陆军工程大学军械士官学校光电火控实验中心, 武汉 430000
基于方位角测量的定位跟踪系统隐蔽性好, 是反侦察、反干扰和实施突袭的有效手段。针对地面观测站对地面运动目标的定位需求, 建立目标匀速及匀加速直线运动模型, 为减小测角误差的影响, 依据最小二乘估计准则推导目标定位算法。分析影响定位精度的主要因素, 并从观测站数量、目标距离、角度测量误差等方面进行了仿真实验和数值分析, 采用蒙特卡罗方法分析了定位误差的均值、标准差等指标。计算表明: 在同等条件下, 采用3~4个地面观测站即可获得较优的定位精度; 定位误差及误差离散程度随着目标距离及角度测量误差的增大而变大。实验结果对于优化地面观测站参数配置、提高目标定位精度以及定量评估设备预期效果具有一定的借鉴意义。
定位跟踪 地面目标 精度分析 方位角测量 locating and tracking ground target accuracy analysis azimuth measurement
陆军工程大学军械士官学校 光电火控系，湖北 武汉 430075
光电被动定位系统隐蔽性好，有利于提高复杂电磁环境中对抗作战的效能。建立基于CCD的双站被动定位系统模型，为提高测算精度，依据最小二乘法原理推导出静止目标坐标的求解方法。基于大气消光系数、目标背景亮度系数、CCD成像设备参数建立CCD侦察模型。以目标探测概率大于10%为标准，确定单个CCD的作用距离，并在此基础上分析CCD双站定位范围随双站间距的变化关系。在有效定位范围内抽取批量目标样本，计算双站定位误差，分析误差的均值和标准差随双站间距的变化规律。计算结果表明：对于确定的天气条件及CCD成像设备，当双站间距超过一定距离后，定位范围将逐步减小；定位误差及误差离散程度随着双站间距的增加先变小后变大。分析结果对于优化CCD设备参数、合理配置观测站位置具有一定的借鉴意义。
被动定位 CCD传感器 光电对抗 作用距离 passive location CCD sensor photo-electric countermeasure operating distance 红外与激光工程
2022, 51(3): 20210148
陆军工程大学军械士官学校光电火控实验中心, 武汉 430000
针对热成像系统噪声等效温差的检测需求, 基于三维噪声模型阐述了热成像系统噪声的4个时间分量、3个空间分量, 分析了噪声常规计算方法。在此基础上, 提出了一种基于标准差的简便算法, 提高检测效率。进行了测试系统工程化设计, 阐述了NETD指标的计算方法和测试流程。开展了实验研究, 对两种三维噪声测试算法进行了验证与分析, 与进口设备进行了对比测试。结果表明, 本测试系统NETD指标检测重复性好、准确度高, 应用于多型热成像设备性能检测, 满足工程化保障需求。
红外检测 噪声等效温差 三维噪声模型 热成像系统 infrared test NETD 3D noise model thermal imaging system
陆军工程大学 军械士官学校光电技术研究所, 湖北 武汉 430075
激光主动清除空间碎片已经成为国际上的研究热点。碎片靶材在高能脉冲激光作用下的冲量耦合效应研究是实现碎片清除的基础和关键。基于单摆法模型的高速摄影测量法分别研究了ns和ms两种不同脉宽制式激光对铝合金小球的冲量耦合系数的变化规律, 并从机理上分析了两种制式激光产生冲量耦合系数特性的不同。重点指出ms激光能够产生的单位面积冲量远大于ns激光, 可用于清扫空间碎片。提出采用ns与ms的复合激光能够有效提高激光的能量利用率, 从而获得更大的冲量耦合系数。为激光清扫空间碎片的研究提供了一条新的思路, 具有很强的指导意义。
空间碎片 冲量耦合 不同脉宽制式 复合 space debris impulse coupling different mode complex 红外与激光工程
2019, 48(8): 0805004
针对红外热像系统检测需求，采用紫铜辐射面、热电制冷器、散热片等设计了红外面源黑体的结构，采用铂热电阻和24位AD采样，实现了环境温度及辐射面温度的高精度采集。为克服黑体时间常数大、响应滞后、环境温度持续扰动等问题，设计了模糊PID控制器，根据偏差及其变化率实时整定控制参数，实现超调量小、响应速度快、稳态精度高等目标。实验及测试情况表明，温控精度为±0.03 ℃，响应时间小于180 s，达到了设计要求。
