光电雷达红外调制检测技术

张洋, 王庆祥, 朱乐

张洋, 王庆祥, 朱乐. 光电雷达红外调制检测技术[J]. 应用光学, 2017, 38(3): 456-462. DOI: 10.5768/JAO201738.0303005
引用本文: 张洋, 王庆祥, 朱乐. 光电雷达红外调制检测技术[J]. 应用光学, 2017, 38(3): 456-462. DOI: 10.5768/JAO201738.0303005
Zhang Yang, Wang Qingxiang, Zhu Le. Infrared modulation detecting technology of electro-optic radar[J]. Journal of Applied Optics, 2017, 38(3): 456-462. DOI: 10.5768/JAO201738.0303005
Citation: Zhang Yang, Wang Qingxiang, Zhu Le. Infrared modulation detecting technology of electro-optic radar[J]. Journal of Applied Optics, 2017, 38(3): 456-462. DOI: 10.5768/JAO201738.0303005

光电雷达红外调制检测技术

基金项目: 军内科研项目资助
详细信息
    作者简介:

    张洋(1986-),男,山西昔阳人,硕士,工程师,主要从事光电探测技术研究。E-mail:y090501yang@163.com

  • 中图分类号: TN219

Infrared modulation detecting technology of electro-optic radar

  • 摘要: 因红外调制检测技术用于检测扫描积分型光电雷达调制器的工作性能,为此设计一套与调制器固有属性匹配的光学传递和激光准直系统。运用标准伺服控制理论为调制脉码信号建立Ⅲ型条件稳定的轴系扫描模型,通过截获、跟踪视场切换及驱动电压调幅,使模拟红外汇聚的激光扫描光束与3°×3°、40′×40′十字靶标重合,计量扫描视场及零位精度偏差,采集标定反射镜振动位置和扫描频率的过零脉冲,用以实现红外信号调制性能的检测。测试结果表明,该红外调制检测技术对调制器扫描视场的精度测量优于0.5′(1σ),零位误差的精度测量不大于5′(1σ),系统检测的相对误差不大于±1%,满足光电雷达红外光轴瞄准线工艺装配的精度要求,可应用于线列扫积型调制器的性能检测。
    Abstract: Infrared modulation detection technique is used to detect performance of scanning integral type electro-optical radar modulator. An optical transmission and laser collimation system are designed in this paper, which matches inherent properties of the modulator. Based on standard servo control theory, axis scanning model of Ⅲ system with stable condition is established for modulation of pulse code signal. Through FOV's switching of intercepting and tracking, and modulation of driving voltage amplitude, simulated infrared-converged laser scanning beam is coincided with 3°×3°, 40′×40′ cross target. Deviation of scanning FOV and zero position precision are metered, calibration mirror vibration position and scanning frequency zero-crossing pulse are collected in order to achieve infrared signal modulation performance detection. Results show that accuracy of infrared modulation detection technique is better than 0.5′(1σ), accuracy of zero error is less than 5′(1σ), and relative error of the system is less than ± 1%.It meets accuracy requirements of electro-optical radar in infrared optical axis assembly process, and can be applied to linear array scanning integral type modulator performance testing.
  • 图  1   调制器扫描方式

    Figure  1.   Scanning mode of modulator

    图  2   调制器在红外物镜组件工作原理示意图

    Figure  2.   Working schematic of modulator in infrared objective lens

    图  3   光雷光学系统结构示意图

    Figure  3.   Optical structure of electro-optical radar

    图  4   光学设备结构设计

    Figure  4.   Structural design of optical equipment

    图  5   调制器控制反馈框图

    Figure  5.   Control and feedback of modulator

    图  6   Ⅲ型控制系统框图

    Figure  6.   Control system of Ⅲ type

    图  7   控制系统参数分解模式

    Figure  7.   Control system parameter decomposition mode

    图  8   Ⅲ型积分环节调制脉码信号

    Figure  8.   Modulating pulse signal of Ⅲ type integral link

    图  9   总装测试图

    Figure  9.   Assembly test chart

    图  10   25 Hz双过零脉冲

    Figure  10.   25 Hz double zero-crossing pulse

    图  11   100 Hz双过零脉冲

    Figure  11.   100 Hz double zero-crossing pulse

    图  12   25 Hz及100 Hz过零脉冲脉宽

    Figure  12.   25 Hz and 100 Hz zero-crossing pulse width

    表  1   测试结果

    Table  1   Test results

    测试项 3°×3°截获场 40′×40′跟踪场
    激光理论偏转角度 1.5° 20′
    扫描反射镜理论振幅 0.75° 10′
    驱动工作电压 9~13 V 17~20 V
    扫描视场精度 优于0.5′(1σ) 优于0.2′(1σ)
    零位误差精度 不大于5′(1σ) 不大于5′(1σ)
    下载: 导出CSV
  • [1] 陈洁, 张若岚.应用于红外搜索跟踪和态势感知系统的全景成像技术[J].红外技术, 2016, 38(4):269-279. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hwjs201604001

    Chen Jie, Zhang Ruolan. Panoramic imaging technology applied in IRST and status awareness system[J]. Infrared Technology, 2016, 38(4):269-279. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hwjs201604001

    [2] 贾俊涛, 唐跃峰, 毛鑫, 等.红外全景扫描跟踪成像系统设计与实现[J].应用光学, 2013, 34(3):407-412. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/yygx201303005

    Jia Juntao, Tang Yuefeng, Mao Xin, et al. Design and implement of infrared panoramic scanning and tracking imaging system[J]. Journal of Applied Optics, 2013, 34(3):407-412. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/yygx201303005

