一种低剖面超宽带强耦合相控阵天线

为适应多功能、一体化、集成化的应用需求,相控阵天线正朝着超宽带、小型化、轻量化方向发展。本文基于强耦合技术,设计了一种低剖面超宽带强耦合相控阵天线。天线单元由超表面宽角匹配层、辐射振子、Marchand馈电巴伦以及反射地板组成。通过偶极子双臂的上下层交叠实现强耦合效应。通过仿真设计,该强耦合天线在1.4 GHz~6 GHz频带内0°~50°扫描角度下天线的有源驻波均小于3.2,具有良好的阻抗匹配带宽。最后,对18×36规模的阵列天线进行测试,验证了实测与仿真结果一致。

宽光谱日夜两用鱼眼监控镜头的设计

设计了一款宽光谱日夜两用鱼眼监控镜头,使用近红外LED光源照明及IR-CUT双滤光片,近红外波长为850 nm,采用Zemax软件的多重配置结构设计,使用固定焦距,实现可见光和近红外光的共焦。对设计的光学系统结构和像差曲线进行分析,设计全视场角和相对孔径分别为175°和1/1.8,使用1/3 in CCD成像接收器件,全视场MTF值在空间频率100 lp/mm处达到0.3。

基于边缘检测的超大空域红外背景抑制算法

超大空域红外背景中通常存在强边缘,背景空间相关性差。针对此特点,提出了基于边缘检测的混合滤波背景抑制算法。设计了空心梯度计算窗口检测强边缘。该方法具有在强边缘区域梯度输出较高,而目标处梯度完全取决于背景的特点,从而可把强边缘和小目标区分开来。分析了梯度分割门限的确定方法,据此门限可划分出强边缘和缓变区域。在靠近边缘或边缘之上执行对边缘抑制效果较好的最大中值滤波,在缓变区域执行有利于保护目标能量的去局部均值滤波。该算法结合了线性和非线性滤波的优点,既能有效滤除强边缘,又能很好地保护目标能量。

超大视场红外鱼眼告警系统的成像响应特性分析(英文)

超大视场红外鱼眼告警系统具有凝视半球空域,实时感知来自空中不同方向威胁的独特优点,在未来战争中必将有着广泛的应用。而对超大视场红外鱼眼告警系统的成像响应特性进行分析有助于解决其在应用中所出现的问题。对系统的温度响应特性、时间响应特性以及像面照度进行了分析,结果表明,在相同的环境温度下,系统的温度响应特性是线性的,且随着时间的推移系统的输出逐渐变大,在约70 min以后趋于稳定;当环境温度升高时,系统输出也相应变大,说明系统存在着能量漂移。通过对实验结果的进一步分析,结果表明,这种能量漂移是环境温度和系统的自热效应共同作用的结果。通过对同一目标不同位置处的灰度值进行分析,发现灰度值相对标准偏差仅为2.26%,说明不同位置处目标的灰度值几乎是相等的,从而表明系统的像面照度是均匀的,这与随后的理论分析相一致。对于超大视场红外鱼眼告警系统的算法设计方面具有重要的参考价值。

超宽视场离轴光学系统畸变一致性校正技术

为满足海岸带超宽视场和高分辨率的动态监测需求,高分辨率宽覆盖已成为空间光学遥感器的重要发展趋势。HY-1C/D卫星海岸带成像仪采用两台相机组合的方式实现大幅宽,单台相机是32°超宽视场离轴光学系统,相机存在弧形畸变且畸变较大。研究了超大视场离轴光学系统畸变一致性校正技术,提出"多变量仿真-高精密测量-交互迭代"的装调方法,开展了兼顾像质、视轴、畸变的多变量全链路仿真计算,通过高精度畸变测量系统实现了畸变补偿的交互迭代调整,解决了镜头装调阶段畸变不可控的难题,实现双台相机畸变一致性控制精度优于0.1%,完全满足测试技术要求,结果表明方法合理可行。

超大视场红外告警系统的成像特点分析

为了设计出适用于超大视场红外鱼眼告警系统的有效算法,对超大视场红外鱼眼告警系统所拍摄的红外图像进行分析,结果发现:超大视场红外图像中目标只表现为一个点,红外图像的背景非常复杂;对于天空背景,随着仰角的增大,其辐射亮度逐渐变小,目标的运动轨迹被弯曲,并随视场角的增大其弯曲程度越甚。从红外鱼眼镜头的设计理论出发,对系统的像面照度进行了分析,并采用美国光电工业公司的CDS100-04型黑体作为标准辐射源对分析结果进行了实验验证,结果表明:不同位置处灰度值的相对标准偏差仅为2.26%,说明该系统的像面照度是均匀的;最后,对系统的作用距离进行了分析,其作用距离约为9.6 km,基本满足实际需要。

超大视场折反射全景光学成像系统设计

折反射全景光学成像系统具有平面对称光学系统的成像特性,提出应用光焦度控制方程和超大视场光学系统六阶波像差理论来初步确定系统结构初始参数,在此结构基础上,应用Zemax软件对其进行设计和优化,得到了一款仅由1块偶次非球面反射镜和6块折射透镜组成的折反射全景光学成像系统。该系统工作在可见光波段,全视场角范围为12°~178°,F数为3.5,其像差得到了较理想校正,调制传递函数在空间频率40 lp/mm处均大于0.37,成像性能较好,满足实际应用要求。同时,对设计的系统进行了公差分析。

一种基于无人机航拍长轴图的制图方法研究

针对正射影像无法直观展示城市建设情况,而三维实景模型数据的浏览也受到了极大的限制,本文提出了一种利用无人机搭载高清拍摄设备进行长距离画轴的拍摄方法及拼接技术。区别于传统的正射影像图和倾斜实景三维的拍摄方式,本文提出的方法结合了影视摄影方法和摄影测量技术,重点突出城市的空间感和方位感,能更高效地获取高分辨率、超宽视角的影像,并进行无缝拼接,既能体现城市的发展规划,又能俯瞰城市的发展美。

多组元全动型大孔径及超大视场变焦系统设计

为了使变焦光学系统能够实现超大视场以及大孔径高分辨率成像,提出一种能够有效指导此类系统的设计方法。通过分析变焦光学系统的原理以及比较其变焦补偿方式,确定采用全动型补偿方式来实现整个系统的变焦。根据初级像差的理论并结合ZEMAX软件得到系统较合适的初始结构参数,对其进行优化设计可以得到一款由14片折射透镜组成的大孔径以及超大视场变焦系统,该系统的工作波段为400~700 nm,焦距范围为6.54~17.00 mm,变倍比为2.6,全视场角范围为60°~178°,F数为2.8,调制传递函数值在奈奎斯特频率55.6 lp/mm处均大于0.40,说明系统的成像质量较好且满足设计要求。