机载设备中结构隐身设计技术研究

在满足机载设备气动特性和刚/强度要求以外,尽量减少对雷达波的电磁散射,降低组件信号特征,使其达到隐身指标要求,是机载设备结构设计的主要目标。本文以麦克斯韦理论为基础,围绕机载设备结构组件的隐身设计,从结构设计、仿真分析、测试验证3个方面,开展隐身设计技术研究,掌握了实用性较强的结构隐身设计方法,为后续机载设备结构组件的隐身设计提供了有价值的设计经验。

中波红外多光谱成像技术研究

多光谱成像技术结合成像和光谱测量技术,同时探测目标的光谱和几何特征,在目标识别和抑制背景杂波方面具有技术优势。研制了一套工作于中波红外波段的四通道多光谱成像系统。利用窄带滤光片和面阵探测器技术,构建了基于时序扫描的凝视成像型红外多光谱成像系统。根据红外探测器性能参数,对各个光谱通道的温度灵敏度进行了估算。在系统设计时通过合理地滤光片布局,尽量延长各个光谱通道的信号积分时间,以提高各个光谱通道温度灵敏度。利用研制的中波多光谱成像系统,对室外进行了成像,并对各个通道的成像结果进行了比较分析。

CCD成像型亮度计测量方法研究

利用CCD成像的特点,通过分析CCD成像过程中亮度与数字图像灰度之间的关系,提出了CCD成像型亮度计的设计方法。使用积分球作为标准亮度光源,对CCD拍摄得到的数字图像中像素灰度值与实际亮度之间的关系进行标定,得到图像像素灰度与测量点亮度之间的对应关系,保证亮度测量的准确性。通过对不同曝光时间下亮度分布的测量,拓展CCD成像型亮度计的测量范围。同时为了保证不同曝光时间下亮度的测量精度,将不同曝光时间下的图像灰度结果与积分球产生的标准亮度进行对比,实现成像型亮度计的非线性校正。利用光度特征匹配方法,保证光度计的相对光谱灵敏度与标准光度观察者的光谱光效率接近,减小测量误差。根据CCD成像型亮度计的标定和测量原理,使用Visual C++编制相应的软件,并进行了标定和测量试验来验证CCD成像型亮度计的测量方法,取得了较好的效果。

电子稳像算法精度评价方法研究

提出一种评价电子稳像算法精度的方法,解决了某些情况下,常用稳像评价方法不能有效对稳像效果进行评价的问题。该方法用同一种标准可以评定不同特征和运动规律的图像序列,其评价的效果将有助于电子稳像算法的改进,促进该项技术的进一步发展。

百瓦级高重频腔倒空电光调Q激光器

为了获得高功率高重频窄脉宽激光输出,通过双棒串接技术和高重频电光腔倒空技术,实现了百瓦级短脉宽、高重频和高稳定1 064 nm线偏振激光输出。在电源输入电流35 A,在不加调Q时候,获得高达426瓦连续线偏振激光输出,电光转化效率18.8%。在加调Q时,驱动频率10 k Hz的条件下,获得最高功率240 W线偏振1 064 nm激光输出,单脉冲能量24 m J,脉宽5 ns左右,峰值功率约4.8 MW。试验结果表明:通过腔倒空调Q技术和双棒串接技术,可以实现高功率高重频窄脉宽线偏振1 064 nm激光输出。

第三方瞄准越肩发射火控原理研究

通过第三方瞄准实现越肩发射是近几年来越肩发射研究领域的一个新方向。简介了第三方瞄准越肩发射出现的背景和发展;研究了第三方瞄准越肩发射的火控原理;分析了第三方瞄准越肩发射的技术特点;展望了第三方瞄准越肩发射对未来空战的影响。

