红外成像导引头对隐身飞机探测性能提升途径分析

隐身飞机的出现对现有雷达和红外制导空空导弹的目标探测能力都提出了挑战。由于隐身飞机对雷达隐身的效果优于红外,相对而言,红外制导空空导弹具有反隐身的优势。但红外导引头仍需采取一定的措施以提高其对隐身目标的探测识别能力。本文针对红外成像导引头探测隐身目标能力提升需求,首先梳理了隐身飞机的红外辐射特征,之后根据红外成像导引头探测性能的影响因素,提出了采用双色/多波段成像探测、优化系统工作参数设计、提高成像质量和场景自适应性、采用低信杂比目标检测截获等技术以提高系统对隐身飞机的探测识别能力。

一种红外导引头成像自适应非均匀性校正方法

在红外成像制导应用中,为满足长周期免拆卸贮存的应用需求,红外导引头非均匀性的研究越来越多的集中于采用自适应的校正方法来代替传统的参考源的非均匀性校正方法。针对传统基于神经网络的自适应非均匀性校正算法容易造成"鬼影"的问题,提出了一种改进的红外导引头成像自适应非均匀性校正算法。该方法在传统神经网络非均匀性校正的基础上,进行了4点实用化的改进:首先,通过对图像运动判断,避免场景静止时的过学习;其次,采用自适应学习率,避免细节丰富区域的过学习;然后,利用双边滤波求期望目标的评估,减少细节的损失;最后,通过判断误差函数的波动量来决定是否对偏置进行更新。实验结果表明,该方法在校正精度、收敛速度和稳定性方面均优于传统的神经网络校正算法。

空空导弹红外成像导引头建模与仿真

红外成像导引头仿真平台是分析导引头性能的重要手段,通过分析红外成像导引头仿真系统的设计要求,建立了仿真系统的总体结构,主要包括红外图像合成系统、成像探测系统、图像处理系统和平台伺服控制系统,并描述了各子系统的功能、组成、模型原理和工作过程。它们模拟了导引头接收目标红外辐射、从背景和干扰中检测识别目标并进行跟踪的过程。给出了系统的实现途径和攻击仿真实例,验证了系统的有效性,表明系统可用于改进导引头的性能设计。

红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法;利用虚拟样机可代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估;红外成像导引头涉及光、机、电、控制等多种技术专业范围,虚拟样机设计平台为红外成像导引头设计及仿真提供了虚拟样机环境,可以缩短导引头的开发周期,降低设计成本和风险;主要介绍了红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统的组成、功能、工作原理,并对基于虚拟样机设计与仿真系统的红外成像导引头研制流程进行了探讨;将虚拟样机设计与仿真系统应用于红外成像导引头的研制,可大大缩短其研制周期、降低研制成本。

动态变形伪装对红外成像导引头探测距离的影响

利用动态变形伪装器材覆盖坦克等地面目标的表面,使目标在运动时能够随环境的变化与背景 的红外特征相似或完全不同。本文在介绍动态变形伪装原理的基础上,以TOW反坦克导弹携带的VTG 120热成像导引头为例进行了计算分析,结果表明,动态变形伪装能够使坦克等目标的生存概率大大 提高。此研究内容对其它目标对抗红外成像导引头也有一定的借鉴作用。

超高速导弹红外凝视成像导引头技术研究

对弹道导弹采用的红外凝视成像导引头的几个关键问题进行了讨论 ,并结合导弹使用的实际需要以及国内红外成像器件的水平给出了较合适的设计方案 .用该方案设计的导引头基本满足弹道导弹的使用要求 .研究结果表明 :该方案设计正确、可行 ,是目前易于设计实现的一种方案 .

