空空导弹多光谱红外成像制导技术研究

从空空导弹红外制导系统的需求出发, 探讨多光谱成像制导技术的研究思路与系统设计方法, 介绍了共光路与分光路多种多光谱光学系统的结构设计, 分析了多光谱红外导引技术中的光谱细分、多光谱红外探测器、系统匹配、多传感器信号融合及光谱特征选取等关键技术。在此基础上给出了一种空空导弹双色成像探测系统实例, 该系统利用共光路系统设计实现双波段红外成像探测, 并针对红外诱饵干扰进行了基于光谱特征的目标跟踪与抗干扰算法, 实验验证该系统具有优于单波段成像导引头的目标识别与干扰抑制能力, 显示出了多光谱成像导引头是空空导弹的发展方向。     

双色红外成像抗干扰技术

通过分析飞机目标与典型红外干扰弹在光谱分布、运动特性、辐射能量和空间分布等方面的特征差异，指出采用双色红外成像制导技术是对抗红外干扰弹的有效途径。并分析了双色成像导引头的波段选择问题。指出要根据目标与干扰弹在不同情况下的特征差异，综合利用多方面的特征进行目标与干扰的鉴别。最后，分析了红外干扰弹的发展趋势以及双色红外成像导引头的抗干扰潜能。     

空空导弹双色红外成像制导关键技术分析

新型干扰技术的发展使单波段红外成像武器系统面临巨大的挑战,双色红外成像制导技术可增强导弹的抗干扰能力,是红外导弹发展的方向之一.首先分析了国外空空导弹双色红外成像制导技术发展的现状,之后对空空导弹双色红外成像导引头的关键技术进行了分析,针对实现双色成像的方式和双色信息利用等问题,着重分析了双色波段选择、双色探测器和成像预处理、双色共口径光学系统及双色图像抗干扰等技术的实现途径,最后提出了深化研究的措施和建议.     

红外成像反舰导弹干扰物布放研究

通过对红外成像导引头目标识别和跟踪算法的分析,提出了一种反舰红外成像导弹干扰算法。对干扰物的面积、布放高度、布放距离、持续时间、辐射强度和干扰波段进行了详细研究,并建立红外成像导引头对抗仿真模型,验证了该算法的有效性。     

成像制导空-空导弹仿真分析

以在现代空战条件下，成像制导空空导弹攻击空中机动目标过程进行了仿真计算，以辅助开发导引头红外目标图像处理算法。研究了机动目标在导引头焦平面上的红外图像的运动特性和图像特征（包括拓扑特征，边界特征及统计特征等），分析了成像导引头性能参数对目标图像特性的影响，可供导引头总体设计和图像处理算法设计参考。     

共孔径红外/激光复合导引头系统仿真研究

针对空空导弹的末端制导,提出了一种红外成像与激光测距共孔径的复合导引头光学系统设计方案,可对空中典型目标进行精确探测和跟踪。该系统采用被动红外成像和主动激光测距两种模式进行复合制导,被动红外成像可对目标进行搜索和捕获,主动激光测距可获得精确的弹目距离信息。该复合导引头中被动红外成像与主动激光测距共用一套光学系统,既满足目标搜索和捕获阶段的大探测视场需求,又可以利用精确的弹目距离信息提高导弹比例导引的制导精度。     

伴飞式诱饵对抗红外成像导弹数字化研究

伴飞式红外诱饵能否对红外成像空空导弹形成有效的干扰,不仅与诱饵的性能和使用有关,还与目标载机的规避动作有关。以红外凝视焦平面阵列成像导引头目标灰度图像获取、识别和跟踪为主线,采用数字化建模方法研究目标机、伴飞式诱饵、红外成像导弹三位一体复杂系统的运动特性和辐射特性,通过对抗仿真定量分析伴飞式诱饵的使用和目标机的规避动作对成像导弹作战效能的影响,仿真结果能够为干扰红外成像导弹提供对抗方法,为研究其他对抗措施给出了思路。     