全自动可变光阑测量激光发散角的工程化研究

激光远场发散角是评价激光光束质量的重要指标,根据远场发散角的定义和国际惯例,实际工程应用中设计出全自动可变光阑来测量激光远场发散角。在测量时利用图像处理和一阶重心距算法计算光斑中心,使可变光阑中心与待测激光束中心对准。测试系统自动由小到大变化光阑孔径,同时用探测器测量透过的激光能量。对光阑孔径和通过光阑的能量进行曲线拟合,算出总能量为1/e2时光阑的孔径,即对应于该处的激光束宽,从而可计算得出激光远场发散角。上述测量过程是利用虚拟仪器技术来全自动实现的,该激光远场发散角测试系统经过了项目验收和实际工程检验。

头盔显示器视差调校的量化研究

为简化视差调校,对具有大出瞳和特殊使用环境的头盔显示器准直光学系统特点进行了研究,分析了头盔显示器视差产生的根源和原理。通过引入最大相对视差,把视差调校量与出瞳直径、焦距、设计物距联系起来,得到了视差调校量与光学系统基本参数的显性量化关系式。

高重复频率电光调Q双波长激光器

高重复频率双波长激光器在远程激光测距、光电对抗、激光通信、激光雷达等领域具有重要的应用价值。为了获得高重复频率率双波长激光输出,首先通过高重复频率驱动电光调Q技术和LD侧面泵浦技术,获得高功率、高重复频率、窄脉冲宽度的线偏振1.06μm激光输出。再利用内腔差频方式,对周期极化晶体钽酸锂(PPLT)进行差频变换,获得1.46μm和3.9μm双波段激光输出。在激光器电源抽运电流25A、调制频率10kHz时,实现40 W的1.06μm激光输出,泵浦PPLT晶体获得最高功率为2.6W的3.9μm和4.2 W的1.46μm激光,差频转换效率为17%。试验结果表明:通过高重复频率电光调Q技术和LD侧面泵浦技术,可以实现高重复频率、窄脉冲宽度1.06μm光输出,泵浦PPLT可获3.9μm和1.46μm双波长激光输出。

旋转折射光楔对控制模型在机载光电探测设备中的应用分析

在现代机载光电探测设备中,旋转折射光楔对起着扩大探测视场和搜索范围的重要作用。首先基于几何光学和光的标量衍射理论对旋转折射光楔对的折光特性进行了数学分析;然后结合其在机载光电探测设备中的功能要求,研究了一种旋转光楔对控制模型,并基于该控制模型设计了旋转折射光楔对的控制算法;最后,通过仿真实验证明了该控制算法的正确性和可靠性。

基于熵的C^4ISR系统信息作战能力研究

分析了C4ISR系统基于信息流的作战流程及主要信息作战能力类别,提出了通过AHP与熵值法相结合计算装备指标权值,并应用信息熵理论建立多样本数据,来评估C4ISR系统信息作战能力的模型及方法,通过一个实例说明了方法的有效性和适用性。

LD侧面泵浦Nd:YAG高重频电光调Q激光器

为了获得高效率3μm～5μm中红外激光输出,利用电光调Q晶体RbTiOPO4(RTP),通过高重复频率驱动调Q同步技术和LD侧面泵浦技术,获得高重频窄脉宽1.06μm激光输出,泵浦非线性晶体周期极化钽酸锂(PPLT)进行频率变换,实现高功率3μm～5μm中红外激光输出。在电源输入电流20A、调Q驱动频率10kHz的条件下,获得15W的1.06μm激光。利用该1.06μm激光泵浦PPLT获得最高功率为2.6W的3.9μm中红外激光,1.06μm到3.9μm的转化效率为17.3%。实验结果表明:通过高重频电光调Q技术和LD侧面泵浦技术,可以实现高重频窄脉宽1.06μm偏振光输出,泵浦PPLT可获得高功率高效率3.9μm中红外激光输出。

平视显示器视差自动测量技术研究

平视显示器是一种大视场大出瞳的光学系统,常用的测视差的方法是摆头法,但测量精度较低,并且有人眼读数误差。为了提高平视显示器视差的调校精度及效率,消除人眼读数误差,介绍了一种基于CCD视频图像处理的视差自动测量系统。用CCD像机对平视显示器图像画面进行采集,在出瞳的范围内进行平移,比较在出瞳边缘采集的图像,计算两幅图像的偏移量,自动得出平视显示器的视差。详细论述了该方法的测量原理,并对该视差测量仪的光机结构进行了详细说明,对各技术参数的选择进行了分析,对测量精度进行了分析,最后对几种视差测试精度进行了对比分析。

