寬波段多目標仿真系統(tǒng)及關鍵技術研究.pdf

1、航天探測和導彈防御工程融合了眾多領域的前沿科技成果，是極具難度的系統(tǒng)工程，是科學技術與國防工業(yè)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。為提高導彈武器的抗干擾、目標識別、反隱身、惡劣環(huán)境生存等能力，目前紅外制導、復合制導及多模復合尋的制導方式成為研究重點。由于導彈武器外場測試成本高、信息反饋慢和整體效益低等原因，研究人員逐漸重視起仿真技術，開始在導彈設計和測試過程中利用仿真系統(tǒng)測試和鑒定導彈的性能。對現(xiàn)代戰(zhàn)爭和未來戰(zhàn)爭的研究表明，導彈針對的目標與所處的環(huán)境日趨多

2、樣和復雜，目標與環(huán)境仿真技術的發(fā)展方向是寬波段、多個目標、多種背景、高動態(tài)特性。因此具有寬波段、多目標、高動態(tài)特性的寬波段多目標仿真系統(tǒng)成為目標與環(huán)境仿真技術中的發(fā)展必然。但寬波段多目標仿真系統(tǒng)涉及的理論模型和設計方法研究不足限制了其應用和發(fā)展，因此研究寬波段多目標仿真系統(tǒng)及其關鍵技術，對半實物仿真系統(tǒng)性能提升具有十分重要的意義，對多模復合尋的制導技術發(fā)展具有積極的促進作用。
　　本文開展寬波段多目標仿真系統(tǒng)及其關鍵技術研究工作，

3、主要包括寬波段多目標復合技術的擴束理論模型研究、寬波段目標模擬器像差特性研究以及仿真系統(tǒng)穩(wěn)定性設計研究。本文的主要內(nèi)容包括以下幾方面。
　　寬波段多目標仿真系統(tǒng)總體設計研究。分析了仿真系統(tǒng)的工作原理、建立了系統(tǒng)總體光學結(jié)構(gòu)、確定了仿真系統(tǒng)的多目標復合方案、以及分析了仿真系統(tǒng)的關鍵技術。
　　寬波段多目標復合系統(tǒng)的擴束理論模型研究。建立了基于微坑鏡的應用于寬波段多目標復合系統(tǒng)的擴束理論模型：在近軸情況下，研究了多目標復合系統(tǒng)結(jié)

4、構(gòu)和微坑反射鏡的幾何關系，推導了多目標復合系統(tǒng)出瞳處的理想擴束寬度表達式；在離軸情況下，利用微坑反射鏡成像理論對理想擴束寬度表達式進行了修正，發(fā)現(xiàn)了臨界離軸距效應。定義了寬波段多目標復合系統(tǒng)的性能評價函數(shù)，建立了寬波段多目標復合系統(tǒng)的性能評估模型。
　　寬波段目標模擬器的像差特性研究。為降低大視場、大離軸距情況下，五階像差對寬波段反射式目標模擬器像差平衡產(chǎn)生的影響，開展了寬波段反射式目標模擬器的五階像差節(jié)點特性研究?；谑噶肯癫罾?/p>

5、論，利用光闌離軸矢量對寬波段反射式目標模擬器的五階像差項進行展開，推導出依賴于光闌離軸矢量的五階像差場節(jié)點特性方程，求解節(jié)點特性方程得到了原有五階像差場節(jié)點位置標準矢量的修正公式。
　　寬波段多目標仿真系統(tǒng)的穩(wěn)定性設計。推導了透射式目標模擬器的焦移公式，建立了透射式目標模擬器的焦面位置穩(wěn)定性設計方法。研究了大口徑反射鏡面型穩(wěn)定性設計方法，完成了多目標復合系統(tǒng)的光學成像質(zhì)量評估。確定了仿真系統(tǒng)自身輻射雜散光系數(shù)和關鍵光學元件制冷溫度

6、的關系，為仿真系統(tǒng)穩(wěn)定性設計提供指導。
　　寬波段多目標仿真系統(tǒng)的仿真與實驗驗證。建立了基于微坑鏡多目標復合系統(tǒng)的光學仿真模型，仿真結(jié)果證明了理想擴束寬度公式的正確性。在實驗室條件下，完成了基于微坑鏡多目標復合系統(tǒng)的實驗驗證，實驗結(jié)果證明了本文建立的應用于寬波段多目標復合系統(tǒng)的擴束理論模型的正確性。利用一套無熱化效果評估設備對透射式目標模擬器焦移公式的可信度進行驗證，實驗結(jié)果證明了焦移公式可用于透射式目標模擬器的焦面位置穩(wěn)定性設計