[发明专利]一种红外空间相机静态传递函数测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种红外空间相机静态传递函数测试系统，由设置在真空低温环境模拟装置(5)内的黑体辐射源(1)、靶标组件(2)和红外平行光管(3)组成；其特征是：

所述靶标组件(2)放置在红外平行光管(3)焦面处；在所述靶标组件(2)包括通光孔靶标(2-1)，低空间频率靶标(2-2)和奈奎斯特频率靶标(2-3)，分别用于测试红外平行光管(3)和红外空间相机(4)光学系统热辐射，物方调制度和像方调制度；

所述通光孔靶标(2-1)、低空间频率靶标(2-2)和奈奎斯特频率靶标(2-3)均为圆形，具有相同尺寸；所述红外空间相机(4)中一个尺寸为p的像元，所对应的平行光管(3)焦面处的尺寸为d，通光孔靶标(2-1)为具有边长大于等于50d正方形；所述低空间频率靶标(2-2)的通光区在圆形靶标的右半区域内，宽度大于等于25d，长度大于等于50d，与左半区域的实心区域，构成低空间频率靶标；

所述奈奎斯特频率靶标(2-3)由n组靶条组成，所述n≥5；每组靶条由三个通孔靶条和四个实心靶条组成，每个通孔靶条或实心靶条的宽度均为d，长度大于等于10d，相邻两组靶条的距离为(1-1/n)d或(1+1/n)d；

所述黑体辐射源(1)发出的均匀辐射光源照明靶标组件(2)上对应的靶标，再经过红外平行光管(3)转换为平行光束，入射到红外空间相机(4)内，所述红外空间相机(4)获取对应的靶标图像，利用获得的靶标图像计算红外空间相机(4)的静态传函MTF；

具体的测试方法为：

步骤一、打开黑体辐射源(1)中真空低温黑体(1-1)前端的低温挡板(1-2)，将靶标组件(2)切换为低空间频率靶标(2-2)，所述黑体辐射源(1)发出的均匀辐射光源照明低空间频率靶标(2-2)，再经过红外平行光管(3)转换为平行光束，入射到红外空间相机(4)内，获得低空间频率靶标图像，调整黑体辐射源(1)的温度，使得低空间频率靶标(2-2)上通光孔对应的靶标图像不饱和；

步骤二、保持黑体辐射源(1)的温度不变，将靶标组件(2)切换为奈奎斯特频率靶标(2-3)，所述黑体辐射源(1)发出的均匀辐射光源照明奈奎斯特频率靶标(2-3)，再经过红外平行光管(3)转换为平行光束，入射到红外空间相机(4)内，获得奈奎斯特频率靶标图像；

步骤三、将靶标组件(2)切换为通孔靶标(2-1)，将黑体辐射源前面的低温挡板(1-2)切入光路，获取通光孔靶标图像；

步骤四、根据步骤三获得通光孔靶标图像中的均匀区域计算像元平均灰度值Yc，所述平均灰度值为红外平行光管(3)和红外空间相机(4)热辐射产生的灰度值；

步骤五、根据步骤一获得的低空间频率靶标图像，计算通光区域的像元平均灰度值Ya以及实心区域的像元平均灰度值Yb，获得红外空间相机(4)入瞳处的物方调制度M_o，用下式表示为：

步骤六、在步骤二获得的奈奎斯特频率靶标图像中选取最清晰的一组靶标，相邻通光靶条和实心靶条中相邻像元的灰度值，分别记为Xa、Xb，计算相邻像元的像方调制度M_I；用下式表示为：

计算红外空间相机的静态传函MTF，用公式表示为：

选取其中的最大值作为红外空间相机(4)静态传函测试结果。

2.根据权利要求1所述的一种红外空间相机静态传递函数测试系统，其特征在于：

所述黑体辐射源(1)由真空低温黑体(1-1)和低温挡板(1-2)组成，真空低温黑体(1-1)的前端设置低温挡板(1-2)，所述真空低温黑体(1-1)的温度在150K～450K范围内可调；所述低温挡板(1-2)的工作温度小于100K，根据使用需要遮挡或不遮挡真空低温黑体(1-1)；真空低温黑体(1-1)的有效辐射面大于等于通光孔靶标(2-1)；低温挡板(1-2)辐射面大于真空低温黑体(1-1)的辐射面。

3.根据权利要求1所述的一种红外空间相机静态传递函数测试系统，其特征在于：所述真空低温环境模拟装置(5)为测试系统提供真空度小于1E-3Pa，热沉温度小于100K的真空低温工作环境。