大视场日盲紫外告警光学系统设计
发布时间：2021-06-14 05:10
全世界科技的发展日新月异,随之产生的现代化武器也异军突起。在现代化战争中导弹已然成为一种攻击性较强的武器之一,它对飞机、坦克等造成的威胁受到越来越多的关注。因此,如何能快速的对导弹来袭方向做出判断成为亟待解决的问题。本文利用200nm300nm这一波段的日盲特性,设计了一款日盲紫外告警光学系统,探测器采用PIXIS型2048BUV紫外CCD,像元尺寸为13.5μm×13.5μm,有效成像面积为27.6mm×27.6mm。系统的工作波段为240nm280nm,共采用5片透镜,其中包括2片非球面和1片二元面,视场为60°,相对孔径为1:3,在提高光学性能的同时简化了系统的结构。系统优化后,各视场点列图的尺寸均小于CCD的像元尺寸,能量衍射函数在像元尺寸半径范围内均大于90%,实现了大视场、大相对孔径以及光能集中等紫外告警需求。
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AN/AAR-47型紫外告警系统结构图
小型、轻量、无源紫外告警系统。该告警系统能显示导弹来袭的方向、导弹的威胁等级、导弹的高度等信息，并且兼容性良好。早期服役于美国、英国等国家军队；已有超过 500 架的直升机和固定翼飞机装备了该系统，美国空军的多种型号运输机上也大批量的进行了装备。但该系统角分辨率和灵敏度较低，虽经过几次改良，但对两种类似的紫外辐射依旧无法进行准确的区分，使用者无法百分之百的信赖告警系统发出的告警信息，紫外告警系统不得不进行新一次的改革[7]。革新后的第二代紫外告警系统为成像型紫外告警系统。其核心探测器为面阵CCD，计算机对 CCD 上的目标图像进行调解，得到目标的坐标空间位置。由于导弹尾焰是瞬时变换的，没有固定的大小、形状和体积，因此成像型紫外告警系统并非是对导弹尾焰成像。第二代紫外告警系统能够接收很大视场目标的紫外光能，具有更强的探测识别能力和更高的角分辨率。典型代表有，美国的 AN/AAR-54(V)型、AMAWS型（如图 1.2）、欧盟的 AN/AAR-60 MILDS、以色列的 Guitar-350 型、南非的 MAW-200型等[8]。
我国紫外探测技术起步较晚，与世界先进水平到的与紫外告警技术相关的资料较少。我国对紫外领物理所和北京理工大学，研究的方向分别为紫外辐射。真正开始研究紫外告警技术是在 20 世纪 90 年代只研究了导弹羽烟的紫外辐射特性，但为我国后续开基础。紫外告警设备诞生于电子部 53 所，虽然仅为概略型志着我国进入了紫外探测技术研究大国的行列。东北紫外告警系统（如图 1.3）是迄今为止我国完全自主研典型代表。其主要技术指标为：角分辨率 1°、告警像功能，但并不是呈现导弹羽烟具体的轮廓形状，只辐射转化成电信号后呈现在 CCD 上，从而对来袭导前为止，该设备仅装备在歼八 II 战机中，还处于试验进后，还可装备在坦克、战车等平台上，这对我国参和作战设备的生存能力有很大的帮助。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中长焦透射式日盲紫外光学系统设计[J]. 徐苗,梁秀玲. 光学仪器. 2017(02)
[2]环境温度变化对双波段谐衍射光学元件衍射效率的影响[J]. 常笑薇. 北京交通大学学报. 2016(06)
[3]日盲紫外探测技术的军事应用[J]. 鲜勇,赖水清. 直升机技术. 2016(02)
[4]大视场紫外告警相机光学系统研究与设计[J]. 王红. 光子学报. 2014(12)
[5]日盲紫外告警光学系统设计[J]. 宋珊珊,林丽娜,王文生. 激光与光电子学进展. 2013(10)
[6]大视场大相对孔径近红外观测相机光学系统设计[J]. 姚罡,汤天瑾,黄颖. 红外与激光工程. 2013(S1)
[7]紫外目标探测弱信号处理方法研究[J]. 周伟,吴晗平,吴晶,黄俊斌,黄璐. 红外技术. 2012(09)
[8]折衍混合紫外告警光学系统设计[J]. 于远航,王文生. 激光技术. 2012(03)
[9]紫外探测技术的应用与进展[J]. 杨杰. 光电子技术. 2011(04)
