实孔径雷达景象模拟研究

在考虑具有起伏高程地面的条件下 ,提出一种计算雷达分辨单元的模型 ,根据已给的高程图和高分辨率的合成孔径雷达图像 (SAR)

长波红外景象模拟器投影光学系统无热化设计

基于数字微镜器件（digital micromirror device,DMD）的红外景象模拟器能够为红外系统性能测试与评估提供先进的手段。根据DMD的工作原理,确定了以分光棱镜来连接照明系统和投影系统的红外景象模拟器总体方案。探讨了红外景象模拟器投影光学系统的像差特性、光学设计和无热化的设计方法,设计了一套工作在长波红外8~12μm,F#为2.8,视场角为3°的投影光学系统,并对该系统在40~60℃之间进行光学被动式无热化设计。结果表明：该系统在所要求的温度范围内,光学传递函数均接近衍射极限,成像质量满足系统的设计要求,并具有辐射能量损失小、分辨率高、结构紧凑等特点。

红外景象模拟器的结构模型及其噪声分析

对组成红外景象模拟器的各个子系统进行了深入地分析并详细介绍了各组成部分的功能及其之间的内在联系,给出了各个子系统的数学描述,用来仿真红外景象模拟器来促进算法的发展而提高景象模拟的逼真度。根据其结构特征分析了红外景象模拟器在工作过程中的噪声问题,为红外景象模拟器的评估研究提供了有利的依据。

红外景象模拟器波长相关问题的研究

根据红外景象模拟器在红外成像导引头半实物仿真系统中的光谱辐射特性分析,给出了红外景象模拟器的波长选择标准,以及波长范围对其他性能指标,如温度范围和温度分辨率等的影响。针对高温及大温度范围的红外景象生成指标,讨论了采用窄波段的激光发射方式来实现红外景象模拟的理论基础,展望了结合窄波段的激光红外景象模拟与其它红外景象模拟技术的方法来获得大温度范围的红外景象模拟器的发展前景。

基于质点网格法的爆炸景象模拟算法

本文首先阐述了质点网格法 ,然后对基于质点网格法的爆炸景象模拟算法进行了详细地研究。

红外景象模拟器的测试方法探讨

红外景象模拟器是检验红外制导系统性能的半实物仿真试验系统的关键设备,其性能关系到半实物仿真试验的可信度。介绍了一种对各种不同类型的红外景象模拟器的动、静态辐射特性进行测试的通用方法,通过理论分析得出了红外景象模拟器的一些基本性能参数,这些工作将对红外景象模拟器的研制和改进具有一定的指导意义。

红外双波段景象模拟器光学系统设计

为了满足现代红外探测器的性能测试与评估,基于DMD(数字微镜阵列)的工作原理,设计了一种工作在3~5μm和8~12μm双波段,具有大孔径、长出瞳距的红外双波段景象模拟器的光学系统。光学系统由照明系统、棱镜、DMD和投影物镜组成,其中照明系统采用双片式结构,其均匀性达到94%,通过采用TIR棱镜,有效地增加了系统能量利用率。系统焦距为200 mm,半视场角为2.5°,出瞳直径为90 mm,出瞳距为300 mm。最终优化结果显示在截止频率17 lp/mm处,光学系统长波红外MTF大于0.7,在截止频率17 lp/mm处中波红外MTF大于0.5,设计结果接近衍射极限,系统畸变小于0.05%,成像质量良好。

基于DMD的红外景象模拟投影光学系统设计

数字微镜器件(DMD)动态红外(IR)景象模拟技术具有大动态范围、高空间分辨率、高帧频、空间均匀性好、体积小等特点,能够在实验室内模拟红外景像,降低红外系统的研发成本,缩短研发周期。根据基于DMD的红外景象模拟系统的要求,分析了红外投影光学系统的特点,确定了其技术指标。从初始结构选取入手,利用像差平衡理论和非球面技术,针对DLP5500DMD(1024pixel×768pixel),设计出一种成像质量高、性价比高,工作在8～12μm波段的红外投影光学系统。系统采用三片透射式结构,焦距为200mm,相对孔径为1…3。应用Zemax光学设计软件进行像质评价,各视场调制传递函数(MTF)接近衍射极限,各视场的点列图均方根(RMS)半径远小于艾里斑的半径,满足设计要求。

气象景象的模拟

对气象景象中的云彩、雾、雨雪、海浪等不规则物体的建模及模拟方法进行了综述性介绍,对描述云彩的中点置换法、描述烟雾的细胞自动机模型、描述雨雪的粒子系统和海浪的模拟方法展开了讨论,并指出了今后的研究重点。

飞行景象模拟中云的生成与显示

介绍了飞行模拟器景象的生成和显示，重点研究了用１／ｆ频谱密度的纹理函数产生的自然景物──云，并显示在ＰＣ机ＶＧＡ屏幕上．

半实物仿真红外干扰弹运动特性模拟方法研究

为了满足红外制导武器半实物仿真试验的需求,提出了一种使用红外动态景象模拟器模拟红外干扰弹运动特性的方法,建立了图像坐标系下目标-干扰运动学模型;采用MOS电阻阵列红外动态景象模拟器实现了干扰运动特性的模拟,成功应用于某型红外制导武器半实物仿真试验。

沙尘暴场景的参数化建模与实时绘制

沙尘暴是一种灾难性的自然景象,对沙尘暴的量化建模与实时绘制,在环境保护、灾难救援、城市交通及影视特技制作等领域有重要的应用价值.为此,提出了一种基于气象学原理的沙尘暴景象参数化建模方法,特别地,分析了上升气流与温度场的关系,并提供了模拟沙尘暴起沙和升流的简化模型.只需输入气压、气温、沙尘密度、场景类型等不同参数即可模拟出特定条件下的沙尘暴景象.在对沙尘暴景象进行实时绘制时,采用基于半角切片的前向多散射的体绘制模型,大大减少了了整体散射模型的计算量.对沙漠和城市场景不同程度沙尘暴景象的实时模拟结果表明了文中方法的有效性;最后采用气象计算模型对所生成的沙尘暴景象的能见度进行了定量的评估分析.

基于红外物理学和流体动力学的海面船只红外尾迹真实感绘制

随着红外热像仪成像分辨率的提高,已能观察越来越多新的目标红外成像特征.为探究航拍海面船只红外尾迹的形成原因和具体成像特征,基于流体动力学和红外物理学原理,提出一种海面船只红外尾迹建模与绘制新算法.首先使用体素化将船体转化为固体粒子,以实现固-液耦合效果模拟;然后提出一种海水垂直面的温度变化模型,以确定液体粒子的初始温度值分布;为模拟海上行驶船只的运动及其场景的红外成像特性变化,提出一种新的结合光滑粒子流体动力学(SPH)模型及海水热传导机制的模型;最后通过红外成像模型,成功绘制出海面船只的红外尾迹场景特征图像.文中所提出的海水热传导机制SPH模型除了能模拟船只尾迹的几何形状变化外,还能求得尾迹区域海水的红外物理特征变化,并从实验模拟的角度证明了红外尾迹的成像原因.该算法在海面目标的探测与救援、军事上的红外隐身与对抗等领域都有重要的应用价值.