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1.1.1 光电系统的演变过程1

2.1.2 高斯光束的传播 31

目录1

1.1 现代光电系统的发展和地位1

第1章 概述1

1.1.2 现代光电系统的地位2

1.1.3 光电系统的分类及其构成3

1.1.4 一般光电系统的基本性能5

1.2 复合型智能化光电系统特点及其构成6

1.2.1 智能化光电系统的主要特点6

1.2.2 复合型智能光电系统的构成8

1.3 复合型光电系统的基本功能单元10

1.3.1 脉冲激光测距基本功能单元10

1.3.2 红外测量基本功能单元11

1.3.3 电视测量基本功能单元14

1.3.4 CCD光电成像检测单元构成16

1.4 光电探测基本功能单元17

1.4.1 直接探测单元17

1.4.2 光频外差探测功能单元21

1.5 数字信号处理（DSP）单元27

思考题与习题29

2.1 激光传光光学系统30

2.1.1 高斯光束的特性30

第2章 现代成像光学系统30

2.1.3 透镜高斯光束的变换光学系统33

2.1.4 高斯光束的聚焦和准直36

2.2.1 透射式红外成像物镜系统38

2.2.2 反射式红外成像物镜系统38

2.2 红外成像光学系统38

2.2.3 折反射组合式成像光学系统39

2.3 常用兵器成像光学系统40

2.3.1 双路交叉成像光学系统40

2.3.2 三轴一致前视成像光学系统40

2.3.3 交叉光路前视成像光学系统41

2.4 扫描、搜索捕获光学系统42

2.4.1 扫描方程式42

2.4.2 扫描光学系统43

2.4.3 扫描物镜——fθ物镜46

2.4.4 实用的空间扫描、搜索、捕获光学系统47

2.4.5 空间成像平台扫描与捕获光学系统50

2.5 阶跃型光纤光学系统53

2.5.1 阶跃型光纤的基本原理53

2.5.2 阶跃型光纤束的传光、传像特性56

2.6 其它光电成像光学系统61

2.6.1 红外夜视成像光学系统61

2.6.2 微光夜视仪器光学系统61

2.6.3 光电检测成像光学系统62

思考题与习题63

3.1.1 图像信息耦合概念64

第3章 光电图像耦合、调理和采集64

3.1 光电图像信息耦合64

3.1.2 图像耦合器的一般指标65

3.1.3 耦合器类型和特点65

3.1.4 直接耦合71

3.1.5 典型微光成像系统中的耦合技术72

3.1.6 耦合后的光增益73

3.2 光电信号调理形式77

3.2.1 光电信号调理形式77

3.2.2 光电信号偏置电路的设计79

3.3 光电信号的量化与采集84

3.3.1 光电信号的量化84

3.3.2 A/D转换器与微型机接口89

3.3.3 模拟量数据采集系统95

3.3.4 频率及开关量采集系统100

思考题与习题102

第4章 基本的脉冲激光测距系统103

4.1 概述103

4.1.1 激光测距基本原理103

4.1.2 激光测距的分类104

4.2 脉冲式激光测距系统105

4.2.1 脉冲式激光测距系统的基本组成方框图105

4.2.2 激光发射部分107

4.2.3 激光接收部分109

4.2.4 信息处理部分113

4.3 脉冲式激光测距系统测距能力估计116

4.4 脉冲式激光测距误差分析和测距精度118

4.4.1 脉冲激光测距误差源及其修正118

4.4.2 提高脉冲激光测距精度的主要途径120

4.5 脉冲式激光测距系统的虚警分析126

4.5.1 虚警产生的原因127

4.5.2 减少虚警的措施127

4.6 脉冲式激光测距系统的主要技术指标129

4.7 激光测距技术在空间激光通信系统中的应用130

思考题与习题132

第5章 现代激光雷达原理133

5.1 概述133

5.1.1 微波雷达与激光雷达133

5.1.2 激光雷达的发展过程简介134

5.1.3 激光雷达的类型及特点135

5.1.4 激光雷达最基本构成136

5.2 激光雷达发射系统138

5.2.1 理想光束质量138

5.2.2 非理想光束的质量评价141

5.2.3 激光准直与扫描142

5.2.4 发射激光的调制及其应用144

5.3 激光雷达接收系统146

5.3.1 外差探测146

5.3.2 接收孔直径148

5.3.3 接收解调系统149

5.4 激光雷达的目标150

5.4.1 目标激光横截面151

5.4.2 两类目标的激光横截面151

5.5 激光雷达性能153

5.5.1 信号功率的接收153

5.5.2 信噪比（SNR）155

5.5.3 探测概率155

5.6.1 激光雷达测量156

5.6　激光雷达应用156

5.6.2 激光雷达测量参数158

5.7 三维探测激光雷达简介161

5.8 固体激光合成孔径雷达161

5.8.1 合成孔径概念161

5.8.2 合成孔径光雷达对地面目标的成像163

5.8.3 航向信息的记录163

