论文部分内容阅读
为了给红外双波段探测系统的研制提供模型和仿真数据。本文分别对红外探测系统的目标辐射、光学弥散、探测器特性、运动成像进行了建模和仿真。研究了目标的空间采样、运动轨迹、运动拖尾、像元失配等情况;并根据双色比测温原理,研究了双色比特性,提出了一种提高点目标测温精度的方法。 本文深入研究了红外双波段点目标成像的建模与仿真技术,根据双波段探测系统的组成,研究内容涉及红外物理、信号处理、建模与仿真等学科,所做的主要工作如下: 1)根据红外物理、光学工程,基于贝塞尔函数描述了目标的弥散模型并进行仿真,用Zemax的能量集中度计算结果验证了仿真的正确性;并结合探测器的知识,建立了探测器像元对点目标弥散斑的空间采样模型,进行了仿真。 2)建立了探测器平台的姿态运动模型、探测器与目标之间的相对运动模型,对运动点目标的成像进行仿真。建模并仿真点目标在曝光时间内的运动拖尾、双探测器之间的位置偏移导致的像元失配等情况。依据大量的探测器样本分析了探测器噪声特性并建模;对闪元类型进行归类,建立了闪元模型并仿真。 3)建立了探测器噪声和盲闪元模型、成像电路模型。尤其对双波段探测系统关心的目标灰度的准确性、两个探测器之间像元失配的影响进行了深入研究。并对基于MATLAB编写的仿真软件进行了大量仿真计算,验证了模型和软件的正确性。 4)介绍了双波段测温原理,研究了目标表面发射率、系统响应波段对双色比测温的影响。特别研究了像元失配对双色比的影响,提出了一种像元错位的设想,在不影响测温精度的前提下,提高系统测角精度。然后分析了探测器像元空间采样、盲闪元对点目标测温的影响,利用递归图法研究了双色比的非平稳性,并提出一种提高测温精度的方法。 本文完整仿真了红外双波段点目标的成像过程,得到的仿真图像具有很高的真实性,跟实际的物理成像系统具有较高逼真度。并设计了提高测温精度的方法。对红外双波段探测系统的研发具有参考意义。