巡飞攻击导弹红外成像导引头减振技术研究

以巡飞攻击导弹红外成像导引头为研究对象,综合考虑冲击、振动两种主要的力学环境,以减振器静弹性模量为变量,根据冲击、振动环境设计要求确定约束条件,结合弹体提供给导引头的空间尺寸,设计适合本导引头的橡胶减振器。利用ANSYS Workbench有限元分析软件,通过计算导引头在带减振情况下的固有频率及探测器加速度响应的均方根值,对减振器进行减振效果分析,并根据计算结果对减振器参数进行调整。设计出了一种既具有缓冲效果又具有隔振效果的橡胶减振器,使导引头能满足弹体的动力学环境要求,为今后类似结构的缓冲、减振设计提供借鉴。

精确制导武器红外成像导引头控制系统研究

红外成像制导具有导引精度高、抗干扰能力强以及可进行多目标识别与跟踪等特点,目前已成为攻击型无人机、小型战术导弹等制导武器制导方式的发展方向。而红外成像导引头作为整个制导系统的重要组成部分,为了提高其控制系统的动态性能和跟踪精度,设计了一种模糊自适应PID控制器并引入到导引头控制回路中。同时,还分别采用校正网络和PID控制这些传统的改善系统性能的方法与之进行对比仿真研究,结果表明模糊自适应PID控制器较之传统方法使导引头控制系统的动态性能和跟踪精度有了明显的改善和提高。

红外成像导引头技术现状与展望

简要回顾了红外成像导引头的发展史,重点分析了红外成像导引头的技术现状,诸如光学系统、探测器、信号处理模块、实验室仿真和系统测试等,最后结合国内情况,给出了作者的一些见解并指出了下一步的发展方向。

红外成像导引头发展综述

综述了红外成像导引头的发展与现状，介绍了几种典型的红外成像导引头及成像制导武器，分析了导引头中的技术关键，评述了红外成像导引头今后的发展趋势。

主动雷达/红外成像复合导引头技术浅谈

介绍了主动雷达/红外成像复合导引头的特点,分析了复合导引头的主要复合方式,对主动雷达/红外成像复合导引头的关键技术进行了初步的探讨。

红外成像导引头角跟踪系统仿真分析

根据红外成像导引头角跟踪系统控制回路各部分的线性化数学模型,建立了导引头的数学模型。对导引头角跟踪回路进行了仿真和分析,从跟踪回路的跟踪性能、参数变化对回路性能的影响、考虑射手模型时角跟踪回路的性能、隔离度测试等方面进行了分析和验证。仿真结果表明,导引头跟踪回路的超调量、上升时间、隔离度等性能已基本满足设计要求,且具有较好的抗干扰能力。对导引头角跟踪系统进一步优化提出了建议,为红外成像导弹制导系统总体方案的确定和总体参数的设计提供了依据。

反舰导弹红外成像导引头跟踪器预处理算法研究

红外自动目标识别是当前智能化图像处理及应用开发的前沿关键技术,低信噪比条件下对运动目标的检测性能在很大程度上依赖于红外图像预处理。本文根据反舰导弹红外成像导引头总体技术指标要求,结合现代红外图像处理技术的发展水平,提出适合对海面运动的中小型舰船目标边检测边跟踪(TBD)红外图像预处理算法,外场跟踪试验结果表明:对于处理信噪比较低的运动舰船目标,该算法简单有效,但工程上如何自动捕获并且稳定跟踪舰船目标,还有待于作进一步的研究。

面向作战仿真的导引头动态成像过程模拟方法研究

作战仿真技术被广泛应用于体系仿真、武器装备研制论证以及作战效能评估,在反舰作战仿真过程中,经常需要模拟红外制导导弹对目标进行探测、追踪制导以及毁伤评估,均涉及目标区域红外图像动态生成。通过分析海上目标红外特性建立了舰船红外辐射模型,对导弹飞行中动态获取目标图像过程建立了导引头动态成像模型。基于国产数字地球仿真引擎研究了作战仿真中导引头红外成像过程模拟方法,开发了海上作战对抗仿真系统并实现了不同弹目距离、不同攻击方位的红外目标图像模拟。结果表明,提出的导引头动态成像过程模拟方法能在导弹飞行过程中对不同战场环境、不同作战目标进行实时红外成像模拟,从而为作战仿真推演提供支持。

红外成像导引头动态性能测试系统设计

针对红外成像导引头在复杂干扰背景条件下难以获取动态性能指标的问题,分析了红外成像导引头动态性能参数体系,基于红外图像注入技术设计开发了动态指标测试系统。该系统能够模拟典型的红外目标和干扰信号,并对导引头输出信号进行采集、处理和分析,最后给出动态性能测试结果。通过对某型号红外成像导引头的测试和验证,证明了该系统工作高效、稳定,为红外成像导引头的动态性能测试提供了有效的方法和手段。