5.8.4 固体激光合成孔径雷达构成原理165

思考题与习题168

6.1 激光雷达的特点及发展170

6.1.1 光雷达的优、缺点170

第6章 典型的激光雷达及应用170

6.1.2 光雷达发展趋势171

6.2 激光雷达的应用类型171

6.2.1 用于对空间目标距离的测量空间及定位171

6.2.2 用于目标速度的测量173

6.2.3 用于对目标的跟踪173

6.2.4 用于对目标成像174

6.3 典型的激光雷达系统174

6.4.1 用于武器鉴定试验的激光雷达系统175

6.4 激光雷达的典型应用175

6.4.2 用于武器火控的激光雷达系统177

6.4.3 用于跟踪识别的激光雷达系统178

6.4.4 用于指挥引导的激光雷达系统179

6.4.5 用于大气测量的激光雷达系统181

6.4.6 用于化学毒剂侦测的激光雷达系统181

6.4.7 用于气象观测的激光雷达系统182

6.4.8 用于侦破预警的激光雷达系统182

6.5 激光雷达在空间交会对接中的应用185

6.5.1 概述185

6.5.3 光波波长的选取186

6.5.2 光源的选择186

6.5.5 对半导体激光器输出光束的处理187

6.5.4 半导体激光器发射功率的计算（直接探测方式）187

6.5.6 典型RVD激光雷达敏感器的分析［21］191

6.6 光学相控阵雷达系统201

6.6.1 光学相控阵的概念和发展201

6.6.2 相控阵雷达中的主要器件204

6.6.3 OCPAR系统中的空间光调制器（SLM）206

6.6.4 光学相控阵雷达系统及其应用211

思考题与习题213

7.1.1 光电扫描成像系统的类型214

第7章 光电成像系统214

7.1 概述214

7.1.2 光电成像系统的基本技术参数215

7.2 扫描成像系统原理216

7.2.1 瞬时视场、景物和扫描概念216

7.2.2 光机扫描成像系统结构217

7.2.3 光机扫描系统分类［16］218

7.3 光电成像系统的信号处理220

7.3.1 扫描信号的处理方法220

7.3.2 多路转换信号的处理223

7.3.3 成像与电视兼容显示的处理225

7.3.4 光电系统成像的对比灵敏度227

7.4 几类典型的成像系统229

7.4.1 合成孔径扫描成像系统229

7.4.2 机载或星载平台的光电行扫描成像系统230

7.4.3 高空星载平台凝视成像系统231

7.5 扫描信号的提取231

7.5.1 扫描轨迹231

7.5.2 探测器上目标信号的形式232

7.5.3 观察视场与基准信号233

7.5.4 方位信息的提取234

7.5.5 有限脉冲串信号的准匹配滤波器235

7.6 扫描成像系统的性能236

7.6.1 串联扫描的性能236

7.6.2 并联扫描的性能239

7.6.3 串联扫描与并联扫描的比较239

7.7 凝视型热成像系统240

7.7.1 凝视成像的基本概念240

7.7.2 扫描成像和凝视成像的区别241

7.7.4 凝视成像系统实例242

7.7.3 焦平面列阵凝视成像探测器件242

7.8.1 噪声等效温差（NETD）243

7.8 光电扫描成像系统的综合量度243

7.8.2 NETD与系统性能参数的关系248

7.8.3 非成帧方式的行扫描器的NETD248

7.8.4 NETD的局限性249

7.8.5 热释电摄像器件的NETD249

思考题与习题250

8.1 概述251

8.1.1 跟踪概念及其系统的类型251

第8章 多目标光电成像跟踪系统251

8.1.2 对成像跟踪系统的一般要求253

8.1.3 光电成像跟踪系统的基本技术参数257

8.1.4 各种视场的定义及其关系258

8.1.5 成像跟踪系统的几个重要指标259

8.2 多传感器、多目标成像的跟踪方式262

8.2.1 整机跟踪和扫描元件跟踪方式262

8.2.2 多目标的选择跟踪方式263

8.3 跟踪角差器的结构及其特性分析266

8.4.1 成像跟踪器的分类与分析267

8.4 成像跟踪器及其工作原理267

8.4.2 波门跟踪原理269

8.4.3 相关跟踪274

8.4.4 实时图像符号匹配282

8.5 典型的多目标光电成像跟踪系统285

8.5.1 实时多目标成像跟踪系统285

8.5.2 模块化实时成像跟踪系统286

8.5.3 激光发射自（适应）动态跟瞄系统290

8.5.4 典型的红外搜索／侦察／跟踪系统293

思考题与习题296

9.1.1 CCD成像器件与成像测量系统297

第9章 CCD成像测量系统297

9.1 概述297

9.1.2 CCD成像跟踪测量的涵义及分类298

9.2 CCD图像的获取298

9.2.1 CCD摄像机——CCD图像获取之一298

9.2.2 带CCD的数码相机—CCD图像获得之二302

9.3 CCD成像系统用于一般性测量304

9.3.1 CCD图像测量系统的组成304