航空时敏制导炸弹目标快速跟踪算法研究

针对地面时敏目标的运动特性,介绍了航空时敏制导炸弹的组成和功能并分析了系统中的关键技术。提出了一种时敏目标的快速捕获与跟踪算法,在具有CUDA架构的图形处理器GPU上加以编程实现并采用KD树搜索算法进行了特征点间的匹配。最后在Geforce 240M GPU上对算法进行了测试,试验结果表明:在480×240像素的图像上进行目标的搜索与匹配,系统运行时间只有0.12s,比目前在CPU上所实现的算法在快速性上提高了20多倍,验证了系统的实时性和可行性。

精密光学透镜薄壁镜筒类零件表面残余应力研究

时效处理和金属切削用量对零件的表面残余应力有着重要的影响。通过时效处理和改变金属切削用量,对比实验件表面残余应力的改变,研究了时效处理和切削用量对精密光学透镜薄壁镜筒类零件(零件材料:硬铝合金2A12-T4)表面残余应力的影响规律,并进行了理论分析。根据研究结果,对车削与时效工艺提出了一些指导意见。

新型复合材料——硼铝合金的加工技术研究

复合材料越来越多地应用在航空飞行器上,复合材料在飞机上的用量和应用部位已成为衡量飞机结构先进性的重要指标之一。而复合材料制造技术朝着数字化、知识化等方向的不断发展,也将会大大加速复合材料的应用进程。对涉及硼铝合金的各种加工方式、切削参数、热处理参数及表面处理工艺进行了研究探讨,结果可供实际加工参考借鉴。

近距格斗自主决策研究

辅助决策系统能够提高飞机近距空战的智能化和自动化水平。为了改善辅助决策系统的自主能力，使决策支持系统适应快速变化的战场环境和及时纠正决策失误，提出了一个应用新决策触发机制的决策系统。该触发策略改变了传统的固定时间间隔的触发机制，可以根据战场态势的变化动态地调整自主决策的时机，适应快速多变的战场环境。最后使用对抗仿真对该触发策略进行验证，其中我方使用了新的策略触发器，而敌方仍然使用固定时间间隔的触发策略，其时间间隔为2～4s不等。仿真结果证明了新策略的良好效果。

基于TLD的舰船目标跟踪方法研究

复杂背景下进行舰船目标的跟踪时,在某些帧可能会有目标丢失。为了克服这个问题,采用联合检测-学习-跟踪的TLD算法。其过程是通过训练一种在线可更新的随机蕨分类器对目标跟踪结果进行检测,并使用一种基于时空约束的PN学习策略对分类器进行学习和更新,最后融合跟踪得到的结果对目标进行判别和确定。试验结果表明,该跟踪算法可适用于目标外形改变和遮挡的情况,鲁棒性强,识别率高,误检率低,同时实时性也较好,可以满足一般的在线跟踪系统的要求。

机载光电探测系统红外性能测试靶板的研究

为了对机载光电探测系统外场性能进行定量评价,设计了野外红外性能测试靶板,论述了该靶板的设计、原理、结构、标定和应用,利用该靶板可以开展不同气象条件下系统的作用距离、探测灵敏度、空间分辨率、温度分辨率、点目标探测等性能测试研究。

大视场光学显示设备图像畸变校正算法

在大视场光学显示设备中,画面会因畸变而严重变形。为了使最终的成像结果不发生畸变,根据大视场光学显示设备的畸变特性,选择适合的校正方法并进行优化,提出对称变换法和改进的双线性插值法,对像源图像进行预处理,消除畸变带来的不利影响。给出了较为全面的算法性能衡量指标,利用Matlab和VC++6.0对校正算法进行详细的仿真和深入的分析、比较。仿真结果表明,经过优化的校正算法保证了畸变校正的准确性和实时性。