    [3] 王卫华, 黄宗福, 何艳, 等.一种基于线阵扫描成像的红外搜索跟踪一体化系统设计[J].信号处理, 2010, 26(9):1312-1317. doi: 10.3969/j.issn.1003-0530.2010.09.006

    Wang Weihua, Huang Zongfu, He Yan, et al. An incorporate system design of infrared search and track based on line-array-can imaging[J]. Signal Processing, 2010, 26(9):1312-1317. doi: 10.3969/j.issn.1003-0530.2010.09.006

    [4] 范宏波.基于1152×6长波线列探测器的高性能红外搜索预警系统[J].红外技术, 2010, 32(1):20-24. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2010.01.005

    Fan Hongbo. A high performance IRST system based on 1152×6 LWIR detectors[J]. Infrared Technology, 2010, 32(1):20-24. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2010.01.005

    [5] 焦明印.采用480×6元长波红外探测器的搜索光学系统设计[J].应用光学, 2012, 33(6):1011-1013. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/yygx201206001

    Jiao Mingyin. Optical design of searching system using 480×6 LWIR detector[J]. Journal of Applied Optics, 2012, 33(6):1011-1013. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/yygx201206001

    [6] 罗军辉, 姬红兵, 王延光.全向红外搜索跟踪系统的设计与实现[J].红外与激光工程, 2007, 36(6):869-872. doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2007.06.026

    Luo Junhui, Ji Hongbing, Wang Yanguang. System design and realization of the all-direction IRST[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(6):869-872. doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2007.06.026

    [7] 安永泉, 禹健. 576×6长波红外探测器成像系统设计[J].激光与红外, 2009, 39(2):173-177. doi: 10.3969/j.issn.1001-5078.2009.02.015

    An Yongquan, YuJian. Infrared imaging system design for 576×6 linear detector[J].Laser & Infrared, 2009, 39(2):173-177. doi: 10.3969/j.issn.1001-5078.2009.02.015

    [8] 杨乐, 孙强, 王健.长波红外连续变焦光学系统设计[J].红外与激光工程, 2012, 41(4):999-1004. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-HWYJ201204030.htm

    Yang Le, Sun Qiang, Wang Jian. Design of long-wave infrared continuous zoom optical system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(4):999-1004. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-HWYJ201204030.htm

    [9] 骆守俊, 夏寅辉, 杨宁宁, 等.扫描型长波红外连续变焦光学系统[J].中国光学, 2015(1):107-113. doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2012.04.031

    Luo Shoujun, Xia Yinhui, Yang Ningning, et al. Long-wavelength infrared continuous zoom scanning optical system[J]. Chinese Optics, 2015(1):107-113. doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2012.04.031

    [10] 杨育周,张双垒,龚学艺,等. 基于面阵探测系统的扫描成像信息获取方式研究[J]. 红外技术,2014(6):479-484. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zggxyyygxwz201501013

    Yang Yuzhou, Zhang Shuanglei, Gong Xueyi, et al. Research of scanning imaging method with focal plane array[J]. Infrared Technology, 2014(6):479-484. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zggxyyygxwz201501013

  • 期刊类型引用(12)

    1. 张建付,王松林,杨崇民,李明伟,米高园,赵红军. 屏蔽电磁波和红外的激光滤光片研制. 光学技术. 2021(05): 561-564 . 百度学术
    2. 潘俊旭,谢洪波,马骏,陈悦,杨磊. 用于激光测距的小F数接收光学系统设计. 应用光学. 2020(01): 18-23 . 本站查看
    3. 田晶. 基于NUFFT的多光谱数据同步采集与处理系统设计. 激光技术. 2020(03): 353-357 . 百度学术
    4. 陈朋,严宪泽,韩洋洋,吴晨阳,昝昊. 基于PCA和BP神经网络的硝酸盐氮浓度检测方法. 应用光学. 2020(04): 761-768 . 本站查看
    5. 孙海峰. 基于DSPs的实时多光谱检测系统研究. 电子器件. 2019(01): 222-225 . 百度学术
    6. 马丹. 基于FPGA+DSP的高速多光谱复现系统研究. 激光杂志. 2019(11): 29-32 . 百度学术
    7. 孙颖馨. 基于FPGA红外成像光谱数据处理系统研究. 激光技术. 2019(06): 763-767 . 百度学术
    8. 孙颖馨. 一种用于增强拼接图像成像质量的数据处理系统. 现代电子技术. 2019(24): 88-91 . 百度学术
    9. 孙海峰,孙秀玲,张景波,李娟. 基于DSP的高速多光谱探测系统研究. 江西师范大学学报(自然科学版). 2018(02): 144-148 . 百度学术
    10. 张小燕. 基于DSP的多光谱数据处理系统设计与实现. 红外技术. 2018(06): 545-550 . 百度学术
    11. 李娟,孙秀玲,孙海峰. 基于DSP的多光谱快速校正及重建系统设计. 激光杂志. 2018(05): 41-44 . 百度学术
    12. 李娟,孙秀玲,孙海峰. 改进型Mertz法在多光谱数据重建中的应用. 中山大学学报(自然科学版). 2018(04): 104-109 . 百度学术

    其他类型引用(4)

图(12)  /  表(1)
计量
  • 文章访问数:  651
  • HTML全文浏览量:  371
  • PDF下载量:  79
  • 被引次数: 16
出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-27
  • 修回日期:  2016-12-04
  • 刊出日期:  2017-04-30

目录

    /

    返回文章
    返回