks at how examination of different spectral parts of the target signature can be used to determine if an aircraft has deployed flare countermeasures. This information can then be used to trigger a missile countermeasure in attempt for the missile to continue with a successful engagement. The paper examines the Track Angle Bias missile countermeasure and details the results of over 1000 engagement simulations designed to test the effectiveness of the missile countermeasure. The paper references the work published in IRPT Volume 53, Issue 5, September 2010, Pages 372–380.     

基于水幕的舰船红外干扰策略研究

传统的红外成像反舰导弹的干扰策略如热焰弹和烟雾等已经不能很好地应对新型红外成像反舰导弹的威胁,针对该问题,设计一种在舰船表面不同分区施加水幕来对抗红外成像反舰导弹的策略,采用建模仿真的方式开展了水幕对红外成像导引头干扰效果的研究.建立综合考虑海天背景的舰船红外辐射仿真模型,结合典型图像识别算法,分析制定了不同的水幕施加...     

Modelling an infrared Man Portable Air Defence System

The global proliferation of shoulder launched IR Man Portable Air Defence Systems (ManPADS) has resulted in the existence of a serious threat to both civilian and military aircraft from terrorist attack. Some of the older generations of ManPADS can be defeated with modern countermeasures but even the most sophisticated protection still has vulnerabilities to the latest family of ManPADS. This paper describes the work undertaken by the authors to model a second generation ManPAD, based on the Russian SA-14, and assess the vulnerabilities of aircraft both with and without flare countermeasures from these systems. The conclusions are the results of over 11,000 simulated firings against targets of varying aspects, velocities and altitudes.     

共形整流罩像差特性分析及校正方法

共形结构不仅具有良好的空气动力学性能,且不存在由于表面不连续造成的热梯度等问题,因而采用该结构的导弹整流罩更有利于导弹系统作战性能的提高。但共形结构中采用的非球面罩曲面使整流罩表现出许多不同于球形结构的动态特性,这给导引头中光学系统的设计带来很多困难。在分析共形结构一阶特性的基础上,利用矢量像差理论详细分析该结构中初级像差产生的原因及特点,并提出通过控制元件的倾斜和偏心来平衡所有观察视场中像差的方法。软件分析结果表明：加入倾斜偏心元件后可适当放大小观察视场中的像差,共形整流罩在各观察视场中具有较为稳定的像差特性,有效地改善了该结构的成像质量。     

弹道终端飞机目标红外图像瞄准点识别方法

依据飞机目标红外图像的特点,将飞机机头选定为跟踪瞄准点。利用弹道终端目标未充满视场前的红外序列图像、视场中心角、弹目距离等,建立了弹体坐标系下飞机轴线方向的求解模型。采用MAT、Hough变换等技术,对目标充满视场后的红外序列图像进行处理,检测出了飞机轴线,识别出了飞机机头。利用从弹道终端的两个序列图像中抓取出来的四帧红外图像进行了仿真,并给出了实验结果。     

基于大屏幕的可见光目标模拟器技术研究

介绍了在电视制导武器半实物仿真系统中基于平面直角大屏幕的可见光目标模拟器的组成和工作原理,利用视景仿真软件Vega和MFC实现了视景生成软件的设计与开发,并将其应用于电视导引头的半实物仿真中。仿真结果表明,所提出的目标模拟器及其视景软件能够满足电视导引头半实物仿真的需求。     

大视场红外导引头光学系统消热差设计

为消除温度变化对共形光学导引头像质的影响,利用光学被动消热差理论对具体设计方法进行实际分析.根据消热差条件选择合理的透镜材料组合,利用衍射元件特殊的光热特性采用折/衍混合结构进行消热差设计.采用椭球形共形整流罩结构减小空气阻力,降低导弹头部气动加热效应,利用三片式反远距结构实现短焦大视场系统设计.该系统工作波段为3~5 μm,系统F/#为2,视场角为±90°;凝视结构的导引头光学系统后工作距达22.8 mm,为制冷型探测器留有足够的空间;冷光阑效率为100%;在-40℃~60℃温度变化范围内,15 lp/mm处全视场MTF值均大于0.4,满足高准确度定位导引头系统对成像质量的要求,保证了系统的轻小型设计.     

