卫星隐身技术研究进展及发展趋势

卫星隐身技术在空间攻防系统中占有独特的地位,与在地面装甲车辆、舰船、飞机上应用的隐身技术有一定的相似之处,但由于卫星研制条件以及所处的太空环境不同,卫星隐身技术的研究及应用更具有挑战性。基于卫星工程应用,归纳了卫星隐身需求、应用环境等,重点介绍了国际前沿隐身技术,包括雷达隐身手段、红外及可见光隐身手段,同时探讨卫星隐身的技术瓶颈及未来展望,促进隐身技术在卫星上的应用。     

红外脉冲强光辐射产生技术研究

定向红外脉冲强光辐射技术是定向红外对抗中的关键技术,主要用来破坏敌方精确制导武器或C4I系统的红外传感器。本文进行了三种产生技术的研究,即爆炸激励惰性气体,多丝电爆激励惰性气体和多点同步爆燃药物。在同步爆燃产生技术的研究中,当有效载荷弹药为0.2kg时,在距离源50m处得到三个波段(1～3、3～5、8～12μm)的辐射强度为(2.00～3.55)×l05W／Sr,脉冲半高宽为约20ms的强红外辐射脉冲。     

红外制导防空导弹落入概率评定研究

红外制导防空导弹飞行试验受用弹量的限制,仅能考核制导精度指标,对导弹落入概率、杀伤区边界条件以及引战配合效率等重要战术技术指标难以进行合理考核。给出了导弹制导精度、脱靶量和落入概率的内在含义,针对红外制导防空导弹攻击高低速目标的制导精度指标,采用弹道仿真与飞行试验相结合的方法,研究了导弹落入概率和制导精度的评定方法,用弹道仿真数据评估导弹落入以目标质心为中心的不同区域的概率。     

红外多光谱图像弹道目标检测算法

在红外多光谱图像中,弹道导弹尾焰拥有两大特征,一是由强烈红外辐射引起的灰度差异,二是独特的光谱特性。然而,传统的单波段检测技术只利用了尾焰强烈的辐射特性,而近些年发展起来的多光谱检测技术则只利用了尾焰独特的光谱特性。为了充分利用导弹尾焰的两大特征,将单波段检测技术和多光谱检测技术结合起来,提出三种检测算法,并从算法的检测效果、运算量和鲁棒性三方面详细分析它们的优缺点。采用人工合成的红外多光谱图像进行验证,实验结果表明,相比单独使用单波段或多光谱的检测算法,融合算法的检测性能更好。     

红外成像水面靶标的设计与实现

水面靶标为反舰武器海上飞行试验提供水面模拟舰船目标。介绍了红外成像靶的功能和技术指标,详细给出了舰船红外成像模拟实现的总体设计方案、硬件和软件实现方式。海上测试结果表明,这种靶标能够较好地实现舰船红外热像模拟,在海上试验的实际应用中取得了预期效果。     

基于区域实际大气的红外制导波段目标背景对比度变化特性数值计算

红外制导武器对目标的发现、识别和跟踪主要依据目标与背景的红外辐射特性及其对比特性,目标背景对比特性研究是红外制导武器研制过程中的必要环节。依据目标背景对比度定义,采用基于既定区域实际观测大气数据构建大气参数廓线并嵌入成熟、通用的大气辐射传输模型计算的方式,探讨了红外波段实际大气目标背景对比度变化特征,及其与标准大气下的目标背景对比度差异。结果表明,影响目标背景对比度的主要因素为大气透过率,实际大气目标背景对比度与标准大气的存在一定偏差,偏差与季节和波段均有关,可直接影响到红外波段实际应用中的目标识别能力。     

干扰及机动条件下的比例导引智能调控策略

由于红外诱饵干扰样式复杂、目标机动形式多变导致传统比例导引律极易被干扰。为提高采用比例导引方法的导弹性能,提出一种利用径向基函数网络调控比例系数及导弹发射时机的智能导引律。以飞行时间及脱靶量为参考,通过构建加权型指标函数将求解最优比例系数及发射时机问题转化为单目标优化问题;引入量子粒子群算法求解最优决策参量,并以其作为网络输出,干扰样式作为网络输入,离线训练径向基函数网络;为提高训练效率,结合K-means及K最近邻算法初始化径向基函数网络。仿真结果表明,当存在红外诱饵干扰时,智能导引律性能优于扩展比例导引律及自适应滑模导引律。     

红外隐身一维光子晶体结构反射特性的理论分析

利用传递矩阵方法,研究作为红外隐身材料的PbTe／Na3A1F6一维光子晶体结构在中远红外波段的反射特性。结果表明：PbTe／Na3AlF6复合光子晶体结构在3～5μm和8～14μm波段具有很高的反射率。这为装备在中远红外的隐身应用提供了有益的探索。     

红外成像型空空导弹目标自动识别技术

针对红外导弹和红外诱饵弹的对抗,构建了红外导引头图像探测器的透视投影几何模型.基于模型证明了飞机和目标在不同距离和相对飞行速度下,成像序列中相邻两帧图像间飞机目标的相似性,并且提出了适合导弹的目标快速识别算法,该算法是基于当前帧图像与前一帧图像的目标特征匹配的.最后以实测的飞机及诱饵红外图像数据对文中提出的算法进行了仿真,仿真结果表明了算法对目标识别是可行和有效的,并且能够满足较高实时性的要求.     

杂波环境下红外传感器滤波算法

基于定向概率数据关联滤波(DPDAF)算法,根据红外传感器对目标方位角与俯仰角分辨率不同的特性修正了似然函数,并利用等效观测噪声协方差阵修正滤波增益的思想,构造了一种旨在提高红外传感器跟踪性能的修正定向概率数据关联滤波算法.蒙特卡洛仿真结果表明,新算法对红外目标的跟踪具有比DPDAF更好的跟踪性能.