数字微镜器件动态红外场景投影技术

动态红外场景投影(DIRSP)技术是考察和评估红外成像测量跟踪系统性能指标的主要方法。本文回顾了国内外DIRSP技术的发展现状及应用,概述了几种主要的DIRSP技术及其特点。在详细介绍数字微镜器件(DMD)的工作原理及机械结构的基础上,总结了灰度等级控制的方法及其特点。通过对3种数字光处理(DLP)显示系统投影原理的对比,指出了各自的特点和应用场合。重点分析了基于DMD的DIRSP系统—微镜阵列投影系统(MAPS)的工作原理、系统结构、性能指标及技术优势,并讨论了将DMD应用于DIRSP所采用的6大关键技术。最后,结合DIRSP技术的应用背景和国内外研究现状,对下一步的研究工作做了展望。

DMD的红外动态场景模拟器时间性能测试

DMD红外动态场景模拟器是红外半实物仿真系统的重要组成部分,其时间性能参数决定了模拟器能否将仿真图像正确投射到被测系统。介绍了DMD红外动态场景模拟器工作原理,深入分析了DMD驱动方式和工作时序。讨论了半实物仿真实验对DMD红外动态场景模拟器调制时间、同步和帧频等时间性能参数的需求。提出了DMD红外动态场景模拟器调制时间、同步和帧频测试方法,搭建了测试平台。对现有DMD红外动态场景模拟器调制时间、同步和帧频进行了测试,分析了测试中发现的模拟器相关问题,并提出了改进建议。为模拟器的研制、应用及性能评价提供一定的依据。

便携式实时红外动态场景仿真器设计与实现

传统的基于PC机实现的红外动态场景仿真器,实时性能差,且体积庞大,不适合外场试验。本文设计并实现了一种便携式实时红外动态场景仿真器,该仿真器以ADSP-TS201 DSP作为核心处理器,运行红外动态场景生成算法;利用FPGA实现数据输入输出,负责输出红外图像给后端信号处理设备,并接收其反馈信号;以CY7C68013A控制器扩展USB接口,作为上位主机接口,用于监控仿真器运行。文中详细介绍了该仿真器的设计与实现,并给出了实验结果。

一种红外动态场景图像评价装置的性能测试

随着红外动态场景生成技术的发展,对生成器所产生的红外场景的质量要求越来越高,这就需要对产生的红外场景的质量进行全面的评价。红外图像评价测试理论和测试方法的研究能够对红外场景生成器的性能进行系统的评价,并对生成器的改进和发展提出具体要求,具有学术意义和实用价值。介绍了一种红外动态场景质量的评价装置,并对该装置的性能进行了测试,测试指标包括温度范围、最小像元尺寸、视场及最大几何分辨率、响应速度、温度分辨率、辐射功率范围等。此红外动态场景质量的评价装置能够定量测试红外场景生成器的性能。

基于并行多DSP的实时红外动态场景仿真系统

根据实时红外动态场景仿真系统的实时性要求,设计并实现了一个以ADSP-TS201DSP为核心处理器的并行多DSP系统。详细讨论了硬件系统设计、红外动态场景仿真算法的任务划分、并行绘制体系结构、多DSP的应用程序开发模型等。最后给出了实验测试结果。

红外场景辐射模拟技术发展

硬件闭环仿真系统是红外图像搜索制导系统、热像仪以及前视红外系统研制中的重要设备,红外场景辐射模拟器(红外投影仪)则是该设备中的核心器件,从辐射产生传输的角度,可主要将其分为4类:发射型、透射型、反射型以及激光型。介绍了各类型中典型模拟器的基本原理以及典型结构,并给出了部分关键性能参数(模拟温度动态范围、温度分辨率、空间分辨率、帧频)。

室温下低温背景红外场景生成方法实验研究

针对高空红外场景模拟的需要,提出了模拟低温背景红外场景的新物理概念和半实物仿真实验装置。将锗单晶制作的初始透明的半导体屏放置于低温系统前端,通过控制其小于禁带宽度的局部辐射系数,在室温下(≥27℃)得到低温背景(≥-30℃)的红外场景。对液氮槽和半导体致冷器生成的冷背景的效果、辐射功率差随写入光功率的变化及低温背景和目标的温度对比度进行了实验测试。实验结果表明,液氮生成的冷背景可达-30℃,半导体致冷器为3℃;在一定范围内增大写入光的功率可以提高半导体屏的转换效率,写入光功率过高会造成辐射功率值的饱和;随着写入光功率的增加,温度对比度也大幅升高。

低温背景红外场景产生器研究进展

红外场景产生器是红外成像制导半实物仿真中不可缺少的硬件设备之一。随着红外成像探测系统在卫星、深空探测器、空间反卫星武器中的广泛应用,低温背景的红外场景模拟越来越受到重视,发展非常迅速。热电阻阵列红外场景产生器被运用到低温背景模拟中,为产生低温背景,场景产生器需工作在比背景温度更低的温度条件下,因此,通常将场景产生器放在低温真空室中。与该种原理不同,半导体屏式可见光到红外光转换的场景产生器在常温下可以实现低温背景红外场景的模拟。对两种低温背景模拟方法进行了对比,并阐述了低温背景红外场景产生器的研究进展及应用情况。

红外半导体下转换机理研究

文中研究了红外半导体下转换机理,给出了红外转换系统试验原理图,对红外转换屏的温度特性和响应时间特性及不同温度下的光谱辐射特性进行了实验测试.实验表明：当激光器功率一定时,半导体屏有一个最佳工作温度点;半导体屏的响应时间小于100 μs;输出光谱覆盖的范围是3～14 μm.

红外捕获跟踪设备辐射式仿真试验技术研究

介绍了基于DMD红外动态场景投射器的红外捕获跟踪设备辐射式仿真试验系统。分析了DMD场景投射器成像原理,研究了其与被测系统光学匹配条件及调整方法。分析了DMD场景投射器灰度等级调制原理,研究了其与被测系统信号同步条件及调整方法,并对信号同步过程中可能出现的现象进行了分析。分析了影响DMD场景投射器至被测系统探测器能量传输的主要因素,研究了DMD场景投射器辐射特性定标方法、及与被测系统能量匹配方法。利用所设计的仿真试验系统及试验方法,针对某型红外捕获跟踪设备开展了辐射式仿真实验,对被测系统部分性能指标进行了初步的考核。

电阻阵列稀疏网格非均匀性修正

电阻阵列是目前发展最快和最有潜力的红外场景产生技术,可以满足大温度范围、高空间分辨率的要求。非均匀性是影响电阻阵列红外图像生成质量的一个重要因素。论述了非均匀性的成因和采取的一些措施,提出了一种改进的稀疏网格非均匀性修正方法,详细地描述了它的工作过程和原理。研究了非均匀性修正中电阻阵列响应特性的测量,给出了电阻阵列测试数据的处理和修正表格制备方法。对修正方法进行了数字仿真,结果表明:该方法可明显改善电阻阵列的非均匀性,提高成像质量。

国外电阻阵列非均匀性校正技术概述

MOS电阻阵列(以下简称电阻阵列)作为当前红外成像制导武器和前视红外系统等探测器的测试、性能评估以及系统动态仿真验证,其致命的弱点就是其固有的辐射非均匀性。根据收集到的国外电阻阵列非均匀性的相关文献,介绍了现有电阻阵列非均匀性校正的方法及其优缺点,目前国内在这一领域尚开始起步,对一些非均匀性校正技术的关键点和难点还掌握得不够,因此这些校正技术对我们以后的研究提供了一个参考。