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红外目标模拟器校准技术研究

高黎明  
【摘要】:红外目标模拟器(IRTS)是各种光电系统中的常用设备,其准确度直接关系光电系统的技术指标和性能,必须定期对其进行标定和校准。 以往IRTS 的校准采用绝对校准法,即采用光功率计将标准IRTS 和代校准IRTS 的辐射光功率进行绝对测量,从而达到校准目的。本文从IRTS 出射光线平行性和均匀性特点出发,通过对IRTS 辐射光功率相对值测量和光斑图像定位的方法进行校准,具体的工作有: 1 通过对黑体辐射的理论公式分析的基础上建立起数学模型,给出了理想情况下模拟器出射光辐照度和光电探测器的光电流量级公式,并将其转化为级数形式,并编制黑体辐射度计算软件。 2设计IRTS 校准系统的总体方案。采用对IRTS 出射光束不同位置的光辐照度相对测量的方法测定其均匀性,采用调整在CCD 像面上所成光斑质心位置的办法测量其不平行度。系统由位移台、五棱镜、测量平行光管、狭缝光阑、CCD、分光镜、光电探测器、导光板、单片机、锁定放大电路和PC 机组成。采用可见和近红外光两组镜头互换的方法解决色散问题。 3对光电二极管和放大器建立了噪声模型,通过对等校噪声模型的分析指导选型和应用,提出以锁定放大电路为核心进行微弱信号处理的方案。设计一种基于可编程晶振的移相电路,使锁定放大电路的输出信号幅值最大。 4 采用图像多帧叠加并取平均的方法提高图像的信噪比,并提出一种综合中值滤波、二值化、机器识别、中心距法的算法,可有效求取光斑质心并计算不平行度。


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