強(qiáng)輻射源作用光電成像系統(tǒng)成像特性建模及性能評(píng)估.pdf

1、近年來(lái)，光電成像系統(tǒng)由于具有能夠在夜間和惡劣環(huán)境條件下工作、不易被發(fā)現(xiàn)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于軍事目標(biāo)的偵察、監(jiān)視、預(yù)警和精確打擊等作戰(zhàn)任務(wù)，被稱(chēng)為現(xiàn)代武器系統(tǒng)（如航空/航天偵察監(jiān)視預(yù)警系統(tǒng)、精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)）的“眼睛”，是現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)中實(shí)施可靠探測(cè)與識(shí)別、準(zhǔn)確捕獲與跟蹤、精確打擊和保存己方實(shí)力的決定性因素，是奪取戰(zhàn)斗勝利的前提和基礎(chǔ)。然而，現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中多種多樣的強(qiáng)輻射源干擾手段和干擾方式，使得戰(zhàn)場(chǎng)光學(xué)環(huán)境不斷惡化，導(dǎo)致光電系統(tǒng)性能下降甚至功

2、能損壞。為此，科學(xué)評(píng)價(jià)強(qiáng)輻射源作用光電成像系統(tǒng)性能是十分必要且迫切的，它能夠?yàn)樘岣呶覈?guó)光電成像系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)光電成像系統(tǒng)抗強(qiáng)輻射源干擾防護(hù)能力研究提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。
　　本文以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)輻射源作用光電成像系統(tǒng)成像特性建模及性能評(píng)估為目標(biāo)，針對(duì)目標(biāo)及其背景輻射散射特性、強(qiáng)輻射源輻射特性、強(qiáng)輻射源作用目標(biāo)及其背景輻射特性、強(qiáng)輻射源作用系統(tǒng)成像信號(hào)特性等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了研究，開(kāi)展的具體工作如下：
　　第一部分研

3、究了強(qiáng)輻射源作用光電成像系統(tǒng)成像特性機(jī)理。綜合考慮強(qiáng)輻射源的工作特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)特性及時(shí)間特性等，分析了典型強(qiáng)輻射源（如戰(zhàn)場(chǎng)火光、紅外誘餌彈、可見(jiàn)光照明彈、激光源等）的輻射特性。依據(jù)光電成像系統(tǒng)中各組件對(duì)輻射能量的傳遞和轉(zhuǎn)化原理，研究了強(qiáng)輻射源對(duì)系統(tǒng)成像特性的影響機(jī)理，為后文建立強(qiáng)輻射源作用目標(biāo)及其背景表面輻射特性和強(qiáng)輻射源作用光電成像系統(tǒng)效應(yīng)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　第二部分研究了強(qiáng)輻射源作用目標(biāo)及其背景輻射散射特性綜合建模方法。通過(guò)研究

4、不同波段成像系統(tǒng)輸出信號(hào)之間線(xiàn)性關(guān)系，提出了基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的波段推演方法，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)及其背景自身輻射特性高置信度建模。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合目標(biāo)及其背景表面散射特性、不同類(lèi)型強(qiáng)輻射源輻射特性及運(yùn)動(dòng)特性，提出了不同強(qiáng)輻射源作用目標(biāo)及其背景輻射特性實(shí)時(shí)計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)輻射源作用目標(biāo)及背景表面輻射特性動(dòng)態(tài)仿真。
　　第三部分研究了強(qiáng)輻射源作用微光夜視系統(tǒng)成像信號(hào)特性表征方法。依據(jù)微光夜視系統(tǒng)自動(dòng)亮度控制電路工作原理，結(jié)合系統(tǒng)信號(hào)響應(yīng)特性，提出

5、了強(qiáng)輻射源作用系統(tǒng)增益特性定量表征方法，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)輻射源作用系統(tǒng)增益特性動(dòng)態(tài)仿真?；诠怆娮赢a(chǎn)生原理及 MCP散射理論，研究了光暈尺寸及灰度分布與強(qiáng)輻射源能量之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)輻射源作用系統(tǒng)光暈效應(yīng)高置信度建模。
　　第四部分研究了強(qiáng)輻射源作用紅外成像系統(tǒng)成像信號(hào)特性表征方法。依據(jù)紅外成像系統(tǒng)自動(dòng)增益控制電路工作原理，結(jié)合系統(tǒng)信號(hào)響應(yīng)特性及系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍、增益特性、灰度量化，提出了強(qiáng)輻射源作用系統(tǒng)增益特性定量表征方法，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)輻射源

6、作用系統(tǒng)增益特性動(dòng)態(tài)仿真。依據(jù)系統(tǒng)信號(hào)轉(zhuǎn)移及傳輸方式，通過(guò)研究系統(tǒng)飽和溢出電荷的轉(zhuǎn)移和傳輸規(guī)律，建立了典型強(qiáng)輻射源（如高重頻脈沖激光）作用系統(tǒng)飽和串?dāng)_效應(yīng)模型。
　　第五部分研究了強(qiáng)輻射源作用光電成像系統(tǒng)成像特性建模方法。結(jié)合上文建立的強(qiáng)輻射源作用目標(biāo)及其背景表面輻射散射特性模型、強(qiáng)輻射作用系統(tǒng)成像信號(hào)特性模型，綜合考慮目標(biāo)及其背景表面輻射散射特性、強(qiáng)輻射源輻射特性及運(yùn)動(dòng)特性、強(qiáng)輻射源作用目標(biāo)及其背景輻射特性、系統(tǒng)成像信號(hào)特性等，