9.3.2 CCD成像测量的基本原理305

9.3.3 CCD成像系统的光学特性306

9.3.4 光学系统参数的实际选择308

9.3.5 系统参数的标定方法309

9.4 CCD成像系统用于空间动态多目标的测量310

9.4.1 典型的空间动目标CCD跟踪测量系统组成310

9.4.2 系统的主要技术指标及分析311

9.5 系统视频信号的处理312

9.5.1 摄像机集成视频信号的处理312

9.5.2 CCD视频信号的采样与保持313

9.5.3 目标特征信号的检测314

9.6.2 投影法提取脱靶量320

9.6 跟踪测量脱靶量的提取320

9.6.1 提取脱靶量的意义及方法320

9.6.3 系统其它部分介绍321

9.7 CCD电视跟踪算法323

9.7.1 对电视角差器的分析323

9.7.2 电视自动跟踪分析与补偿324

9.7.3 跟踪方式325

9.7.4 跟踪程序流程327

9.8.1 CCD探测器光电响应不均匀性330

9.8 CCD用于测量中存在的问题及解决办法330

9.8.2 CCD探测器光电响应非线性331

9.8.3 摄像机的制式转换332

9.8.4 摄像机的自动增益控制（AGC）333

9.8.5 摄像机的γ校正333

9.8.6 积分法可提高信噪比334

9.8.7 CCD摄像机直接用于大视场测角问题的解决335

9.8.8 图像处理中常见问题的处理337

9.9 CCD测量系统的发展338

9.9.1 CCD测量的发展方向338

9.9.2 主动三维传感的基本原理339

9.9.3 同步激光扫描的CCD三维面形测量系统340

思考题与习题342

第10章 动态多目标自动跟踪系统343

10.1 概述343

10.1.1 多目标跟踪测量的基本思想343

10.1.2 多目标跟踪测量信息的融合处理344

10.1.3 多目标光电跟踪测量系统的软件345

10.1.4 多目标跟踪测量系统的特点349

10.2.1 典型CCD空间多目标的实时跟踪测量系统350

10.2 典型光电多目标跟踪测量系统介绍350

10.2.2 CCD空间多目标的实时跟踪测量系统352

10.2.3 大视场实时多目标全自动CCD跟踪／侦察系统353

10.3 实时多目标成像跟踪系统关键技术354

10.3.1 多目标成像捕获／跟踪的控制354

10.3.2 多目标成像捕获／跟踪视场要求355

10.3.3 CCD拼接技术355

10.3.4 系统工作状态控制356

10.4.2 CCD帧频控制359

10.4.1 CCD驱动控制359

10.4 系统的多控制方式359

10.4.3 曝光、调光的控制360

10.4.4 摄像视场“波门”的控制360

10.4.5 多片CCD图像数据压缩控制361

10.4.6 视频制式转换器的构成361

10.5 自动调焦、调光技术362

10.5.1 自动调焦技术362

10.5.2 自动调光技术367

10.6.2 质心计算机的构成、任务和数学模型368

10.6.1 对CCD探测信号的预处理368

10.6 多目标跟踪测量信号的处理368

10.6.3 “波门”跟踪技术370

10.7 动态多目标的数字图像信号处理技术373

10.7.1 识别前的区处理373

10.7.2 动态多目标智能型自适应数字“波门”识别375

10.7.3 多“波门”系统的捕获与跟踪377

10.7.4 用“波门”实现选择目标跟踪379

10.8 电视跟踪测量系统作用距离的工程估算举例379

思考题与习题380

第11章 综合光电制导系统382

11.1 精确制导武器及其制导规律382

11.1.1 制导与精确制导武器382

11.1.2 武器制导规律382

11.1.3 光电制导系统的任务和组成原理384

11.1.4 制导系统的类型386

11.2 激光制导系统392

11.2.1 激光半主动寻的制导系统构成392

11.2.2 激光制导的导引头393

11.3.1 用于制导的寻的器398

11.3 典型的导弹激光寻的制导系统398

11.3.2 典型的激光目标指示器399

11.4 驾束指示制导系统403

11.4.1 驾束指示制导概念403

11.4.2 带信标的激光驾束系统404

11.4.3 激光驾束制导优缺点405

11.4.4 几个典型的激光视线指令制导系统406

11.5.1 红外成像制导系统的特点408

11.5.2 红外成像制导系统的组成408

11.5 红外成像制导系统408

11.5.3 红外成像制导系统的探测灵敏度409

11.6 典型的复合制导系统414

11.6.1 “阿达茨”制导系统414

11.6.2 光纤制导系统416

11.7 现代制导系统发展的两大趋向417

11.7.1 制导技术与系统的转型417

11.7.2 向复合寻的制导方向发展419

11.7.3 向智能化成像寻的制导系统发展422

思考题与习题425

主要参考资料426