高清晰大变倍比中波红外连续变焦光学系统设计

随着红外热成像系统的不断发展,对红外光学系统也提出了更高的要求。为了满足红外探测器在军事方面的广泛应用,整机系统对高性能、大变倍的红外连续变焦光学系统的需求日益增强。针对高端中波制冷型640512 凝视焦平面探测器,设计了结构紧凑、性能优良的高清晰大变倍比机械补偿连续变焦光学系统。该系统工作波段为3.7耀4.8m,F 数为4,变倍比为35:1,变焦范围为15~550mm。该系统运用平滑换根理论,实现了超大变倍比的连续变焦光学系统设计,并且采用二次成像以及45反射镜对光路进行U 型折叠,在实现了冷屏效率100%的同时有效控制了该系统的横向和径向尺寸。采用光学设计软件CODE V 进行了仿真计算和像质评价,并绘制了该系统的变焦曲线。设计结果表明,该连续变焦光学系统具有分辨率高、变倍比大、结构紧凑、在全焦距范围内成像质量优良并且变焦轨迹平滑等优点,能够与高性能中波红外探测器匹配用于高端红外热成像系统。     

一种低成本导引头伺服控制系统设计及仿真

低成本制导技术是精确制导技术的一个重要发展方向,能够以较低的成本显著提高现有武器系统的作战效能,具有较高的作战效费比.总结了国内外有关低成本制导技术的研究现状,主要目的是在精确制导的基础上研究降低制导系统成本的方案,从而实现制导技术的低成本化.选用成本较低的微机械陀螺作为惯性传感器,稳定平台采用俯仰、偏航两轴稳定平台方式,在控制方式上采用模拟控制.在此基础上对该方案进行数学建模和MATLAB仿真,最终得到了比较满意的仿真结果,并对伺服系统的仿真结果做了稳态分析和动态分析以及伺服系统隔离度分析,仿真结果说明低成本伺服技术是可以实现的,而且稳态特性和动态特性都能够满足制导系统的要求.     

滚俯仰式红外导引头稳定平台控制与仿真

滚俯仰式红外导引头具有体积小、质量轻、视场大的特点,适应于现代红外导引头发展的需要.论述了滚俯仰式红外导引头的控制原理和伺服系统的组成,针对滚转、俯仰框架进行了系统建模,对稳定、跟踪、锁定回路进行了仿真,同时对滚转、俯仰框架进行了隔离度仿真测试,结果表明,设计良好的滚俯仰式红外导引头具有较低的稳态误差和较好的动态性能,及良好的抗干扰性能,满足系统要求.     

一种偏振红外图像的像素级融合算法

偏振红外成像是红外成像技术的一个发展方向.偏振红外成像是利用红外光线的偏振态进行的"偏振梯度"成像和"偏振滤波"成像.从理论上说,即使两物点之间没有温差,只要存在着一定的偏振梯度,也能够清晰地成像,即偏振成像不但有普通红外成像的特点,还具有矢量成像的优势.换句话说,偏振红外成像和传统红外成像是兼容的.笔者的研究工作集中于同一景物的不同偏振态红外图像的融合.根据图像融合的一般原则,针对偏振红外图像的特性,提出了在像素层的一种融合算法.经过仿真表明该方式有一定的效果.通过融合增强了红外图像的图像效果.     

基于中波制冷型碲镉汞探测器的远距离探测/识别连续变焦热像仪

基于中波制冷型640 pixel512 pixel（15m）凝视焦平面探测器,设计了远距离探测/识别的高清晰大变倍比连续变焦热像仪。该热像仪变倍比为35,长焦处瞬时视场（IFOV）为0.027 mrad/pixel,在标准大气环境中观察视场角为3528,能够对4 m3 m2.3 m尺寸的车辆进行55 km处探测、15 km处识别（识别概率为50%）,满足现代光电武器系统的远距离作战需要。热像仪采用平滑的变倍-补偿曲线光学系统设计、单导轨/双滑块变焦结构技术、自适应伺服控制技术以及红外图像增强技术,获得了在整个大变倍比的连续变焦过程中图像始终清晰并且无间断点。在奈奎斯特频率处（18 cyc/mrad）进行最小可分辨温差（MRTD）测试,测试结果表明该热像仪性能优良,证明该热像仪的各项关键技术实现了从理论设计到整机系统的工程化研究。     

红外探测器用偏置电压源的设计及其低频噪声测量

红外成像系统利用光学系统和红外探测器接收目标物体的红外辐射,并将红外辐射分布图以人眼可观测的方式显示出来.成像处理电路功能包括为探测器提供电源、偏置电压和驱动信号使探测器能够正常工作.偏置电压源的噪声将给探测器的输出引入噪声,增大系统的NETD,降低系统性能.在设计低噪声偏置电压源的基础上,采用经典噪声测量电路对偏置电压源的噪声进行了测量.为测量偏压源的低频噪声,噪声测量电路分为前置放大电路和0.1~10 Hz滤波电路.对红外探测器用偏置电压源各级电压进行噪声测量后,得出了噪声值最小的红外探测器用偏置电压源的设计方案.