一种红外导引头量测误差抑制方法研究

针对自寻的反坦克导弹的红外导引头由于受复杂背景和随机干扰影响测角精度不高的问题,提出了一种惯导信息辅助的无迹卡尔曼滤波方法。利用惯导信息描述导弹自身的运动,基于弹目信息状态变量构建弹目相对运动模型,在此基础上采用无迹卡尔曼滤波方法实现对导引头量测误差的抑制。该方法实现了导引头量测信息与惯导信息的融合,充分利用信息资源,抑制导引头量测误差,提高了导弹的打击精度,仿真实验证明了该方法的有效性。     

超大视场红外告警系统的成像特点分析

为了设计出适用于超大视场红外鱼眼告警系统的有效算法,对超大视场红外鱼眼告警系统所拍摄的红外图像进行分析,结果发现:超大视场红外图像中目标只表现为一个点,红外图像的背景非常复杂;对于天空背景,随着仰角的增大,其辐射亮度逐渐变小,目标的运动轨迹被弯曲,并随视场角的增大其弯曲程度越甚。从红外鱼眼镜头的设计理论出发,对系统的像面照度进行了分析,并采用美国光电工业公司的CDS100-04型黑体作为标准辐射源对分析结果进行了实验验证,结果表明:不同位置处灰度值的相对标准偏差仅为2.26%,说明该系统的像面照度是均匀的;最后,对系统的作用距离进行了分析,其作用距离约为9.6 km,基本满足实际需要。     

定向红外对抗系统的激光源模拟研究

针对半实物仿真中定向红外对抗系统的有效模拟问题,在分析定向红外对抗激光源技术的基础上,依据实战应用,计算得到3 m~5 m波段定向红外对抗激光源的辐射能量为飞机红外辐射强度绝对值的8倍,结合波长4 m处简化的大气传输透过率随传输距离的变化,推导出实战应用中红外导引头上辐射照度随飞机导弹之间距离的变化规律。设计半实物仿真中定向红外对抗的模拟方案,依据逼真模拟的原则,计算得到模拟激光源能量随飞机导弹之间距离和飞机辐射强度的变化规律,据此将飞机导弹相互距离1 km时刻的红外干扰源辐射能量设置为波长4 m模拟激光源能量,其他距离的模拟能量通过衰减片来控制。为提高定向红外对抗模拟的通用性和智能性,设计了模拟激光源的闭环控制方案。     

一种导弹高超声速绕流红外辐射特性数值计算方法

主要研究导弹高超声速飞行时弹头流场对自身红外导引头的辐射照度影响问题.建立导弹弹头及气动流场模型,划分计算流场网格、红外导引头镜面网格和辐射场计算网格.从辐射照度和亮度的理论公式开始,推导出适用于辐射网格的气体辐射积分式,并将流场网格数值插值到辐射场网格,求出各节点辐射值得到由导弹飞行状态确定的导弹头部流场气体辐射,积分到红外导引头的光学系统镜面处,求出对其红外导引头的光学系统镜面处的辐射照度.得出流场气体对导引头主镜面的辐射照度值的分布规律:主镜面中心最大,围绕主镜面中心成环形分布,沿着半径方向逐渐减小,随着Mach数增大影响增加.      

Anisotropic field-of-view shapes for improved PROPELLER imaging

The Periodically Rotated Overlapping ParallEL Lines with Enhanced Reconstruction (PROPELLER) method for magnetic resonance imaging data acquisition and reconstruction has the highly desirable property of being able to correct for motion during the scan, making it especially useful for imaging pediatric or uncooperative patients and diffusion imaging. This method nominally supports a circular field of view (FOV), but tailoring the FOV for noncircular shapes results in more efficient, shorter scans. This article presents new algorithms for tailoring PROPELLER acquisitions to the desired FOV shape and size that are flexible and precise. The FOV design also allows for rotational motion which provides better motion correction and reduced aliasing artifacts. Some possible FOV shapes demonstrated are ellipses, ovals and rectangles, and any convex, pi-symmetric shape can be designed. Standard PROPELLER reconstruction is used with minor modifications, and results with simulated motion presented confirm the effectiveness of the motion correction with these modified FOV shapes. These new acquisition design algorithms are simple and fast enough to be computed for each individual scan. Also presented are algorithms for further scan time reductions in PROPELLER echo-planar imaging (EPI) acquisitions by varying the sample spacing in two directions within each blade.     

