寬波段多目標(biāo)仿真系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、航天探測(cè)和導(dǎo)彈防御工程融合了眾多領(lǐng)域的前沿科技成果，是極具難度的系統(tǒng)工程，是科學(xué)技術(shù)與國(guó)防工業(yè)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。為提高導(dǎo)彈武器的抗干擾、目標(biāo)識(shí)別、反隱身、惡劣環(huán)境生存等能力，目前紅外制導(dǎo)、復(fù)合制導(dǎo)及多模復(fù)合尋的制導(dǎo)方式成為研究重點(diǎn)。由于導(dǎo)彈武器外場(chǎng)測(cè)試成本高、信息反饋慢和整體效益低等原因，研究人員逐漸重視起仿真技術(shù)，開始在導(dǎo)彈設(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程中利用仿真系統(tǒng)測(cè)試和鑒定導(dǎo)彈的性能。對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)和未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的研究表明，導(dǎo)彈針對(duì)的目標(biāo)與所處的環(huán)境日趨多

2、樣和復(fù)雜，目標(biāo)與環(huán)境仿真技術(shù)的發(fā)展方向是寬波段、多個(gè)目標(biāo)、多種背景、高動(dòng)態(tài)特性。因此具有寬波段、多目標(biāo)、高動(dòng)態(tài)特性的寬波段多目標(biāo)仿真系統(tǒng)成為目標(biāo)與環(huán)境仿真技術(shù)中的發(fā)展必然。但寬波段多目標(biāo)仿真系統(tǒng)涉及的理論模型和設(shè)計(jì)方法研究不足限制了其應(yīng)用和發(fā)展，因此研究寬波段多目標(biāo)仿真系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)性能提升具有十分重要的意義，對(duì)多模復(fù)合尋的制導(dǎo)技術(shù)發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。
　　本文開展寬波段多目標(biāo)仿真系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究工作，

3、主要包括寬波段多目標(biāo)復(fù)合技術(shù)的擴(kuò)束理論模型研究、寬波段目標(biāo)模擬器像差特性研究以及仿真系統(tǒng)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)研究。本文的主要內(nèi)容包括以下幾方面。
　　寬波段多目標(biāo)仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)研究。分析了仿真系統(tǒng)的工作原理、建立了系統(tǒng)總體光學(xué)結(jié)構(gòu)、確定了仿真系統(tǒng)的多目標(biāo)復(fù)合方案、以及分析了仿真系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
　　寬波段多目標(biāo)復(fù)合系統(tǒng)的擴(kuò)束理論模型研究。建立了基于微坑鏡的應(yīng)用于寬波段多目標(biāo)復(fù)合系統(tǒng)的擴(kuò)束理論模型：在近軸情況下，研究了多目標(biāo)復(fù)合系統(tǒng)結(jié)

4、構(gòu)和微坑反射鏡的幾何關(guān)系，推導(dǎo)了多目標(biāo)復(fù)合系統(tǒng)出瞳處的理想擴(kuò)束寬度表達(dá)式；在離軸情況下，利用微坑反射鏡成像理論對(duì)理想擴(kuò)束寬度表達(dá)式進(jìn)行了修正，發(fā)現(xiàn)了臨界離軸距效應(yīng)。定義了寬波段多目標(biāo)復(fù)合系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)函數(shù)，建立了寬波段多目標(biāo)復(fù)合系統(tǒng)的性能評(píng)估模型。
　　寬波段目標(biāo)模擬器的像差特性研究。為降低大視場(chǎng)、大離軸距情況下，五階像差對(duì)寬波段反射式目標(biāo)模擬器像差平衡產(chǎn)生的影響，開展了寬波段反射式目標(biāo)模擬器的五階像差節(jié)點(diǎn)特性研究?；谑噶肯癫罾?/p>

5、論，利用光闌離軸矢量對(duì)寬波段反射式目標(biāo)模擬器的五階像差項(xiàng)進(jìn)行展開，推導(dǎo)出依賴于光闌離軸矢量的五階像差場(chǎng)節(jié)點(diǎn)特性方程，求解節(jié)點(diǎn)特性方程得到了原有五階像差場(chǎng)節(jié)點(diǎn)位置標(biāo)準(zhǔn)矢量的修正公式。
　　寬波段多目標(biāo)仿真系統(tǒng)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。推導(dǎo)了透射式目標(biāo)模擬器的焦移公式，建立了透射式目標(biāo)模擬器的焦面位置穩(wěn)定性設(shè)計(jì)方法。研究了大口徑反射鏡面型穩(wěn)定性設(shè)計(jì)方法，完成了多目標(biāo)復(fù)合系統(tǒng)的光學(xué)成像質(zhì)量評(píng)估。確定了仿真系統(tǒng)自身輻射雜散光系數(shù)和關(guān)鍵光學(xué)元件制冷溫度

6、的關(guān)系，為仿真系統(tǒng)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。
　　寬波段多目標(biāo)仿真系統(tǒng)的仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。建立了基于微坑鏡多目標(biāo)復(fù)合系統(tǒng)的光學(xué)仿真模型，仿真結(jié)果證明了理想擴(kuò)束寬度公式的正確性。在實(shí)驗(yàn)室條件下，完成了基于微坑鏡多目標(biāo)復(fù)合系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文建立的應(yīng)用于寬波段多目標(biāo)復(fù)合系統(tǒng)的擴(kuò)束理論模型的正確性。利用一套無(wú)熱化效果評(píng)估設(shè)備對(duì)透射式目標(biāo)模擬器焦移公式的可信度進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了焦移公式可用于透射式目標(biāo)模擬器的焦面位置穩(wěn)定性設(shè)計(jì)