[发明专利]基于双色滤波片的双波段红外目标模拟器及该模拟器的双波段红外图像的生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外技术领域和仿真技术领域，尤其涉及一种用于测试红外成像设备性能的双波段红外目标模拟器及该模拟器的双波段红外图像的生成方法。 

背景技术

在红外热成像系统研制的末期，需要一种既能够节省经费又能准确评价系统性能的在室内完成的方法，目前常用的方法是利用红外景象仿真系统对目标场景进行模拟来测试红外成像系统。作为红外仿真系统的核心，红外目标模拟器是世界各大红外武器试验中心的重点研究内容。 

随着各种红外成像对抗技术的发展，单一波段的探测已经不能满足红外成像系统的使用要求，因此红外探测技术正在逐渐从单一波段向双波段探测发展。目前世界各国已研制出多种双色红外制导武器，我国也在加紧该方面的研究。与此同时，针对红外双色成像系统性能测试的双色目标模拟器的研制也是世界各仿真实验室的重点研究项目。 

对于双波段目标模拟器，调节能量比是很重要的技术要求。然而，现有的用于红外双色成像系统性能测试的双色模拟器大多采用两个景象生成器件对两个波段单独成像，再经过后续光学系统将两幅图像合成一副图像实现双波段景象的模拟。这种用于红外双色成像系统性能测试的双色模拟器虽然能量比可调，但是不仅提高了研制成本，还使投影光学系统结构变得复杂，调试和设计难度加大，使两个图像的配准不容易控制。而目前对于使用一片景象生成器件的双波段模拟器的双波段红外图像的生成方法不能够调节两个波段的能量比，模拟能力有限，只能够针对某一目标模拟。 

发明内容

为解决目前对于使用一片景象生成器件的双波段模拟器的双波段红外图像的生成方法不能够调节两个波段的能量比的问题，本发明提出了基于双色滤波片的双波段红外目标模拟器及该模拟器的双波段红外图像的生成方法。 

基于双色滤波片的双波段红外目标模拟器包括计算机、视屏处理电路、视频驱动电路、步进电机控制器、步进电机、景象生成器件、双色滤波片和投影光学系统， 

计算机的图像信号输出端与视频处理电路的图像信号输入端相连，视频处理电路的控 制信号输出端与视频驱动电路的控制信号输入端相连，视频驱动电路的驱动信号输出端与景象生成器件的驱动信号输入端相连，所述景象生成器件的光发射端位于投影光学系统的物方焦平面上、且该景象生成器件的输出光轴与所述投影光学系统的光轴为同一条直线，双色滤波片位于景象生成器件和投影光学系统之间，景象生成器件发射的红外辐射光先入射至双色滤波片，经该双色滤波片透射的红外辐射光入射至投影光学系统后，经该投影光学系统透射后的红外辐射光为双波段红外目标模拟器的输出光；计算机的控制信号输出端与步进电机控制器的控制信号输入端相连，步进电机控制器的控制信号输出端与步进电机的控制信号输入端相连，步进电机用于驱动双色滤波片以其中心为轴旋转。 

所述景象生成器件为图像电阻阵或DMD微镜器件。 

所述的投影光学系统，包括一号凸透镜、二号凸透镜和三号凸透镜，入射至投影光学系统的红外辐射光经一号凸透镜转换成平行光束，此平行光束入射至二号凸透镜、经二号凸透镜和三号凸透镜转换成平行光束输出，三号凸透镜与二号凸透镜的像方焦点之间的距离等于三号凸透镜的前焦距， 

所述的双色滤波片，所述双色滤波片为圆形波片，双色滤波片由其一条直径分为两个滤波区域，每个滤波区域只能透过单一波段的红外辐射光，并且两个滤波区域所透射的红外辐射光的波段不相同。 

基于上述双色滤波片的双波段红外目标模拟器的双波段红外图像的生成方法： 

步骤一、通过计算机设置景象生成器件的帧频和步进电机的转动频率，使景象生成器件的帧频等于待测系统帧频的两倍，步进电机的转动频率等于被测系统的帧频。 

步骤二、景象生成器件在设定的频率下生成图像，计算机控制景象生成器件生成的每帧图像的能量，同时，计算机还控制步进电机在设定的转动频率下转动，进而驱动双色滤波片转动，并使得在景象生成器件产生一帧图像的过程中双色滤波片的单一波段部分位于景象生成器件的光发射端与投影光学系统之间实现滤波，使得景象生成器件生成的两幅图像分别经双色滤波片的两个滤波区域滤波后获得两个波段的图像，所述两个波段的图像均发送给投影光学系统，进而实现双波段红外图像的生成； 

所述双波段红外图像中的两个红外波段能量比即为景象生成器件生成的相应帧图像的能量比。 

基于双色滤波片的双波段红外目标模拟器的工作原理：