基于空间光调制器的动态目标模拟器的设计

摘要

动态目标模拟器是半实物仿真的重要组成部分,本文所设计的动态目标模拟器用于模拟地形地貌图像,它采用的是一种基于空间光调制器的动态目标模拟技术。
　　对地形地貌的高精度模拟在航空航天领域有着较为广泛的应用,多用于对相关设备性能的检测和测试。本文针对这一应用,利用空间光调制器的幅值调制性能,结合计算机控制,生成模拟实际景物图,并通过多种方案的比对,采用平行光管投影模式,实际模拟无穷远处目标图样,用于对相关成像匹配系统进行半物理模拟,具有精度高、像质好、灵活度好等特点,可实时模拟各种景物图像实现对匹配系统的综合性能测试。
　　任何一种探测系统都需要对他进行测试以便进行验证其性能是否达到设计的指标,由于受到一些关键器件或技术的限制,目前在使用的可控制动态目标模拟及检测装置难以满足实际需求。本文设计和研究的目标模拟器利用空间光调制器可以实现目标的快速连续变换,并且可以对动态目标进行高精度实验室模拟,对于半实物仿真技术的发展有着至关重要的意义,同时可以实现实验室动态光学检测,对光学测试技术的发展也有着重要意义。
　　本文首先对三种不同动态目标模拟器方案进行了论证,讨论其优缺点,根据技术指标要求,综合确定采用平行光管式的动态目标模拟器方案,对平行光管式的动态目标模拟器的组成、工作原理及功能要求进行了分析。其次,对其性能参数进行了深入的研究,并对各组成部分进行分析与选型。采用ZEMAX软件进行设计优化,给出了成像光学系统的详细设计过程与设计结果,并对设计结果进行了公差分析。
　　模拟结果表明本文的基于空间光调制器的动态目标模拟器,达到了1024×1024目标分辨率指标和成像畸变小于1/10像元的像质要求。

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第一章 绪论

1.1课题背景和意义

1.2国内外现状

1.3本文研究内容

第二章 动态目标模拟器相关内容介绍

2.1动态目标模拟器基本原理介绍

2.2动态目标模拟器方案

2.3空间光调制器

2.4平行光管的简介

2.5本章小结

第三章动态目标模拟器分析与论证

3.1动态目标模拟器方案选择

3.2平行光管式动态目标模拟器分析与论证

3.3本章小结

第四章 动态目标模拟系统的详细设计

4.1平行光管物镜设计

4.2 CCD相机镜头设计

4.3总成像系统分析

4.4光源分析与选择

4.5本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