光束阵列扫描LM-APD阵列三维成像方法性能分析

激光三维成像是空间目标自主交会中相对位姿信息获取的关键技术,线性模式雪崩光电二极管阵列成像具有帧频高、小型化、功耗低等优势,能够适用于星载平台三维成像要求。但是目前国内阵列探测器像元数量有限,需要采用扫描方式提高三维成像分辨率。本文针对光束阵列扫描三维成像方法在空间非合作目标三维成像的应用场景,分析了该成像方法的成像性能。分析结果表明,光束阵列扫描方法能够有效提高LM-APD阵列三维成像分辨率,且在能量效率、光束均匀性等方便均有较好的表现。

基于导航数据的Ka波段InSAR成像处理与分析

与其它波段相比,毫米波干涉SAR(InSAR)具有精度高、体积小的特点,是目前干涉SAR研究的重要方向之一。但由于较短的波长,其也给成像处理和干涉相位提取带来了一定困难。该文利用毫米波段干涉SAR数据,采用流结构后向投影(BP)算法结合IMU进行了毫米波SAR成像和干涉相位分析。研究发现,由于毫米波波长短,对天线相位中心变化更为敏感,为了保证系统的干涉相位,必须利用IMU数据进行精确的运动误差补偿。通过实测数据验证了采用各自计算天线相位中心的策略,后向投影算法可以在成像过程中精确补偿平地相位。

高空高速环境热光学分析及光学窗口设计

为提高高空高速环境下机载光谱相机光学系统的成像性能，分析了飞行高度对光学窗口面型变形的影响，合理设计光学窗口厚度。基于有限元流固耦合、流热耦合模型，仿真高空高速环境下气动压力、气动热载荷对光学窗口的作用，分析了飞行高度对不同厚度光学窗口面型变形的影响；初步选择光学窗口厚度，利用Zernike多项式对该光窗面型变形进行拟合并输入光学软件，以MTF及波相差为评价指标，分析了光学窗口变形对光学系统成像性能的影响，最终确定合理的光学窗口厚度。结果表明：飞行器在5～30 km高空以3 Ma速度、5毅攻角飞行时，口径200 mm的光学窗口合理设计厚度为15 mm。为不同飞行高度范围光学窗口厚度的选择及优化提供了一定依据。

折/衍混合变焦照相镜头设计研究

随着科技的进步,以及对于生活质量要求的提高,定焦镜头已经不能够满足人们的要求,由此便诞生了一种焦距可变的镜头,变焦镜头。本论文就是利用光学设计软件ZEMAX将一个六片型的双高斯定焦镜头优化成一个焦距在40mm、50mm、60mm处焦距可变,F数是4,视场角是47°,工作在可见光波段的折衍射混合变焦照相镜头。和初始镜头相比,优化好的镜头无论是焦距范围、镜头尺寸、整体结构、成像质量等方面都有很大的进步,与此同时也体现出了衍射元器件在光学成像领域无可替代的优势。

50mm标准照相物镜折/衍混合设计

在高斯物镜的基础上,通过移去一片负镜片,同时采用折衍混合消色差设计的方法,利用ZEMAX光学设计软件优化设计了一个工作在可见光波段,焦距50mm、视场2w=47°、F/#为1:4的标准折/衍混合型照相物镜.设计结果表明,该镜头工作在可见光波段时,像差得到了较好地改善平衡,具有好的成像性能,是一个实用的照相镜头.

折/衍混合照相镜头设计研究

为了减轻光学系统的质量,缩小光学系统的体积,降低光学系统的制造成本,设计了将折射光学器件和衍射光学器件相结合的成像系统,该系统综合光的折射原理和光的衍射原理,把一个六片四组式的双高斯镜头优化成一个工作在可见光波段的,成像质量优良的一个既包含折射透镜又包含衍射透镜的混合照相镜头。该镜头的焦距是50mm,视场角是47°,F数是1∶4。经过优化以后的混合镜头和初始镜头相比,无论是是镜头尺寸、整体结构、成像质量等方面都有很大的进步,与此同时也体现出了衍射元器件在光学成像领域无可替代的优势。