基于网纹镜的多目标复合光学系统的研究

论文摘要

红外成像制导半实物仿真技术对于红外成像制导导弹的研制十分重要。红外成像制导半实物仿真系统中的光学系统应该模拟出逼真的目标、人工干扰、天空背景等复杂景物。这些景物的不同部分有着不同的形状和光谱特征。这使得单一的投影器很难逼真地模拟出这些景物。一般地,人们使用多目标复合的方法模拟这些复杂的景物。所谓的“多目标复合”,就是让多个投影器分别投出的景象同时呈现给导引头,让多个投影器共同承担模拟复杂景物的任务的一种方法。本文主要研究了使用网纹镜进行多目标复合的方法。本文介绍了使用网纹镜的多目标复合光学系统的基本结构,研究了复合光学系统中光线间的几何关系,并根据这些几何关系推导了复合光学系统的结构参数计算公式,并建立了多目标复合光学系统的仿真模型,对复合光学系统的性能进行了仿真验证。仿真结果证明了分析方法的正确性和参数求解方法的可行性,同时还可以优化出系统可以有效工作的离轴距的值。本文的研究内容对于使用网纹镜进行多目标复合的光学系统的设计十分有用,为采用多目标复合方法的半实物仿真系统的研制提供技术支撑。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 红外制导半实物仿真技术的国内外发展现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第2章 多目标复合光学系统的原理分析
• 2.1 复合光学系统的基本结构
• 2.2 复合光学系统的多目标复合原理
• 2.2.1 判断光线走向的方法
• 2.2.2 复合光学系统的光线走向分析
• 2.3 复合光学系统的结构参数计算
• 2.3.1 复合光学系统的结构参数符号定义
• 2.3.2 主光线发散角与系统分辨率的关系
• 2.3.3 扩束宽度与微坑的关系
• 2.3.4 光束能量分布与导引头入瞳口径的关系
• 2.3.5 复合光学系统的入瞳距与出瞳距的计算
• 2.3.6 一般的参数求解过程
• 2.4 本章小结
• 第3章 多目标复合光学系统的仿真
• 3.1 复合光学系统仿真模型的建立
• 3.2 复合光学系统的仿真结果
• 3.2.1 场镜无微坑时的模型的仿真结果
• 3.2.2 微坑呈蜂窝状排列时的模型的仿真结果
• 3.2.3 微坑呈井字形排列时的模型的仿真结果
• 3.3 复合光学系统的仿真现象分析
• 3.3.1 微坑成像的成因分析
• 3.3.2 微坑像缺失的成因分析
• 3.3.3 像偏移的成因分析
• 3.3.4 微坑像变长的成因分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 使用微凸镜的复合光学系统的研究
• 4.1 使用微凸镜的复合光学系统的原理研究
• 4.2 使用微凸镜的复合光学系统的结构参数计算
• 4.3 使用微凸镜的复合光学系统的仿真
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