[發(fā)明專利]基于DMD的雙色紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310010532.9
• 申請(qǐng)日: 2013-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN103091841A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫永雪;龍夫年;叢海佳;陳剛義;趙曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B27/00
• 分類號(hào): G02B27/00;G02B27/10;G02B27/30;G02B27/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于DMD（數(shù)字微鏡陣列）的雙色紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)，其可以對(duì)紅外雙波段導(dǎo)引頭性能進(jìn)行評(píng)估。

背景技術(shù)

導(dǎo)引頭技術(shù)作為精確制導(dǎo)武器的核心技術(shù)之一，主要完成對(duì)目標(biāo)的自主搜索、識(shí)別和跟蹤、并給出制導(dǎo)律所需要的控制信號(hào)。由于紅外導(dǎo)引頭具有制導(dǎo)精度高、抗干擾能力強(qiáng)、隱蔽性能好、結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn),所以成為各國(guó)研制精確制導(dǎo)武器的重要技術(shù)手段。經(jīng)過幾十年的研究，紅外導(dǎo)引頭歷經(jīng)了由點(diǎn)源到成像、由單色到多色、由單模到復(fù)合的發(fā)展過程。雙色紅外具有寬的頻率覆蓋范圍、不易被干擾、成像具有一定的互補(bǔ)性等優(yōu)點(diǎn)，光學(xué)雙色導(dǎo)引頭包括紅外雙色、紅外/?紫外和紅外/?可見光(電視)?等復(fù)合形式。老式紅外導(dǎo)引頭有易受紅外誘餌和背景的干擾繼而易丟失目標(biāo)的缺點(diǎn)，而光學(xué)雙色導(dǎo)引頭能有效克服這一缺點(diǎn)。

隨著各種紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈的出現(xiàn)，也隨之提出了對(duì)紅外成像制導(dǎo)仿真的要求，迫切需要研制相應(yīng)的半實(shí)物成像制導(dǎo)仿真系統(tǒng)，以便有效的對(duì)紅外成像武器的性能作出評(píng)價(jià)。光學(xué)成像系統(tǒng)是成像制導(dǎo)仿真系統(tǒng)的核心部分，其性能的好壞直接影響仿真結(jié)果的逼真程度，繼而影響導(dǎo)引頭的性能測(cè)試。由于未來導(dǎo)引頭會(huì)向著雙色、高分辨率凝視紅外、輕小型化、智能化等方向發(fā)展，則相應(yīng)的成像制導(dǎo)仿真系統(tǒng)也要隨之加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決紅外雙色導(dǎo)引頭的性能評(píng)價(jià)問題，本發(fā)明提供一種基于DMD的雙色紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)為雙色導(dǎo)引頭提供了高仿真性能的評(píng)價(jià)方法。

本發(fā)明的基于DMD的雙色紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)包括：

照明系統(tǒng)，提供景象產(chǎn)生所需要的紅外光，并且均勻照明投影系統(tǒng)的物面（DMD景象生成器）；

分光系統(tǒng)，它的主要作用是銜接照明系統(tǒng)和投影系統(tǒng)，使照明系統(tǒng)的光路發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使系統(tǒng)的光路更清晰；

DMD景象生成器，對(duì)照在它上面的光進(jìn)行反射調(diào)制，然后使調(diào)制后的光進(jìn)入投影系統(tǒng)；

投影系統(tǒng)，其接收來自經(jīng)景象生成器調(diào)制后的輻射，并將其準(zhǔn)直投影出去。

根據(jù)上述構(gòu)思，該紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)的波段范圍是紅外雙波段。

根據(jù)上述構(gòu)思，該紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)的紅外光源具有較高的溫度穩(wěn)定性、空間輻射均勻性及光能利用率。

根據(jù)上述構(gòu)思，該紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)的照明系統(tǒng)可以采用臨界照明或者柯勒照明。

根據(jù)上述構(gòu)思，該紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)的景象生成器采用DMD，對(duì)紅外輻射進(jìn)行反射調(diào)制而得到紅外景象，具有高分辨率、高幀頻、無死像元和均勻性好等特點(diǎn)。

根據(jù)上述構(gòu)思，加入分光系統(tǒng)銜接照明系統(tǒng)和投影系統(tǒng)，使照明系統(tǒng)的光路發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使系統(tǒng)的光路更清晰。?

根據(jù)上述構(gòu)思，該紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)的分光系統(tǒng)可以采用半反半透鏡、全反射鏡或者偏振分光棱鏡。

根據(jù)上述構(gòu)思，該紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)的照明系統(tǒng)光軸與投影系統(tǒng)光軸垂直。

根據(jù)上述構(gòu)思，?DMD景象生成器垂直于投影系統(tǒng)光軸。

根據(jù)上述構(gòu)思，沿投影系統(tǒng)光軸方向從左至右依次是DMD景象生成器，分光系統(tǒng)，投影系統(tǒng)。

根據(jù)上述構(gòu)思，分光系統(tǒng)與照明系統(tǒng)的位置根據(jù)需要自行設(shè)置，但是分光系統(tǒng)的位置最好能保證照明系統(tǒng)與投影系統(tǒng)的光軸垂直。

本發(fā)明的雙色紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)，適用于雙色紅外、大視場(chǎng)、大相對(duì)孔徑的紅外導(dǎo)引頭，而且該成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)范圍大、溫度分辨率高和空間分辨率高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于DMD的雙色紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是分光系統(tǒng)（全發(fā)射分光棱鏡）的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種基于DMD的雙色紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)，如圖1所述，主要包括：照明系統(tǒng)1、分光系統(tǒng)（紅外分光棱鏡）2、DMD景象生成器（DMD芯片）3、準(zhǔn)直投影系統(tǒng)4；所述照明系統(tǒng)（1），提供景象產(chǎn)生所需要的紅外光，并且均勻照明投影系統(tǒng)的物面；所述分光系統(tǒng)（2），使照明系統(tǒng)（1）的光路發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使系統(tǒng)的光路更清晰；所述DMD景象生成器（3），對(duì)照在它上面的光進(jìn)行反射調(diào)制，然后使調(diào)制后的光進(jìn)入投影系統(tǒng)（4）；所述投影系統(tǒng)（4），接收來自經(jīng)DMD景象生成器（3）調(diào)制后的輻射，并將其準(zhǔn)直投影出去，得到紅外景象。

所述雙色紅外成像制導(dǎo)仿真光學(xué)系統(tǒng)適用波段為紅外中波（3.7～4.8μm）和長(zhǎng)波（8～12μm）雙波段。