[10]“日盲”紫外折反射全景光学系统设计[J]. 王丽萍,李春,金春水. 光学精密工程. 2011(07)
博士论文
[1]紫外光通信大气传输特性和调制技术研究[D]. 赵明宇.北京邮电大学 2013
硕士论文
[1]日盲紫外导弹告警光学系统设计[D]. 于远航.长春理工大学 2012
本文编号：3229135
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AN/AAR-47型紫外告警系统结构图
小型、轻量、无源紫外告警系统。该告警系统能显示导弹来袭的方向、导弹的威胁等级、导弹的高度等信息，并且兼容性良好。早期服役于美国、英国等国家军队；已有超过 500 架的直升机和固定翼飞机装备了该系统，美国空军的多种型号运输机上也大批量的进行了装备。但该系统角分辨率和灵敏度较低，虽经过几次改良，但对两种类似的紫外辐射依旧无法进行准确的区分，使用者无法百分之百的信赖告警系统发出的告警信息，紫外告警系统不得不进行新一次的改革[7]。革新后的第二代紫外告警系统为成像型紫外告警系统。其核心探测器为面阵CCD，计算机对 CCD 上的目标图像进行调解，得到目标的坐标空间位置。由于导弹尾焰是瞬时变换的，没有固定的大小、形状和体积，因此成像型紫外告警系统并非是对导弹尾焰成像。第二代紫外告警系统能够接收很大视场目标的紫外光能，具有更强的探测识别能力和更高的角分辨率。典型代表有，美国的 AN/AAR-54(V)型、AMAWS型（如图 1.2）、欧盟的 AN/AAR-60 MILDS、以色列的 Guitar-350 型、南非的 MAW-200型等[8]。
我国紫外探测技术起步较晚，与世界先进水平到的与紫外告警技术相关的资料较少。我国对紫外领物理所和北京理工大学，研究的方向分别为紫外辐射。真正开始研究紫外告警技术是在 20 世纪 90 年代只研究了导弹羽烟的紫外辐射特性，但为我国后续开基础。紫外告警设备诞生于电子部 53 所，虽然仅为概略型志着我国进入了紫外探测技术研究大国的行列。东北紫外告警系统（如图 1.3）是迄今为止我国完全自主研典型代表。其主要技术指标为：角分辨率 1°、告警像功能，但并不是呈现导弹羽烟具体的轮廓形状，只辐射转化成电信号后呈现在 CCD 上，从而对来袭导前为止，该设备仅装备在歼八 II 战机中，还处于试验进后，还可装备在坦克、战车等平台上，这对我国参和作战设备的生存能力有很大的帮助。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中长焦透射式日盲紫外光学系统设计[J]. 徐苗,梁秀玲. 光学仪器. 2017(02)
[2]环境温度变化对双波段谐衍射光学元件衍射效率的影响[J]. 常笑薇. 北京交通大学学报. 2016(06)
[3]日盲紫外探测技术的军事应用[J]. 鲜勇,赖水清. 直升机技术. 2016(02)
[4]大视场紫外告警相机光学系统研究与设计[J]. 王红. 光子学报. 2014(12)
[5]日盲紫外告警光学系统设计[J]. 宋珊珊,林丽娜,王文生. 激光与光电子学进展. 2013(10)
[6]大视场大相对孔径近红外观测相机光学系统设计[J]. 姚罡,汤天瑾,黄颖. 红外与激光工程. 2013(S1)
[7]紫外目标探测弱信号处理方法研究[J]. 周伟,吴晗平,吴晶,黄俊斌,黄璐. 红外技术. 2012(09)
[8]折衍混合紫外告警光学系统设计[J]. 于远航,王文生. 激光技术. 2012(03)
[9]紫外探测技术的应用与进展[J]. 杨杰. 光电子技术. 2011(04)
[10]“日盲”紫外折反射全景光学系统设计[J]. 王丽萍,李春,金春水. 光学精密工程. 2011(07)
博士论文
[1]紫外光通信大气传输特性和调制技术研究[D]. 赵明宇.北京邮电大学 2013
硕士论文
[1]日盲紫外导弹告警光学系统设计[D]. 于远航.长春理工大学 2012
本文编号：3229135
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