红外检测 面源黑体 模糊PID控制 温度采集 infrared detection surface-source blackbody fuzzy PID control temperature acquisition
1 武汉军械士官学校，武汉 430075
2 中国人民解放军68206部队，甘肃临夏 731100
针对光电跟踪仪的检测需求及传统检测方法存在的不足, 提出了一种创新的检测思路, 研制出小型便携的检测设备。阐述了检测设备总体方案设计及技术指标要求。采用基于离轴非球面的二次折叠光路、高精度二维运动靶标机构及双波段可切换光源, 实现了体积小、精度高的动态目标模拟器。采用工控机、步进电机驱动控制器及MPS-010602数据采集卡, 实现了对目标模拟器的轨迹控制和对装备信号的采集与处理。各项指标通过了性能检测, 取得了理想的应用效果。
光电跟踪仪 运动靶标 数据采集 检测设备 photoelectric tracker moving target data acquisition test equipment
武汉军械士官学校 光电技术研究所, 湖北 武汉 430075
由于激光烧蚀靶材形成的等离子体羽辉呈高斯分布, 导致沉积的大面积薄膜尤其是球面衬底上的薄膜极不均匀, 严重限制了脉冲激光沉积法的应用。设计构建了旋转与变速摆动相结合的三维衬底机构, 实现对半球面不同区域的连续沉积, 保证了膜层的均匀性; 建立膜厚分布的数学模型, 模拟分析了运动参数对膜厚分布的影响; 首次利用脉冲激光沉积技术制备出口径200 mm大尺寸半球面衬底上的均匀类金刚石膜, 顶角80°范围内膜厚不均匀性≤±5%。脉冲激光沉积法在大口径半球面衬底上制备均匀类金刚石膜在空间观测等领域均具有巨大的应用前景。
均匀膜层 脉冲激光沉积 类金刚石膜 大口径半球面衬底 uniform film PLD DLC film hemispherical substrate with large caliber 红外与激光工程
2016, 45(6): 0621004
武汉军械士官学校光电技术研究所, 湖北 武汉 430075
脉冲激光沉积技术是制备先进光学薄膜与纳米光学器件的重要手段和前沿领域，是国际研究的热点。介绍了脉冲激光沉积技术原理与特点、制备功能薄膜的研究现状和发展动向，着重阐述了双激光沉积制备功能薄膜的研究现状与未来发展；同时基于更高的需求，针对脉冲激光沉积技术的特点，设计构建了结合动能粒子磁过滤技术的激光沉积系统，提出了融合原子层沉积技术的发展思想，为提高激光沉积功能薄膜性能提供了硬件支撑和技术指导。
激光技术 脉冲激光沉积 功能薄膜 超短脉冲激光 双激光 磁过滤技术 激光与光电子学进展
2015, 52(12): 120003
武汉军械士官学校光电技术研究所, 武汉 430075
针对红外系统检测设备的小型便携化需求, 分析了检测仪的基本组成及对其进行小型设计的重点部位, 分别从优化设计指标、采用离轴抛物面多次反射光路设计、选用硬铝作为镜片加工材质等方面对红外平行光管进行了优化设计, 有效减小了光路系统的体积, 减轻了平行光管的重量。采用紫铜辐射面、热电制冷器、散热片等构造了小型高效的黑体辐射源结构, 设计了温度控制驱动电路, 实现了小型轻量的面源黑体。所研制的检测仪整机重量小于15 kg, 实现了小型便携, 并取得了理想的应用效果。
红外检测 平行光管 黑体 便携式 infrared test collimator black-body portability
红外黑体辐射源是实现红外成像系统性能检测和定标的关键设备，针对红外热像仪便携式野战测量设备小型、轻量、高精度的要求，设计了黑体辐射部件的结构、硬件电路和控制软件。采用紫铜辐射面、热电制冷器、散热片等设计了小型高效的热辐射源部件，采用高精度恒流源驱动测温电桥，实现了0.0122 ℃的温度采集精度，采用铂热电阻的分度表函数及牛顿迭代算法，使采集电压与实际温度的转化精度达0.01 ℃。该红外黑体辐射源的辐射面发射率、温度控制精度、外形尺寸等各项指标通过测试，达到设计要求，取得了理想的应用效果。
红外辐射 黑体 温度采集 牛顿迭代算法 infrared radiation blackbody temperature acquisition Newton iteration method
