基于OSG的红外导引头视景仿真系统研究与实现

红外导引头视景仿真在军事领域中具有重要的应用价值。基于OSG(open scene graph)平台,利用目标与海洋背景的红外特征、大气的传输特性和探测器噪声,结合导引头作战使用功能,实现了一个参数可调的、基于海洋背景的红外导引头3D视景仿真系统;它能根据仿真场景的经纬度、仿真时间、大气及海洋温度自动生成导引头的红外视景,并实现搜索、跟踪目标功能。实验结果表明,系统帧速达60帧/s以上,能够满足实时性仿真的要求。     

天文用阻挡杂质带红外探测器

低温目标红外辐射的灵敏探测和成像在航天和深空探测中具有重要的应用价值.300 K以下低温目标的辐射强度很弱,辐射特征波长位于中远红外区.阻挡杂质带红外探测器是中远红外探测器中重要的一员,具有覆盖波段宽、灵敏度高、暗电流低、抗辐射性能高等优点,能够胜任空间技术和天文探测在中远红外波段探测的苛刻要求.本文以红外天文探测对红外探测器的应用需求作为出发点,主要就国内外红外天文学、红外天文探测器发展概况,阻挡杂质带红外探测器发展历史及其材料、器件结构等方面做了简要综述,并简明扼要地介绍了阻挡杂质带探测器的器件物理模型.     

动态红外图像的计算机仿真技术研究

针对红外探测系统,进行了动态红外图像的计算机仿真生成技术研究.主要解决了以下四个问题:1.分析了飞机目标的红外辐射特性,包括发动机尾焰、尾喷口及飞机蒙皮的辐射计算方法;2.讨论了大气衰减对目标红外辐射特性的影响,对利用理论模型得到的目标红外辐射图像进行了修正,获得了较接近实际的模拟红外热图像;3.对探测成像系统的噪声仿真进行研究;4.完成软件编程,实现动态红外图像的仿真生成.     

强度比红外定向研究

提出了一种红外定向方法:根据2个相互垂直的红外探测器的信号强度比来确定目标方向.介绍了该方法的原理、实验方案.实验得到了每隔1°的红外源方向角度α和两探测器信号强度比值q的数据库,-αq符合反正切关系.实验结果表明,只要红外源与探测器的距离R>10 cm,则-αq关系与R值无关,该定向方法的角分辨率至少达到1°,且重复性好,表明该方法切实可行.与现有红外定向方法相比,本文提出的强度比定向法原理和技术简单、易于实现、成本较低.     

红外点源目标模拟器

研究了一种红外点源目标模拟器.该目标模拟器采用光谱滤光片对黑体发出的光波进行过滤,得到3～5μm波段的红外辐射;改变光栏孔的直径,模拟不同大小的目标;控制中性密度滤光片的不同透射比部分进入光路,得到不同辐射强度的目标,动态地控制目标红外辐射强度;转动方向镜控制目标在导引头视场内的位置,模拟目标的运动,实现了对红外目标运动特性的模拟.实验结果表明,该红外点源目标模拟器实现了对3～5μm波段红外动、静态目标的模拟,满足了某红外半实物仿真系统的实际需要.     

非制冷红外焦平面探测器技术应用及市场分析

主要介绍了非制冷红外焦平面探测器的发展历史、现状以及主要应用领域,分析了非制冷红外焦平面探测器技术未来发展趋势和市场应用前景,对红外产品生产厂家的未来发展方向提供了参考建议.     

基于神经网络的主动式红外结冰探测

针对飞机机翼结冰的特点,提出一种新型的主动式红外结冰探测方法.该方法采用红外激光直接照射物体的结冰表面,通过物体结冰表面反射回来的激光回波能量提取不同入射角和观测角下结冰表面的反射系数,利用光电探测器接受不同观测角下的结冰表面激光回波能量,光电探测器将光信号转换成电信号,通过放大和滤波电路对信号进行处理,经过A/D转换输入到计算机进行进一步的处理和分析.运用神经网络方法对其进行分类,最后给出物体表面结冰程度的信息.     

红外探测器光谱响应测量研究

设计了一个红外探测器的光谱响应测试系统,并对系统原理进行了分析.对不同温度和频率情况下的热释电探测器进行光谱响应实验.实验结果表明,热释电探测器对红外辐射信号的响应不同,但电压变化曲线的趋势基本一致,从而验证了红外探测器光谱响应理论.该设计能有效抑制系统的干扰信号,提高信噪比,具有测量精度高、稳定性好的优点.     

全自动红外导引头成像光斑测试仪的研制

研制了一种全自动1．064μm红外导引头的成像光斑测试仪,介绍了各部分功能实现的措施以及最小成像光斑和离焦光斑的图像处理方法,该测试仪以1．064μm导引头为被测对象,采用1．064μm的激光光源模拟无穷远点光源,以红外面阵CCD探测器为接收器,实时采集的信号通过RS-232串口通信进入计算机,采用重心法对所采集的光斑信号进行处理,分析光源通过被检测系统后在其焦面上和成像光斑的质量,它用数据和三维图形显示测量结果,可用于检测红外导引头最佳像面和离焦像面光斑的位置、大小及光能分布,并用于测试轴外视场的光斑,全部检测实现了“一键通”,该方法可以广泛应用于不同光学系统的检测,评价光学系统的质量,特别是光学聚焦系统的质量。     

隐身战斗机红外辐射特征计算及红外隐身效果分析

针对飞机红外隐身和反隐身技术发展的需要,建立了隐身飞机红外图像的仿真模型,并对飞机的红外隐身效果进行了评估.首先在飞机红外辐射计算模型的基础上,对二元喷管、低发射率蒙皮、发动机舱隔热、喷管冷气注入等进行红外隐身建模,经过渲染生成隐身飞机的红外图像;然后对低发射率蒙皮、发动机舱隔热与喷管冷气注入3种红外隐身措施的隐身效果进行分析.仿真结果表明,不同的隐身措施下,隐身战斗机辐射差异较大.      

