提出了一种基于像素融合法的双波段红外目标模拟器设计方案。方案采用双波段亚波长光栅代替光学薄膜作为滤光片, 仅使用了一套景象生成器和投影系统完成双波段红外目标模拟。该方案解决了传统双波段红外目标模拟器结构复杂, 生产成本大, 能量比无法调谐的问题。首先介绍了该设计方案的工作原理并说明了其可行性, 然后基于严格耦合波理论分析了不同参数下亚波长光栅的滤波特性, 最后根据双波段探测需求完成了光栅设计。

针对红外仿真系统中杂散辐射会影响模拟像面温度均匀性的问题，提出 了像面温度偏差这一概念，并给出了像面最大温度偏差值的计算方法。建立了用于计算像面最 大温差的红外仿真系统简化模型。定义了能反映像面温度变化的局部辐照度偏差系数。推导了 局部辐照度偏差系数与像面最大温差的表达式，给出了红外仿真系统像面最大温差的一般计算 步骤。通过实际算例演示了该计算方法，并设计了验证实验。结果表明，测试得到的像面最大 温差均在理论计算数值范围内，从而验证了该方法的正确性和有效性。

通过对传统双波段目标模拟器的工作原理进行分析，针对其结构复杂以及生产成本较大的问题，提出一种只使用一套景象生成器和投影系统的双波段目标模拟器设计方案。利用分振幅的方法，通过滤光片和遮光片的遮挡滤光作用使2个波段的能量按特定的比例透过，在特定的积分时间下，探测器探测到2个波段的能量比不同，以此模拟不同红外目标。对设计方案中的投影系统进行光学设计，光学系统属于透射式，工作波段在3.3 μm~3.8 μm和4.4 μm~4.8 μm，F数为3.2，半视场角为1.1°，系统分辨率达到10 lp/mm，对300 K~3 000 K的黑体、灰体或选择体均可实现红外目标的模拟，同时模拟器产生的辐射能量也大于探测器探测到的最小能量，设计方案可行。