红外双波段/双视场导引头的光学设计

现有对地捷联导引头多数采用红外单波段和单视场相结合的方式对目标进行匹配和截获,然而该种方式在日益复杂的战场环境下易受目标/背景特性复杂程度、探测器性能、视场大小限制等因素的影响。在保留了某型捷联导引头原有单一的中波红外大视场的基础上,加入了长波红外大小两个视场,提出了一种新型的红外双波段/双视场导引头。通过利用中长波双波段的图像融合和长波红外下的双视场切换,突出目标与背景特征信息差异,可以有效提高导弹对目标的截获概率。采用CODE V软件设计了光学系统。整个系统采用共孔径式光学设计,具有较好的成像质量,满足系统要求。     

空空导弹红外成像引信及其起爆控制算法

空空导弹成像引信研究的许多理论，如引信如何成像，如何处理图像，如何识别目标等，还没有定论，首先提出了一种新型空空导弹红外成像引信，它与前视红外成像导引头共享焦平面探测器，光学系统等，该引信的最大特点是实现了制导引信一体化，能识别目标类型，选择瞄准点和毁伤与瞄准点有关的目标易损部位，然后，提出了一种成像引信的起爆控制算法，并给出了一些仿真结果。     

红外成像导引头动态性能测试系统设计

针对红外成像导引头在复杂干扰背景条件下难以获取动态性能指标的问题,分析了红外成像导引头动态性能参数体系,基于红外图像注入技术设计开发了动态指标测试系统。该系统能够模拟典型的红外目标和干扰信号,并对导引头输出信号进行采集、处理和分析,最后给出动态性能测试结果。通过对某型号红外成像导引头的测试和验证,证明了该系统工作高效、稳定,为红外成像导引头的动态性能测试提供了有效的方法和手段。     

新一代防空导弹红外成像末制导系统总体技术应用研究

随着新技术军事革命的到来,新一代空中威胁不断涌现,对防空防天体系及防空导弹提出了更高要求。根据未来防空体系要求在分析新一代防空导弹红外成像末制导系统主要特点的基础上,提出了高速导弹应用红外成像末制导需要解决的新技术问题,包括：大作用距离、高分辨率、变帧频变积分时间快速成像、快速信息信号处理、侧窗探测、气动光学效应校正、抗光电干扰、轻小型化等。这些问题已成为红外成像末制导技术应用研究的重点。     

发射反空空导弹对光电告警系统的需求分析

针对反空空导弹系统对来袭空空导弹的探测需求问题,提出了一种基于空战进程的机载光电告警系统作用距离动态计算方法。该方法首先构造了飞行过程中来袭空空导弹动态红外辐射特征,分析了降雨、云雾及背景干扰在大气传输中的影响,结合典型空战场景,在中红外和远红外波段对光电告警系统的动态探测性能进行了仿真。仿真结果表明,工作在远红外波段的光电告警系统,在空空反导攻击区内能够发现来袭导弹,满足反空空导弹系统的作战需求,进而提高自卫飞机的战场生存力。     

一种多谱段红外成像光学系统设计

为提高红外远程目标探测识别能力,除了增加焦距和有效口径等传统措施,还需要进一步获取目标的多谱段信息,从而将具备不同辐射特性的目标和背景区别开。本文提出了一种采用多谱段分区红外探测器和棱镜旋转像移成像光学系统,将同一目标的红外辐射能量会聚到探测器不同谱段区域进行成像,从而获取同一目标的多谱段成像信息。该系统采用同轴反射式光学系统,具备8个不同谱段分区的两支红外探测器,通过棱镜旋转实现同一目标的8个谱段信息获取。系统焦距520 mm,有效口径200 mm, F数为2.6。光学系统结构紧凑,棱镜旋转与探测器成像实时对应,不存在成像延迟和像旋,具有口径大、焦距长、谱段多等特点,满足系统高分辨率、长作用距离、多谱段信息获取等要求。     

