微光成像探測優(yōu)化理論與高性能系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、論文研究了微光成像系統(tǒng)探測優(yōu)化理論和方法。通過分析微光成像系統(tǒng)工作過程，研究了影響夜視過程的內(nèi)外部因素，重點(diǎn)考慮了大氣的散射特性及其在遠(yuǎn)距離情況下對(duì)目標(biāo)對(duì)比度的衰減影響，開展了大霧天氣下的夜視試驗(yàn)。根據(jù)理想光電成像系統(tǒng)探測方程，建立了微光成像系統(tǒng)基于大氣散射介質(zhì)成像理論的實(shí)際探測模型，分析了提高微光成像探測能力的因素。
　　 論文基于對(duì)大氣散射特性和微光成像實(shí)際探測模型的研究，提出了調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)參數(shù)優(yōu)先的設(shè)計(jì)原則，根據(jù)

2、夜視系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)和識(shí)別方面的要求，提出了重點(diǎn)保障在低空間頻率下的MTF特性的方法。相應(yīng)研究、測試了微光像增強(qiáng)器的MTF特性，開展了基于MTF優(yōu)先原則的光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化，以及對(duì)三代像增強(qiáng)器、CCD、CRT等器件的選擇。
　　 論文通過理論分析和試驗(yàn)，確定了擴(kuò)展微光成像探測能力的三個(gè)研究重點(diǎn)，包括：系統(tǒng)MTF優(yōu)先準(zhǔn)則的有效性，選通像增強(qiáng)器的動(dòng)態(tài)特性，助視下的系統(tǒng)技術(shù)及其探測能力。相應(yīng)建立了：直視型和電視型的遠(yuǎn)距離微光成像系統(tǒng)樣機(jī)、高速選通

3、三代ICCD系統(tǒng)樣機(jī)、以及采用激光脈沖助視和微光選通組件的主動(dòng)成像系統(tǒng)樣機(jī)。
　　 論文開展了實(shí)驗(yàn)室測試和野外夜間觀察試驗(yàn)。對(duì)飛行高度2km、速度約700km/h、翼展9.3m的空中目標(biāo)的遠(yuǎn)距離夜視觀察試驗(yàn)，取得了13.7km～20.0km的發(fā)現(xiàn)距離、8.0km～10.0km的識(shí)別距離。三代選通ICCD的選通工作試驗(yàn)，獲得了光陰極面照度10-51x下400TVL和10-31x下600TVL的高動(dòng)態(tài)分辨力。主動(dòng)成像野外試驗(yàn)，采取峰

4、值功率100W、工作波長850nm、脈沖寬度200ns的激光器助視，獲得間隔30m的樹木之間的不同空間剖面的成像結(jié)果，以及穿透樹木探測到其后面建筑物窗戶的圖像。
　　 研究表明：遠(yuǎn)距離微光成像系統(tǒng)研究中需要考慮對(duì)大氣等介質(zhì)對(duì)光學(xué)輻射的影響，對(duì)理想光電系統(tǒng)探測方程作基于散射影響的修正，能夠更準(zhǔn)確地反映夜視系統(tǒng)作用距離與相關(guān)因素的關(guān)系；基于MTF優(yōu)化準(zhǔn)則完成微光成像系統(tǒng)，能夠有效擴(kuò)展夜視系統(tǒng)的探測能力；三代像增強(qiáng)器有很好的動(dòng)態(tài)成像特