导引头测控系统关键测试技术研究

导引头是导弹的核心部件,其性能直接影响着导弹武器的整体性能,需要在系统组装前对其进行全面测试.以红外成像导引头测试系统的研究为工程背景,以模拟、数字、总线和图像信号为系统测试信号,研发出一套混合信号集成测试系统.以红外测试系统的设计开发为研究内容,重点研究了导引头测控系统的硬件组成、VMIC反射网在导引头测控系统中的应用、软件设计的通用性和可扩展性及其所采用的关键技术.     

天空背景红外图像仿真

为了使天空背景辐射强度光谱分布最终生成红外探测器焦平面上背景辐射功率分布图像,需要对天空背景辐射各影响因素进行分析,建立准确的背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型.本文利用MODTRAN软件计算不同天候条件下的天空背景辐射强度光谱分布,建立了背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型,给出了天空背景在焦平面上的辐射功率计算方法,利用天空背景辐射功率分布生成其红外图像.最后编写了仿真软件,生成不同天候天空背景图像,并与红外热像仪拍摄的天空背景图像进行了比对,其变化趋势有较高的一致性.     

超高速导弹红外凝视成像导引头技术研究

对弹道导弹采用的红外凝视成像导引头的几个关键问题进行了讨论，并结合导弹使用的实际需要以及国内红外成像器件的水平给出了较合适的设计方案。用该方案设计的导引头基本满足弹道导弹的使用要求。研究结果表明：该方案设计正确、可行，是目前易于设计实现的一种方案。     

红外辐射能量等效中心研究

分析了红外干扰弹和目标机的红外辐射特征,根据两者的红外辐射特征,研究了红外辐射能量等效中心,提出了红外辐射能量中心轨迹和辐射强度计算方法,仿真验证了此算法的可行性。     

相对论真错了

将相对论性纯纵向光多普勒效应公式可以被改写为与洛仑兹变换在结构上相仿的数学表达形式,进而给出新的洛仑兹变换数学表达形式,依此研判,狭义相对论是完全错误的理论。     

红外空空导弹抗干扰性能评估方法研究

为解决红外空空导弹抗干扰性能难于定量评估问题,给出了一种新的评估方法,用于在定型阶段对导弹的抗干扰性能进行鉴定。该方法首先规划了导弹抗干扰试验。为便于对试验结果进行深入研究,将导弹抗干扰试验分解为导引头抗干扰试验和导弹控制系统抗干扰试验。导引头抗干扰试验分为数字仿真、半实物仿真、系留飞行和靶场发射试验,导弹控制系统抗干扰试验分为数字仿真、半实物仿真和靶场发射试验,通过多层贝叶斯估计分别得到了导引头和控制系统抗干扰概率模型,再利用二阶矩等效方法,推导出了由导引头和控制系统串联组成的导弹系统抗干扰评估模型。算例分析表明,该方法与传统统计方法相比,具有结果可靠、精度高的优点,且能给出抗干扰概率的置信区间。     

飞行对抗场景中云红外图像仿真研究

云背景对各种红外探测系统的探测识别能力有很大影响。为了更好的研究云背景对红外探测系统的影响,需要建立准确、形象、直观的探测器观察到的云背景红外辐射模型,生成相应的云红外图像。利用分形云插值计算方法和高斯一维随机插值算法,建立云的运动模型和光照模型,利用云层浓度跟高度的关系建立云层模型,实现了对云层形象、直观、准确的仿真。研究结果对红外制导武器在有云飞行对抗过程中的抗干扰评估具有一定参考价值。     

不同战场环境下超低空导弹目标抗多径方法

多径干扰是影响超低空探测的主要因素,针对防空导弹对超低空导弹目标探测问题,研究了不同战场环境下的抗多径方法。采用物理光学法与等效电磁流混合方法(PO+MEC)快速获取导弹目标的电磁散射特性,结合传统的四路径模型,并引入导引头天线方向图对其进行修正,提取出不同战场环境下超低空导弹目标的多径干扰。仿真结果表明,不同的战场环境对应着不同的布儒斯特角,混凝土、半干地、干地和湿地环境下所对应的布儒斯特角分别为30°、26.5°、21.5°和10.5°;当导引头采用VV极化方式以布儒斯特角下视探测超低空导弹目标时,多径干扰达到极小水平,所接收信号的信干比达到极大水平,此时导引头对于超低空导弹目标的探测能力最强,目标回波最为明显。仿真结果对于防空导弹弹道优化具有借鉴意义,为超低空对抗打下基础。