空间相机离轴三反红外光学系统设计

针对空间光学系统长焦距、大视场、小型化、轻量化、大相对孔径、高成像质量的特点和发展趋势,通过对非球面反射式光学系统设计模型及其理论参数的研究分析,在共轴三反射式光学系统的基础上,提出了一种离轴三反射式红外光学系统的设计方法.利用ZEMAX求解并优化,设计一个焦距f=1000 mm,视场角为4°,D/f=1/4的反射式离轴光学系统.使该系统在50 lp/mm空间频率处传函达到0.3以上,接近衍射极限,全视场弥散斑控制在10μm以内,满足空间照相机的需要.该系统克服了共轴三反存在中心遮挡的问题,提高了系统的像质.     

基于热红外卫星遥感的火山灰云监测研究

热红外卫星遥感技术能够准确地进行火山灰云监测。针对火山灰云热红外卫星遥感图像,通过利用主成分分析（Principal component analysis,PCA）方法解决了热红外卫星遥感数据具有波段相关性和数据冗余问题,并提高了火山灰云的监测精度。以 MODIS 热红外卫星遥感图像为例,利用PCA方法对火山灰云进行监测研究,并采用USGS标准光谱数据库对监测出的火山灰云光谱特征进行验证。结果表明：PCA方法能够有效地提取出火山灰云信息,且得到的火山灰光谱特征与USGS标准光谱数据库的光谱匹配度达到了81.65%,具有较高的精度。     

微光与红外图像融合手持观察镜光学系统设计

针对微光与红外图像融合手持观察镜展开论述。首先对比分离窗口布局与共用窗口布局的优劣,针对本文所设计的手持观察镜,选择共用窗口布局;其次分析折反射系统的特点,选择折反射与透射组合的图像融合光学型式;第三依据相应指标,对图像融合各个子系统开展光学设计;最后分析图像融合系统所成图像,得出此融合系统成像质量好,分辨率高,实现了图像融合的目的。     

基于补偿算法的红外探测器非均匀性校正

由于工艺条件的限制,红外焦平面探测器各像元的非均匀性严重影响了红外图像质量,由红外焦平面非均匀性所导致的成像效果变差的问题已成为制约红外成像技术应用的瓶颈.基于FPGA为数据处理核心的硬件平台,采用领域平均算法结合加权滤波算法以及温度补偿算法依次实现了对红外图像的盲元校正与实时补偿处理.实验结果表明此算法能够实时处理图像补偿过程中产生的大量数据,显著地提高了红外图像质量,并且仅用FPGA完成所有数据处理,构成了精简的最小系统,有效地降低了成本.     

不同形式喷管流动与红外抑制特性数值分析

本文针对涡扇发动机,设计了等进口、出口面积,等长度的轴对称、矩形与S弯收敛喷管(出口宽高比W/H=4),在相同的内、外涵进口、出口参数下,数值分析了其流动、换热与红外辐射强度分布特性.比较得出,S弯喷管在矩形喷管基础上,进一步强化了二次流流动,增强了掺混,使得热喷流温度衰减增强;S弯壁面对进口高温部件形成有效遮挡,有效降低了红外辐射强度.水平探测面上,不同喷管红外辐射强度分布相似,S喷管量值最小,而在垂直探测面上,S弯喷管最大值出现高度角为20°时,这是由于尾喷流的向上偏转导致的.相比轴对称喷管,在喷管正后方,矩形喷管红外辐射强度降低23.1%,S弯喷管降低89.7%.     

基于实测数据的凝视红外系统重构方法

为充分评估基于凝视红外成像体制精确制导武器的性能,利用高可信度的数字建模仿真成为国内外普遍关注的重要途径.鉴于产品研制过程中能够获取大量的实测数据,从采样、信号传递、噪声以及空间传递等理论出发,结合典型红外场景仿真平台中理想传感器的设计,完成了基于实测数据的凝视红外成像系统重构方法研究,并利用三维噪声模型、计算机模拟图像进行了重构效果的精度验证分析.最后通过灵敏度阈值开展了实验室内验证试验,从综合性能评估实例的角度上,再次证明了该重构方法有效,为凝视红外制导武器的实战化评估应用奠定基础.     

观测距离及视角对红外热辐射检测的影响研究

观测距离和视角是影响红外热辐射检测精度的两个关键参量.为评估观测距离和视角对红外热像仪测温精度的影响,实验测量了不同观测距离和视角条件下的温度,并对测量的实验结果进行了分析.结果表明随着目标的观测距离和视角的增大,红外热像仪的测温精度均出现一定程度降低,通过对实验数据进行拟合补偿了距离和视角造成的误差.     

飞机目标红外辐射特性研究现状概述

主要介绍了近年来国内外飞机目标红外辐射特性研究现状.分别介绍了影响飞机目标红外辐射特性的主要物理因素,国外飞机目标红外辐射特性计算软件,飞机目标主要红外辐射源,飞行目标红外辐射特性外场飞行测试与相应软件仿真误差,以及国内飞机目标红外辐射特性研究现状.     

InP/InGaAs探测器对伪装目标成像研究

高性能InP/InGaAs宽光谱探测器将前截止波长延伸到0.9μm之前,实现可见/短波双波段探测,大大丰富了探测目标的信息量,提高对目标的识别率.本文采用InP/InGaAs宽光谱探测器相机,通过设置一系列伪装实验,对比不同伪装目标的可见光波图像与短波红外图像的差异,重点探究短波红外对伪装目标的识别特性.通过实验结果发现:短波红外对一定厚度塑料、硅胶、皮肤具有穿透性;颜料、染料等同色不同材质的物体对短波红外具有选择性吸收,基于以上特性,短波红外体现了较好的伪装识别效果.在成像对比实验的基础上,进一步选择伪装效果对可见光和短波红外具有明显差异的实验样品,分别测量了它们对短波红外和可见光的反射率等参数,以深入地分析和理解短波红外识别伪装的机理.     

基于Bang-Bang和PID复合控制的红外探测器温控系统设计

红外探测器作为星载偏振探测载荷的核心部件,用于实现短波红外波段辐射偏振信息的光电转换.为保证应用性能,需要对探测器进行精密温控,保证其工作在较低且稳定的温度以降低探测器热噪声和暗电流.本文介绍了一种红外探测器温控系统,采用FPGA控制完成温度信号的采集并输出控制信号,数模转换器控制三极管驱动电流完成半导体制冷器的驱动,采用Bang-Bang和PID复合控制算法完成探测器的精密温控,测试结果表明,温控精度优于±0.1℃,温度稳定时间小于6 min,可将探测器在较短的时间内控制在目标温度范围内,为实现短波红外波段的高精度偏振信息测量提供保障.