【摘要】：紅外目標模擬系統(tǒng)是一種用來評價紅外導引頭探測制導性能的經(jīng)濟、高效的解決方案,它使用景象生成器件生成紅外動態(tài)圖像,通過模擬系統(tǒng)的投影結(jié)構(gòu)真實地模擬導引頭對紅外目標/背景的探測過程。數(shù)字微鏡(DMD)芯片由于具有高分辨率、高幀頻、高灰度等級、均勻性好等優(yōu)點,目前已成為目標模擬系統(tǒng)最常用的景象生成器件之一。本文對基于DMD的紅外目標模擬系統(tǒng)進行研究,完成了4.3～4.8μm波段光學系統(tǒng)的設計工作。首先,本文對國內(nèi)外目標模擬系統(tǒng)的研制現(xiàn)狀進行調(diào)研,對不同的景象生成器件的特點以及優(yōu)勢進行分析,選用DMD作為目標生成器件并對DMD的結(jié)構(gòu)和工作原理等進行分析,確定目標模擬器的整體系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及各組結(jié)構(gòu)之間的關系。通過對關鍵元件和技術的分析,論證光學系統(tǒng)整體設計方案和設計指標。其次,對光學系統(tǒng)關鍵結(jié)構(gòu)進行分析和計算。詳細闡述內(nèi)全反射(TIR)分光棱鏡在分系統(tǒng)耦合中的作用,通過反向光線追跡計算TIR分光棱鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù),并選擇硫化鋅材料進行TIR分光棱鏡的結(jié)構(gòu)設計。分析確定照明系統(tǒng)和投影系統(tǒng)的外部參數(shù),采用臨界式照明結(jié)構(gòu),利用Zemax軟件輔助優(yōu)化完成包含TIR棱鏡的照明系統(tǒng)光學設計�；谝延械耐队跋到y(tǒng)初始結(jié)構(gòu)對投影系統(tǒng)進行反向設計,通過對初始結(jié)構(gòu)的改進,實現(xiàn)投影系統(tǒng)的遠心結(jié)構(gòu)設計；通過Zemax軟件的輔助優(yōu)化設計得到系統(tǒng)指標和成像質(zhì)量均滿足要求的投影光學系統(tǒng)。再次,對本文設計的光學系統(tǒng)進行分析和評價。使用Zemax軟件對照明光路中出射的“開”態(tài)和“關”態(tài)光路進行仿真分析,驗證TIR分光棱鏡的設計結(jié)果；通過TracePro軟件對DMD表面的照明均勻度進行分析和計算,對照明系統(tǒng)進行評價。從傳函、點列圖和畸變等指標對投影系統(tǒng)的成像質(zhì)量進行評價；用蒙特卡洛方法對投影系統(tǒng)進行公差分析,通過模擬的實際傳函對系統(tǒng)穩(wěn)健性進行評價。最后對目標模擬器整體光學系統(tǒng)進行建模分析。包括光學系統(tǒng)整體輻射透過率的計算和黑體工作溫度的計算；利用TracePro軟件對整體光學系統(tǒng)建模進行雜散輻射分析、鬼像分析和自發(fā)輻射分析。分析過程中使用Zemax軟件鬼像分析、TracePro軟件反向光線追跡等功能簡化雜散輻射模型,提高分析效率。最終分析結(jié)果表明本文目標模擬器光學系統(tǒng)雜散輻射控制良好,滿足使用需求。
【圖文】：

技術發(fā)展較迅速，也比較多樣化，常見的方法有電阻陣列［６］、紅外陰極射線管（ＩＲ逡逑ＣＲＴ）邋［７］、激光二極管陣列（ＬＤＡ）腳、液晶光閥（ＬＣＬＶ）邋Ｐ］、娃基液晶化ＣｏＳ）逡逑［１0］、數(shù)字微鏡器件（ＤＭＤ）等［１１’口］。圖１－１展示了幾種常用景象生成器，表１－１給出逡逑了這些器件的常見性能參數(shù)。逡逑巧畫逡逑ａ）紅外ＣＲＴ邐ｂ）電阻陣列邐ｃ）數(shù)字微鏡逡逑S妹喂義希洌┍蘧Ч夥у危澹┎寤壕у危媯┘す狻黽僬罅繡義賢跡保奔鋼殖＜暮焱餼跋笊善麇義獻魑⒄故奔渥畛さ暮焱餼跋笊善髦唬繾枵罅心殼叭允槍諭庾畛Ｓ緬義系木跋笊善骷簦酰欏＝昀吹繾枵蟮募際醪歡細攏⑶攀降繾枵螅痛蠓岣吡隋義系繾枵蟮膎�、帖频、蝗~鵲燃兜燃際踔副輳⑶彝ü唇蛹際蹩桑狀锏礁咤義系姆直媛�。由诱aけ塵懊饗裕�，笎烑件属又o芄苤頻納桃到似骷�。辶x系輪菀瞧餮兄瞥觶模停暮�，脭r庋Х掄嬤型�、率先将其应用诱婌宛G勘昴Ｄ餛麇義現(xiàn)校郟保叮蕁Ｓ捎冢模停木哂懈嚀�、高秵T榷�、茧H醴槳賦墑斕然�，臍ぐ已成为当前辶x希插澹義

本文編號：2707783