[發明專利]一種超寬譜大靶面紅外目標生成裝置

在審

• 申請號: 202011289164.2
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112449121A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 薛蓮;李建華;金惠松;李志峰;牛振紅;杜潤樂;薛峰;蔡雯琳;趙茜;張力;束逸;劉佳琪;劉鑫;趙巨巖;劉洪艷;高路;彭程遠;艾夏
• 申請（專利權）人: 北京航天長征飛行器研究所
• 主分類號: H04N5/33
• 分類號: H04N5/33
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

本發明涉及一種超寬譜大靶面紅外目標生成裝置，包括：紅外陰極射線顯像管、光學投影系統、信號處理變換電路、控制系統、驅動信號線纜；控制系統控制待顯示的場景圖像的加載，發送給信號處理變換電路；信號處理變換電路將待顯示的場景圖像轉換為紅外陰極射線顯像管的驅動信號，通過驅動信號線纜驅動紅外陰極射線顯像管生成紅外輻射；紅外陰極射線顯像管生成紅外輻射信號，光學投影系統對紅外輻射信號進行準直輸出，將紅外輻射信號轉換為平行光投影到指定的出瞳位置，實現輸出的紅外輻射與被測的紅外熱像儀視場匹配，入瞳與出瞳的匹配。本發明提供了覆蓋中波紅外到長波紅外3～12μm的超寬譜段，大靶面高幀頻紅外場景生成裝置。

技術領域

本發明屬于光學目標模擬領域，涉及一種寬譜段大靶面紅外目標模擬生成裝置。

背景技術

紅外目標模擬廣泛應用于紅外成像系統測試與半實物仿真試驗中，可將計算機產生的圖像信號轉換為真實的紅外輻射，為紅外成像(或探測)裝置提供紅外輻射場景。

現有主流的紅外場景模擬生成方案是基于數字微鏡(DMD)加黑體的方案，黑體生成紅外輻射，DMD實現紅外信號的調制輸出，基于該方案的紅外場景生成有以下問題待解決：

1)難以同時滿足中波長波紅外復合(2-12μm)的模擬，當前的解決方式常使用兩套系統復合產生，中波一套，長波一套，然后通過合束鏡合光。該方案系統復雜，存在兩套系統光軸對齊的問題。

2)目前基于數字微鏡(DMD)的紅外目標模擬器由于DMD尺寸有限，對于大視場的目標模擬系統，系統焦距很小，光學系統口徑受限，難以實現模擬器的出瞳與被測光學系統的入瞳匹配。

3)基于DMD的目標模擬器，由于DMD微鏡的尺寸與長波紅外波長接近，均為10μm左右，光學衍射現象嚴重，導致圖像的對比度不高，長波紅外的模擬質量遠不如中波紅外。

4)基于DMD的目標模擬器由于圖像灰度大小是由DMD微鏡的偏轉時間調制生成，因此一般需要與被測的紅外成像系統進行時間同步，才能保證成像效果，增加了系統使用的復雜性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種超寬譜大靶面紅外目標生成裝置，是覆蓋中波紅外到長波紅外3-12μm的超寬譜段，大靶面高幀頻紅外場景生成裝置。

本發明所采用的技術方案是：一種超寬譜大靶面紅外目標生成裝置，包括：紅外陰極射線顯像管、光學投影系統、信號處理變換電路、控制系統、驅動信號線纜；

控制系統控制待顯示的場景圖像的加載，發送給信號處理變換電路；信號處理變換電路將待顯示的場景圖像轉換為紅外陰極射線顯像管的驅動信號，通過驅動信號線纜驅動紅外陰極射線顯像管生成紅外輻射；紅外陰極射線顯像管生成紅外輻射信號，光學投影系統對紅外輻射信號進行準直輸出，將紅外輻射信號轉換為平行光投影到指定的出瞳位置，實現輸出的紅外輻射與被測的紅外熱像儀視場匹配，入瞳與出瞳的匹配。

紅外陰極射線顯像管包括：電子槍、紅外靶板、紅外窗口、外殼、冷卻裝置、磁偏轉控制裝置；紅外窗口安裝在外殼前端，紅外靶板安裝在外殼后端，冷卻裝置安裝在紅外靶板后方，電子槍安裝在外殼的側支管內，磁偏轉控制裝置安裝在外殼側支管的外側；外殼內部為真空狀態；

電子槍在驅動信號的作用下，生成電子束，電子束在磁偏轉控制裝置的作用下實現聚焦與偏轉，傾斜入射到紅外靶板上，紅外靶板產生的紅外輻射信號通過紅外窗口向外輻射；電子束通過磁偏轉控制裝置控制電子轟擊紅外靶板的指定位置，完成紅外顯像；電子束的強度控制輸出的紅外輻射信號在紅外熱像儀中像素點的灰度。

電子槍采用磁聚焦電子槍。

紅外靶板上涂有紅外熒光材料，紅外熒光材料受到電子束激發后產生紅外輻射信號，發光余輝時間為12～13ms；電子束的強度由控制系統輸入的圖片亮點灰度大小決定，電子束的偏轉大小由控制系統輸入的圖片亮點像素坐標位置決定。