光电雷达以其不易受电子干扰、被动探测、隐蔽性好、定位精度高、探测隐身目标能力强等优点已经成为战场态势感知的主要装备之一；但光电雷达受自身探测机理限制, 存在探测信息维度不全、搜索周期长、数据更新率低、容易受云干扰等问题。针对光电雷达的工作原理, 分析其探测目标的特点, 介绍目前主流的机动目标跟踪运动模型、传统的基于数据关联的多目标跟踪技术、基于随机有限集的多目标跟踪技术以及基于深度学习的多目标跟踪技术, 然后对多目标跟踪技术的未来发展做了展望。
光电雷达 多目标跟踪 数据关联 随机有限集 深度学习 IRST multi-target tracking track association random finite set deep learning
1 西京学院信息工程学院，陕西西安 710123
2 空军工程大学防空反导学院，陕西西安 710046
为了有效地估算先进红外传感器对隐身飞机的作用距离，以 F-22与 F-35进行对抗性仿真为想定，计算了 F-22在长波和中波波段的红外辐射强度，拟合了典型条件下大气透过率的经验公式，推测了 F-35机载 IRST和 AIM-9X红外导引头的特征参数，利用逐步逼近法，计算了 F-35机载 IRST和 AIM-9X导弹导引头对 F-22的作用距离。计算结果表明，F-22具有较强的红外隐身能力，可使 F-35的 IRST对其迎头作用距离不大于 62 km，但是 F-22在近距作战中，仍将受到红外格斗弹的较大威胁。鉴于 F-22的红外辐射随红外传感器探测角度的变化而敏感性高的特点，建议飞机编队进行红外反隐身探测时，采用稀疏编队方式，以提高探测概率。
隐身飞机 作用距离 红外格斗弹 stealth aircraft, operating range, infrared search IRST F-22 F-35
1 西安航空学院能源与建筑学院, 西安 710077
2 西安应用光学研究所, 西安 710065
针对机载IRST系统具有大视场、高空间分辨率、高扫描速度的3项技术指标特点, 设计了一种单元化结构的新型IRST仿真测试平台, 解决了传统仿真系统无法同时满足该3项技术指标要求的难题。仿真测试平台由仿真中心、激励器、仿真器和显控终端共4个单元构成, 具有5种工作方式。激励器采用基于时间序列的面阵场景发生方法, 将大视场、高分辨率的仿真场景分割成序列化小视场、标准分辨率的面阵场景; 采用光纤网络将面阵场景的视频信号和时序信息同时发送到仿真器, 仿真器根据工作方式采用不同的处理方法对视频信号进行处理。测试结果表明, 仿真测试平台能够仿真真实机载IRST系统的综合性能、工作方式和接口方式, 现已经应用于航电任务软件的联试和航电系统的性能测试。
红外搜索跟踪 仿真测试平台 激励器 仿真器 信息交联 测试验证 IRST simulation testing platform actuator emulator communication cross linking test validation
1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
2 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
红外探测距离作为红外搜索跟踪系统(IRST)的重要技术指标, 如何便捷地对红外探测距离进行精确测试成为影响红外搜索跟踪系统(IRST)研制的关键环节。分析了现有的红外探测距离测试的外场试飞存在的优缺点, 提出了红外探测距离的缩比探测方法。该方法利用缩比探测的原理, 引入真实大气路径和真实场景, 通过精确控制模拟辐射源的辐射能量来实现红外搜索跟踪系统(IRST)红外探测距离测量, 针对近地面大气透过率复杂多变的特点, 引入了大气透过率校正因子对近地面大气透过率进行校正, 经过A, B两型红外搜索跟踪系统(IRST)的试验验证, 测得的红外探测距离与真实试飞数据最大误差为12%, 且相对于外场试飞, 极大地缩短了研制周期, 降低了研制费用。
红外搜索跟踪系统 红外探测距离 缩比探测 大气透过率 比例校正 IRST infrared detection range contraction detection atmospheric transmittance proportional correction