一种改进的场景锁定算法

介绍了一种能对场景进行稳定锁定的算法,该算法在传统场景锁定算法的基础上进行了改进。当目标进入红外（电视）摄像机视场时,首先对视频图像进行角点检测,提取出具有特征的角点,根据角点间的距离关系,对相邻两场图像的角点进行匹配得至4角点对。然后根据角点对间的对应关系解算出相邻两场图像间的全局运动参数,把此参数输入到控制系统,让...     

地对地导弹可见光与红外成像导引头技术研究

图像制导导引头信息处理是当今精确制导武器的关键技术之一。首先讨论了地对地导弹可见光与红外光学导引头技术的国内外研究现状,然后结合导弹使用的实际需要给出了研究方案.基于该方案的可见光与红外光学末制导模块基本能够满足地对地导弹的实际要求.最后介绍了业已取得的技术成果,包括:典型目标的快速自动识别算法,图像复原算法,图像融合算法的实验结果,以及双通道四DSP图像融合硬件平台。     

基于几何光学的红外成像模型

提出一种基于光线追击法的CFD湍流场的红外成像模型,用“数字图像”模拟“真实目标”进行仿真计算。通过对比原始图与仿真结果,得出超高声速导弹附面层可引起降晰效应的结论,为弹载计算机的图像复原算法提供了理论依据。按照导引头的工作原理,把模型分为远距离、临界距离和近距离3种类型分别讨论,最后分析了点扩散函数与数字图像处理中降晰模板之间的关系。     

基于变结构理论的中制导律设计方法研究

对于采用复合制导的空地导弹,中末制导交接班问题是影响命中概率的关键因素。针对这一问题,采用变结构理论设计中制导律。首先建立滑模面,保证滑模面上速度矢量与视线重合,且零化视线角速率,然后设计到达函数,使到达条件得到满足,可以保证交班时刻导弹可靠捕获目标,并为末制导提供最优初始条件。建立了导弹六自由度数学模型和目标捕获模型,进行全系统数字仿真,实验结果表明：在中末制导交接时刻,弹目视线与导弹速度矢量基本重合,误差为0.12°,视线角速度为-0.02°/s,在±20°视场下满足捕获需求,并且为末制导提供最优初始条件。该方法可以满足中末制导交接班要求,具有较强鲁棒性,且中制导段弹道平滑,需用过载小。     

空地电视制导导弹武器系统精度和性能研究

针对综合电子战防区外空地电视遥控指令制导导弹武器系统,建立了载机空间运动、导弹制导飞行、目标的探测与识别和地面有源干扰站、云层、烟幕对空地电视遥控指令制导导弹的干扰模型和作战效能评估模型;对空地电视遥控指令制导导弹武器系统精度和效能进行了仿真分析。结果可用于空地电视遥控指令制导导弹武器系统的精度分析和性能评估,对电视遥控制导导弹的设计研制和作战使用都具有重要意义。     

一种导引头性能可视化评估方法

激光制导、微波制导的导引头由于不具备可视化功能,在实际环境中进行性能考核时,导引头是否成功截获指定目标、截获目标后的稳定跟踪过程是否正常以及在稳定跟踪过程中出现的问题都不易得到及时、准确的定位和分析。文中设计的可视化评估系统可有效解决上述问题,通过加装可见光成像系统同步伴随导引头运动的方法,将导引头搜索、跟踪目标的过程清晰成像,直观显示导引头的整个工作过程,同时利用图像跟踪系统和图像存储系统保存关键性能参数,试验完成后对导引头的输出参数及跟踪性能进行验证及处理,进而对导引头的性能参数进行分析和评估;通过动态跟踪或加载干扰源试验验证,该方法能利用可视化系统可靠同步跟随不可视导引头的运动,并对导引头跟踪过程进行定性观察及定量分析。该方法不仅可以克服室内仿真环境不太真实的缺点,又可进行多次重复性研究,性价比高,为导引头性能评估提供一种比较适用的研究手段。