红外动态目标模拟器（一）—从技术指标到仿真系统应用

红外动态目标模拟器是可以模拟红外场景及红外目标的光学设备，其在产品半实物仿真领域已得到广泛应用。但由于这类设备并非标准化产品，如何选择一款既符合自身需求、又具备良好性能的红外目标模拟器，成为许多从业者面临的难题。本文将从技术指标、运行流程到系统集成与应用场景进行分析，帮助读者全面理解红外目标模拟器的特性与实际应用。

在了解系统运行方式之前，有必要先掌握红外目标模拟器的主要性能指标，这有助于理解后续流程中各环节的实际作用。这些指标可分为两大类：

●模拟指标：温度范围、分辨率、像素尺寸、灰度等级、波段范围、图像均匀性、温度控制精度、温度稳定性、对比度、帧频和信号同步触发时间。

●光学指标：视场、出瞳位置、出瞳口径、MTF和畸变。

红外目标模拟器的具体工作流程如下：

●图像生成：图像生成计算机通过红外场景仿真软件生成仿真图像，并将数据传输至数字微镜器件（DMD）

●图像调制：红外目标模拟器内部的高均匀性黑体光源。提供稳定的红外辐射，DMD通过脉宽调制（PWM）方式控制每个微镜的开关时间，实现不同灰度等级的红外图像生成，从而精确再现仿真场景的辐射强度分布。

●图像投影：DMD生成图像经过投影光学系统后形成平行光束，投影系统的出瞳口径和出瞳距离经过设计，与导引头或吊舱的入瞳实现光学匹配。待测设备通过该出瞳采集红外图像，从而在实验室环境下完成对目标场景的仿真成像。

●帧同步：为保证图像稳定，避免闪烁或抖动，需要通过同步电路使DMD显示的图像与红外探测器的采集帧在时间上完全对齐。

导引头或吊舱在系统中的运动状态极为复杂。评估其性能不仅需要捕捉静态图像，更关键的是考察成像系统在运动状态下的响应能力。然而，单一的红外目标模拟器通常只能生成相对静止的红外图像。因此，红外目标模拟器通常作为红外仿真测试系统的一部分，与运动控制和其他测试装置协同工作，以实现对动态目标的真实模拟。

在实际系统中：

●导引头/吊舱：安装在五轴转台的内三轴上，用于实现复杂的姿态调整和运动控制。

●红外目标模拟器布置在外两轴，在生成目标图像的同时，根据试验需求进行运动，并结合大气条件、传输距离等因素调整辐射强度，为导引头或吊舱提供输入信号。

●主控系统：由仿真计算机、数据接口和仿真软件组成，用于实现红外目标模拟器、五轴转台和导引头等子系统的统一控制与协调。

●实时通信网络：由以太网交换机和反射内存卡组成，提供高速、超低延迟的数据传输，实现各子系统的实时数据交互。反射内存卡用于高速共享数据，保证DMD、转台、导引头等的帧同步和实时性。

本文对红外目标模拟器的技术指标、运行流程和系统应用进行了梳理。对于从事红外成像、制导与探测系统研发的工程师而言，深入理解其运行机制，有助于更准确地把握实际需求。后续我们将继续对关键技术指标进行详细解析，帮助读者在实际工程应用中做出更科学、更高效的判断。

更多信息请联系西安立鼎光电

www.leadingoe.com

西安立鼎光电科技有限公司成立于2016年4月，是一家专业从事短波红外成像系统及光电测试装备的研发生产、系统集成、销售服务为一体的国家级高新技术企业。公司专注于为客户提供从器部组件到全套光电系统产品的完整解决方案。近年来，公司研制的短波红外成像系统在激光光斑检测、半导体检测、激光通信、光谱成像、激光切割、生物医疗、天文观测、安防等领域得到了广泛的应用。多年来，根据用户需求研制的多款光电测试装备为用户产品的性能指标保证发挥了重要作用。

扫码关注

西安立鼎光电科技有限公司

Xi'an Leading Optoelectronic Technology Co.,Ltd

电话：029-81870090

传真：029-81140394

地址：西安市高新区毕原三路与上林苑九路东南角亿恒泰来科技产业园2号楼304