1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳471000
2 中国人民解放军装甲兵学院，安徽蚌埠233050
长波红外探测器是机载红外搜索跟踪系统（IRST）的核心传感器，其成像质量的优劣直接决定了IRST的目标检出等关键技术指标，最终影响IRST的红外探测距离。设计了一套长波标准成像镜头，焦距150 mm，系统总长210 mm，调制传递函数达到衍射极限，畸变小于2%，在红外探测器筛选或验收过程中能够准确定量地评价其成像质量。
红外搜索跟踪系统 成像镜头 成像质量 IRST system imaging lens imaging quality
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
光电瞄准系统（EOTS）将前视红外和红外搜索跟踪进行了综合, 进而可以获得高分辨率图像, 实现自动跟踪、红外搜索跟踪、激光指示、激光测距和激光点跟踪。本文针对美国研制的EOTS的工作原理展开分析和研究, 概述了EOTS的概念和技术特点, 显示了其作为新一代机载光电瞄准系统的先进性。对EOTS多功能系统、光学元件、红外搜索跟踪、维护和研制规划进行了介绍, 着重分析了EOTS的自动视轴校准系统, 主要包括自动视轴校准系统的工作原理和工作步骤。最后, 本文对EOTS系统的性能进行了总结。
F-35闪电II型 光电瞄准系统 前视红外 红外搜索跟踪 F-35 Lighting II EOTS FLIR IRST
空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038
针对当前红外搜索跟踪系统的测试设备存在测试项目单一的问题, 结合作用距离测试原理及动态靶标的研制思路, 设计了一种兼顾测试作用距离及跟踪精度的测试设备。为获得良好的远距离点目标动态模拟效果, 采用控温黑体与渐变式衰减片组合的方式模拟远距离目标, 使用双反射镜旋臂系统模拟目标运动过程, 并对测试设备控制系统进行了规划。在对测试系统各部分测试精度进行分析的基础上, 对由旋臂转动造成的误差使用有限元分析软件进行重点分析, 在旋臂转速为6 rad/s时, 跟踪测试精度误差为0.004 mrad, 可以满足测试精度要求。该设计为红外搜索跟踪系统测试设备的研制及改进提供了可行的方法及理论基础。
红外搜索跟踪系统 测试设备 作用距离 跟踪精度 误差分析 IRST test equipment operating range tracking accuracy error analysis 红外与激光工程
2017, 46(5): 0504003
1 海军驻锦州地区军事代表室, 辽宁 锦州 121000
2 中国电子科技集团公司光电研究院, 天津 300308
首先指出了红外搜索与跟踪(IRST)系统的优势和在**应用中的重要性, 介绍了红外搜索跟踪系统的发展历程, 对比了多种IRST系统的性能及其特点, 分析了IRST系统的关键技术并对系统的发展趋势进行了展望。
IRST系统 红外探测器 图像处理 infrared search and track (IRST) system infrared detector image processing
1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳471000
2 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳471000
3 中国人民解放军驻六一三所军事代表室，河南 洛阳471000
双机IRST系统协同搜索是一种重要的无源探测手段。分析了双机IRST协同搜索关键问题，建立了自主引导搜索的数学模型，通过长机IRST系统探测到目标的角度信息，并利用IRST系统的探测距离范围限制计算目标在僚机机体系中的角度范围，据此引导僚机IRST系统对目标存在区域进行搜索。对于僚机搜索范围提出顺序搜索和中心搜索两种搜索策略，仿真结果表明了引导搜索的有效性，中心搜索比顺序搜索效率更高，所需时间更短。其中,根据中心搜索策略提出的两种一次搜索方案的仿真结果验证了成功引导搜索的性质，对研究双机IRST自主引导搜索系统配置具有一定的参考价值。
IRST系统 协同搜索 自主引导 IRST system cooperative search autonomous guiding
