红外与激光工程
2022, 51(7): 20210866
华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
与传统的二维指向镜系统不同, 基于压电陶瓷的反射镜系统控制精度要求高, 反射镜的反射面与三维坐标系的X轴平行, 难以求得简单的解析表达式。为了解决这一问题, 对反射镜系统中的光轴偏和像旋特性进行分析研究。从光学反射矢量基本 理论出发, 建立二维指向镜数学模型, 根据目标偏转角解耦得到指向镜的方位角和俯仰角, 模型采用数值解并提出数值解的 约束条件。仿真实验结果表明: 二维指向镜偏转误差远小于系统瞬时视场角; 最后分析二维指向镜旋转引起的像旋问题, 实 验测得像旋误差小于0.01°。满足系统的精度要求, 为像旋校正提供理论依据。
二维指向镜 光轴偏 像旋 瞬时视场角 压电陶瓷 two-dimensional pointing mirror optical axis offset image rotation IFOV piezoelectric ceramics
针对人在回路的导弹搜捕概率计算问题, 通过分析人在回路特点、红外成像导弹末端捕控的实际过程, 建立了红外成像瞬时航向视场、纵向视场计算模型, 研究了导引头最大搜索扇面、目标区边界制约下的转侧搜扫条件, 给出了综合距离与方位约束的发现目标判据模型。根据计算流程, 仿真分析了导弹进入航向、开机距离、目标区边长等因素对搜捕概率的影响。结果显示, 导弹从目标区对角线方向进入时的搜捕概率比最低值高出21%; 最佳开机距离因目标区边长而异, 边长小于7 km可使发现概率大于0.85; 增强红外成像导引头作用距离、提高操作员转动光轴的速率均能极大提高搜捕概率。
搜捕概率 人在回路 红外成像导弹 瞬时视场 转侧搜扫 acquisition probability human-in-the-loop infrared imaging missile instantaneous field of view turn to another side search 红外与激光工程
2017, 46(8): 0804003
针对红外导引头瞬时视场较小的缺点,提出了分行螺旋式定向扫描技术。通过分析扫描周期、发现概率、重叠系数3个技术指标,确定了红外导引头的搜索视场。建立了角度预定回路的数学模型,并设计了基于自适应遗传算法的PID优化控制算法,实现了红外导引头的定向扫描控制。采用阶跃输入方式,在目标指示角为1°时,对角度预定回路进行了仿真,结果表明基于自适应遗传算法的PID控制器具有超调量小、稳态精度高、响应时间短的优点,满足了红外导引头定向扫描控制系统要求。
定向扫描 红外导引头 自适应遗传算法 瞬时视场 directional scanning infrared seeker Adaptive Genetic Algorithm (AGA) IFOV
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电研发中心, 吉林 长春 130033
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
针对空间成像光学系统的像质容易受到瞬时视场外杂散辐射的影响，利用杂散光分析软件建立一个共形光学系统光学机械结构模型，并对其进行反向光线追迹，从而确定出该系统中对瞬时视场外杂散辐射光的聚集贡献较大的关键表面及视场外杂散辐射光的主要传递路径。采用在系统中加入多级挡光环辅助结构的方式获得了100%的瞬时视场外杂散光屏蔽效果。该设计方案具有简单易行的特点。
共形光学系统 瞬时视场 杂散光 挡光环 conformal optical system IFOV stray light baffle
1 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,长春130033
2 中国科学院 研究生院,北京100039
3 东北师范大学 先进光电子功能材料研究中心,长春130024
4 空军航空大学 军事仿真技术研究所,长春130022
设计了一个红外波段消色差共形光学系统。共形整流罩采用流线型几何外表面,能够有效减少空气阻力,提高导弹飞行性能。但是上述表面破坏了球形整流罩的点对称几何特性,使该系统具有大倾斜、大偏心光学特性,引入依赖于目标视场和瞬时视场的动态像差特性。已报道的文献都是针对单色像差校正问题,而对于大目标视场下单色像差与色差校正难点一直没有相关研究报道。基于实际光线追迹结果、通过衍射元件色散特性和构建适当的光学系统结构,克服了导引头内部有限的空间限制,实现了系统消色差设计。最后设计实例结果表明,系统在整个目标视场范围内均得到较好的成像质量。
导弹 共形光学 衍射光学 目标视场 瞬时视场 像差 missile conformal optics diffractive optics field of regard field of view aberrations
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130022
基于最小分辨对比度准则,研究了天空背景下红外点目标的最大探测距离估计方法.首先,分析了红外波段大气辐射传输与衰减、对比度限制光电成像系统功率响应特性,建立了目标表观对比度模型,并推导出了由气溶胶消光系数和距离参量确定的探测距离方程.然后,对目标天空背景温差、发射率,气溶胶衰减系数,瞬时视场、对比度探测阈值以及辐射波长等参数作了详细讨论.最后,利用LOWTRAN7程序的典型大气模式数据,对红外点目标探测距离进行了数值模拟.
红外 点目标 探测距离 对比度 瞬时视场
