红外成像光学系统近场辐射噪声建模与仿真分析

在红外探测系统中,当目标信号比较弱时,少量的杂散光引起的噪声就会大大降低系统的输出信噪比,从而降低系统的探测能力。对于高灵敏红外成像探测系统和低冷辐射环境模拟系统,系统自身热辐射将成为杂光的最大来源。文中分析说明了系统自身热辐射杂光的确定性和近场性,提出了一种新的基于光线光学的计算模型,讨论了计算模型中的一些关键问题和解决方法,并编程实现了对近场物体杂散辐射的精确数值模拟与仿真。得到了杂光在探测器上的辐照度分布图,并分析了温度、物距和辐射系数等参数对系统杂光水平的影响。对如何合理高效地降低系统自身热辐射噪声具有指导意义。     

凝视红外成像末制导系统应用研究

根据国外新一代防空导弹的发展趋势,进行了高速导弹末制导系统气动热、气动热辐射和高速流场对目标传输效应等工作环境的初步计算,为高速导弹应用红外末制导系统提供了设计依据.结合高速导弹末制导系统要求和所处的工作环境,分析了红外成像末制导在高速导弹上应用的系统技术问题.最后,提出了应用数学仿真、半实物仿真和外场试验等进行红外成像末制导系统性能评估的方法.     

气动光学效应校正技术初步分析

为了对付空中新一代威胁,未来的防空导弹具有高速高加速,高精度光学探测和侧窗探测与控制等特点。文章分析了新一代防空导弹红外成像导引头侧窗探测气动光学效应产生的机理,并结合弹上末制导的特点,在对国内外文献综合分析的基础上,提出了气动光学效应校正技术途径,主要包括：焦面优化技术,自适应变帧频变积分时间的快速红外成像技术,背抑制技术和综合模糊识别技术等。     

凝视红外成像末制导系统性能测试评估方法

针对国外新一代高速导弹的特点，结合红外成像探测系统要求及其工作环境，开展凝视红外成像探测系统在高速导弹上应用的性能测试和评估方法研究，提出了高速导弹气动光学效应环境的分析与测试方法和气动光学效应下的末制导探测系统性能测试评估方法，并通过风洞试验、数学仿真和实验室性能测试试验进行红外成像末制导系统各项性能的测试,从而全面评估红外成像末制导系统在高速导弹中的应用性能，为开展凝视红外成像末制导系统的设计和优化提供了重要依据和指导。     

光学精确制导技术的发展现状与展望

光学制导是精确制导的重要组成部分,重点介绍了光学精确制导技术中电视成像、红外、激光、光纤、星光和光电多模复合等几种制导典型形式,在分析精确制导技术国内外发展现状和发展趋势的基础上,提出了精确末制导技术的主要发展方向.     

2m长As-Se-Te玻璃红外光纤传像束

文中介绍了传输 2～ 12 μmAs Se Te玻璃红外光纤所用原料提纯和玻璃熔制工艺改进的方法。分析了损耗、填充系数K和面反射对透过率的影响。将制备出的红外玻璃光纤 ,用WQF 4 0 0傅里叶变换红外光纤光谱仪测试其损耗 ,光纤损耗值明显降低。把单丝直径 φ≤ 80 μm的As Se Te玻璃光纤制成 10 0像元× 10 0像元、长度为 2m的传像束。前、后两端分别配置可调焦的红外透镜 ,入端对准 5m处 4 0 0℃黑体炉 φ =3mm的小孔 ,出端与热像仪连接 ,经过光学扫描和信号处理后 ,在计算机屏幕上显示出圆形的黑体热像。结果表明 ,在特殊环境中用As Se Te玻璃红外传像束 ,传输热像是最佳设计方案之一。     

气动光学效应光电校正方法研究

采用红外成像寻的精确制导体制的高速飞行器在大气中以高超音速飞行时。头罩周围的高温激波流场将产生气动光学效应，这种效应严重影响了导引头对目标的探测、识别与跟踪，必须对此采取措施进行校正。文中介绍了气动光学效应的光电校正方法，包括基于波前检测与基于像清晰化校正以及高频微型光电子校正等自适应光学校正、图像帧频与帧积分时间自适应变化校正和光学与图像处理综合校正等方法，并对各种方法进行了比较分析。     

侧窗头罩高速层流流场光学传输效应数值模拟

高速流场光学传输效应是影响红外成像末制导技术在高速导弹上应用的关键。研究了气动光学传输效应中层流流场光学传输分量的计算方法。应用光线追迹法和物理光学方法研究层流流场引起的像偏移和低程度的像模糊，结合典型状态下的流场数据，进行了高速层流流场光学传输效应的数学仿真，得到了仿真计算结果。采用实际计算出的流场数据，得出的计算结果与工程计算的结果相比较，证明所建立的气动光学高速流场光学传输效应理论模型基本正确，可以用来进行仿真计算。     

高速飞行器成像探测气动光学效应研究（特约）

随着各种飞行器对信息获取的精确性和实效性依赖程度的大幅度提高,采用光学成像探测技术和追求高速飞行已成为各种飞行器发展的趋势。光学成像制导飞行器在大气层内高速飞行时,光学头罩与来流之间发生剧烈的相互作用,光学头罩与来流之间形成复杂的流场,在光学窗口中产生复杂的热响应,给头罩内的光学成像探测系统带来气动热辐射噪声,带来目标图像的偏移、抖动、模糊等气动光学效应。文中针对高速飞行器成像探测面临的气动光学效应,从机理、工程和应用三个层次,提出了气动光学研究思路和后续工作展望,旨在为气动光学效应研究提供参考思路。     

气动加热对红外成像的影响试验研究

介绍了在气动加热条件对红外成像的影响试验研究的情况,利用电弧风洞产生高温,高超声速流场,模拟红外窗口的气动加热,红外图像由高温黑体产生,利用高速红外热像仪接收红外目标的辐射。通过对穿过高温流场、模型之后的红外图像测量分析,初步揭示了气动加热对光学传输的影响。