微光成像探測優(yōu)化理論與高性能系統(tǒng)技術研究.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外部因素，重點考慮了大氣的散射特性及其在遠距離情況下對目標對比度的衰減影響，開展了大霧天氣下的夜視試驗。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)基于大氣散射介質成像理論的實際探測模型，分析了提高微光成像探測能力的因素。
　　 論文基于對大氣散射特性和微光成像實際探測模型的研究，提出了調制傳遞函數(shù)(MTF)參數(shù)優(yōu)先的設計原則，根據(jù)

2、夜視系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)和識別方面的要求，提出了重點保障在低空間頻率下的MTF特性的方法。相應研究、測試了微光像增強器的MTF特性，開展了基于MTF優(yōu)先原則的光學系統(tǒng)優(yōu)化，以及對三代像增強器、CCD、CRT等器件的選擇。
　　 論文通過理論分析和試驗，確定了擴展微光成像探測能力的三個研究重點，包括：系統(tǒng)MTF優(yōu)先準則的有效性，選通像增強器的動態(tài)特性，助視下的系統(tǒng)技術及其探測能力。相應建立了：直視型和電視型的遠距離微光成像系統(tǒng)樣機、高速選通

3、三代ICCD系統(tǒng)樣機、以及采用激光脈沖助視和微光選通組件的主動成像系統(tǒng)樣機。
　　 論文開展了實驗室測試和野外夜間觀察試驗。對飛行高度2km、速度約700km/h、翼展9.3m的空中目標的遠距離夜視觀察試驗，取得了13.7km～20.0km的發(fā)現(xiàn)距離、8.0km～10.0km的識別距離。三代選通ICCD的選通工作試驗，獲得了光陰極面照度10-51x下400TVL和10-31x下600TVL的高動態(tài)分辨力。主動成像野外試驗，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：遠距離微光成像系統(tǒng)研究中需要考慮對大氣等介質對光學輻射的影響，對理想光電系統(tǒng)探測方程作基于散射影響的修正，能夠更準確地反映夜視系統(tǒng)作用距離與相關因素的關系；基于MTF優(yōu)化準則完成微光成像系統(tǒng)，能夠有效擴展夜視系統(tǒng)的探測能力；三代像增強器有很好的動態(tài)成像特