红外成像导引头复杂环境适应性评估技术

针对红外成像空空导弹的复杂环境适应性评估需求,研究确定了复杂环境的内涵和构成要素。认为复杂环境是种类众多、数量众多的事物及其交互因素构成的难以被导引头分析和理解的场景。定义了因素复杂度和对抗复杂度来量化描述作战环境的复杂程度,提出了建立导引头指标体系的方法,研究了复杂环境指标和导引头指标的体系对应关系。确立了评估导引头复杂环境适应性的概率准则和效率准则,制定了仿真方案和评价指标体系。基于此建立了包括目标干扰模型、背景模型、红外成像导弹模型、仿真结果统计评价等模块的红外成像空空导弹环境适应性仿真评估平台,实现了从靶试条件、仿真结果到劣化指标的快速准确定位,能够评估导引头的环境适应能力,并为其设计改进提供依据。

基于自抗扰技术的红外成像导引头控制器设计

研究导弹的红外精确制导问题。红外成像导引头具有抗干扰能力强、制导精度高、全天时工作以及可进行自动目标识别等特点。由于弹体的姿态扰动会造成红外成像导引头成像模糊,为隔离弹体姿态扰动对成像的影响,加强稳定性控制,提出采用自抗扰控制技术设计红外成像导引头稳定回路控制器。首先,在完成红外成像导引头稳定回路数学建模的基础上,采用扩张状态观测器对受扰后对象的状态和干扰进行估计。然后,采用非线性状态反馈,并对估计的干扰进行补偿,从而实现对指令的精确跟踪,并通过红外成像导引头稳定回路的仿真证明了所设计的自抗扰控制器具有很强的隔离姿态扰动的能力,表明设计方法有效性。

全自动红外导引头成像光斑测试仪的研制

研制了一种全自动 1.0 6 4 μm红外导引头的成像光斑测试仪 ,介绍了各部分功能实现的措施以及最小成像光斑和离焦光斑的图像处理方法 .该测试仪以 1.0 6 4 μm导引头为被测对象 ,采用 1.0 6 4 μm的激光光源模拟无穷远点光源 ,以红外面阵CCD探测器为接收器 ,实时采集的信号通过RS 2 32串口通信进入计算机 ,采用重心法对所采集的光斑信号进行处理 ,分析光源通过被检测系统后在其焦面上和成像光斑的质量 .它用数据和三维图形显示测量结果 ,可用于检测红外导引头最佳像面和离焦像面光斑的位置、大小及光能分布 ,并用于测试轴外视场的光斑 ,全部检测实现了“一键通” .该方法可以广泛应用于不同光学系统的检测 ,评价光学系统的质量 ,特别是光学聚焦系统的质量 .

美国动能拦截弹红外成像导引头的发展分析

概述了美国弹道导弹防御系统的核心要求和红外制导型动能拦截弹在该系统中的重要地位。介绍了美国正在部署、试验和研制的几种大气层外和大气层内弹道导弹防御动能拦截器的红外成像导引头的作战使命、拦截目标、任务特性、设计方案和发展现状,简要分析了美国正在和即将部署的动能拦截弹难以有效地对付不断发展的弹道导弹威胁的突防对抗措施的弱点,概述了近年来发展的满足多对多拦截需求的多拦截弹头(MKV)的红外成像导引头的发展现状,并介绍了近年来重点探索的旨在提高对小间距物体的区辨能力和对弹道导弹弹头的识别能力的新概念红外成像导引头,包括多波段红外成像导引头和主/被动红外成像导引头。

红外凝视成像导引头随动系统误差分析

为了分析红外图像末制导导弹的落点精度,需要对红外成像导引头的输出误差进行估算。分析了红外凝视成像导引头伺服稳像平台的控制回路,并以该回路为依据,充分考虑系统中误差产生的外因和内因,讨论了存在于导引头输出量中的弹体扰动误差和成像误差,以及部件漂移误差和测速坐标系误差,推导了各误差项的表达形式,最后基于以上分析,就如何有效控制导引头误差,提高其精度,提出了有针对性的方法和关键点。