基于红外热像波段拓展的多光谱成像研究

红外目标多光谱图像为目标红外辐射特性的研究提供了有效的手段,在目标材质识别、伪装目标辨识和复杂背景抑制等目标探测技术领域有着极为重要的应用。以黑体辐射理论为基础,提出了一种基于波段拓展的红外多光谱成像的方法。首先,利用中波红外热像仪（3～5 μm）采集红外图像,通过目标表面的真实红外辐射反推出热图像中不同像素点的温度值,然后利用普朗克公式可以获得不同像素点在预拓展波段处的辐射出射度数值,最后根据这些数值进行红外多光谱成像。     

面源红外干扰的效果评定准则研究

面源红外干扰是用于对抗红外成像制导导弹的新手段之一。分析了红外成像制导导弹的工作过程及其目标识别机理。在对红外成像导引头实施干扰的目标识别阶段和目标跟踪阶段,对面源红外干扰的使用以及干扰效果的评定准则分别进行了研究,并评价了其有效对抗红外成像制导的能力。该评定准则以导引头的跟踪状态、跟踪误差或脱靶量为依据,通过统计干扰成功率实现对面源红外干扰效果的定量评价。这种评定方法简单合理,评定结果客观有效。     

折/衍混合多光谱红外成像光谱仪离轴系统设计

采用二元光学透镜作为分光元件的多光谱成像光谱仪,由于焦距随波长的变化改变了系统的F数,因此改变了系统的放大率,从而引起光谱图像的像元配准误差。为改进基于二元光学透镜的多光谱成像光谱仪的性能,首次提出将离轴三反射镜系统与具有二元光学透镜的变焦距系统相结合的新技术方案。设计了由三片二次非球面生成的无中心遮拦的前置望远镜,该望远镜不仅有利于提高多光谱成像光谱仪的集光能力,且有利于系统的小型轻量化。同时设计了含二元光学透镜的三片型变焦距组件,用来消除多光谱成像光谱仪的像元配准误差。整个多光谱成像光谱仪系统仅有6个单片,非常简单。另外,该系统在空间频率为20 c/mm时MTF超过0.3,充分满足红外焦平面探测器对多光谱成像系统分辨率的要求,像面尺寸为7.2 mm。适用于探测单元尺寸为25μm、规格为128×128元的红外焦平面探测器。     

快速制冷型红外焦平面成像制导系统设计

红外焦平面成像技术是一种通过摄取景物热辐射分布,并将其转换为人眼可见图像的技术,广泛应用于侦察、制导、空间探测等方面.针对红外制导小体积、快速启动的应用要求,设计了快速启动红外焦平面成像制导系统.对应用于系统的折反式红外镜头、快速启动型红外焦平面探测器、低噪声成像电路等进行了设计,设计结果满足制导条件下的红外成像要求.     

红外成像制导半实物仿真现状与发展

随着新一代防空战术导弹武器系统及红外对抗技术的发展,研究红外成像制导与多模制导技术已是光电精确制导技术发展的方向.当今世界各国争先研究和掌握红外成像制导半实物仿真技术,用于红外成像末制导导弹的研制与试验.文中介绍了美国陆军导弹司令部高级仿真中心(ASC)和埃格林(Eglin)空军基地经过20多年的建设,研制与开发的先进半实物(HWIL)仿真实验室和仿真装置.     

短中波红外长线阵拼接集成滤光片技术研究

空间光谱成像技术的发展使得探测器阵列与分光元件的集成成为一种趋势,长线阵拼接集成滤光片是空间多光谱成像仪实现焦平面集成分光的关键器件,在我国空间多光谱成像光学系统中需求明显。设计了4通道短中波红外长线阵拼接集成滤光片,采用离子束辅助轰击的电子枪蒸发方法制备了各通道窄带滤光片,利用专门研制的工装探索了拼接工艺,研制出了短中波红外长线阵拼接集成滤光片。测试结果表明:集成滤光片各通道平均透射率达到90%,最小带宽为230 nm （中心波长为4.95 μm）,光谱性能与设计结果吻合,满足性能指标要求。最小拼缝宽度仅为10 μm,拼缝不平行误差为1 μm,集成滤光片设计结构和拼接强度能够耐受抗振性试验。该集成滤光片已经在空间光学遥感仪器上成功应用。