基于液晶光阀的动态场景目标器设计

发布时间：2017-09-09 11:51

  本文关键词：基于液晶光阀的动态场景目标器设计

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【摘要】：动态场景目标器可以在室内完成对于光电探测设备的跟踪特性检测。提供动态和静态目标,使得检测难度降低并且提高了检测质量。本文针对某一视场为1°,孔径为100mm,作用距离为0.5km～5km,可探测目标大小4m×4m,跟踪精度6',分辨率为640×480,CCD像元为7.4um的光电跟踪器,设计了一个动态场景目标器。其指标要求轴上点弥散斑小于12um,出射光光轴平行度小于20"。首先根据平行光管的结构,以及结构整体尺寸小于600mm×500mm×400mm的要求,选定目标模拟器结构形式为离轴三反形式,并且采用双焦面结构。在保证通光孔径和不切光的原则下,采用作图法设计了光路,进行模拟和优化确定了结构的参数,然后用Zemax进行进一步优化设计。其中主镜采用抛物面镜,次镜与三镜采用平面反射镜。参数指标为视场1°,口径120mm,焦距为960mm。主镜离轴量为250mm,轴上点弥散斑半径为1.3um。轴外点弥散斑半径是174.8um。然后进行目标模拟器的结构设计,设计分为八大部分,分别是镜筒、主反镜、次反镜、三反镜、静态目标靶板、动态目标靶板、电源、分束镜。静、动态靶板形成双焦面,静态靶标采用星点靶板或密位分划板,动态靶板采用LCOS液晶光阀机构,靶面大小为0.7inch。星点靶板可以提供0.77mm～7.7mm的模拟目标,密位分划板可以测量动态目标的大小。动态靶板提供不同灰度或亮度等级的干扰目标。二者可以组合使用,以完成对于光电跟踪器的检测。本文设计出的目标模拟器采用离轴反射式形式,大大缩小了结构体积,而且设计为双焦面结构,可以提供目标和不同的干扰背景,扩大了对于光电跟踪器检测项目,提高了效率。
【关键词】：目标发生器 离轴光学系统 液晶光阀 结构设计
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH745
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-11
• 1.1 研究背景和国内外现状8-9
• 1.1.1 研究背景8
• 1.1.2 国外研究现状8-9
• 1.1.3 国内研究现状9
• 1.2 本文主要工作和内容安排9-10
• 1.3 目标模拟器技术指标10-11
• 2 光电跟踪器简述11-16
• 2.1 光电跟踪技术介绍11
• 2.2 光电跟踪系统分类11-13
• 2.3 光电跟踪系统原理13-14
• 2.4 光电跟踪系统组成14
• 2.5 本章总结14-16
• 3 目标模拟器的光学设计16-27
• 3.1 平行光管技术指标16-17
• 3.2 平行光管选型17-18
• 3.3 主反镜的设计18-19
• 3.4 结构光路的设计19-21
• 3.5 像质分析21-24
• 3.6 结构参数24-25
• 3.7 本章总结25-27
• 4 目标模拟器结构设计27-52
• 4.1 结构设计相关知识27-28
• 4.1.1 结构设计基本理论27
• 4.1.2 结构设计的基本过程和技术要求27-28
• 4.1.3 Solidworks简介及在本结构中的应用28
• 4.2 结构的设计28-42
• 4.2.1 总体结构设计28-32
• 4.2.2 各反射镜镜框设计32-35
• 4.2.3 主镜结构的设计35-36
• 4.2.4 次反镜结构的设计36-37
• 4.2.5 三反镜结构的设计37-38
• 4.2.6 分束镜结构设计38-39
• 4.2.7 分划板结构的设计39
• 4.2.8 分划板结构调节装置的设计39-41
• 4.2.9 电源盒的选型41-42
• 4.3 液晶光阀投影技术介绍42-47
• 4.3.1 LCOS投影技术技术发展42-43
• 4.3.2 LCOS投影原理43-44
• 4.3.3 动态靶标中投影系统的结构44-46
• 4.3.4 动态靶标信号输出方案46-47
• 4.4 LCOS液晶光阀机构的设计47-50
• 4.5 结构装调方法50
• 4.6 本章总结50-52
• 5 光束平行性检测52-57
• 5.1 投影靶板法52
• 5.2 大口径平行光管法52-53
• 5.3 激光光轴仪法53-54
• 5.4 五棱镜法54-55
• 5.5 主要误差来源55-56
• 5.6 本章总结56-57
• 6 总结57-58
• 参考文献58-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文60-61
• 致谢61-63

【参考文献】

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本文编号：820297