INFRAMET MS 系统准直仪（CDT）技术解析

INFRAMET MS 系统准直仪（CDT）技术解析

MS 系列的光学部分以 CDT 离轴反射准直仪为主。焦平面上的测试靶经它一投，就到了“无穷远"；整套系统能测多大的设备、能覆盖多高的空间频率，说到底都卡在这台准直仪上。它也是选型时容易踩坑的一环：参数看着多，真正起决定作用的并不多。内容依据 INFRAMET MS 数据表 V7.3 整理。

一、准直仪在 MS 系统里承担什么

准直仪在 MS 里干两件事：立成像基准，当光轴校准的参照。立基准靠的是把焦平面上的测试靶变成平行光投出去，成像仪对焦无穷远时才能得到清晰的靶板像；换成 4 杆靶、刀口靶或点叉靶，测的就是不同项目。

光轴校准这一头，靠的是贴在焦平面的激光感应卡。它把激光的 SWIR 光转成可见光或热辐射，光斑才看得见，成像仪与激光之间的夹角才有得算。

结构上用的是离轴反射，不带色差，一套镜子就能覆盖 MWIR/LWIR、VIS-NIR 和 SWIR 三个波段。

二、准直仪代码怎么读

代码分成口径、焦距、靶径、靶位数四段，字母 CDT 表示准直仪，装成整机后换成 MS。拿 CDT30200-44-12 来说，就是口径 30 cm、焦距 200 cm、靶径 44 mm、12 靶位。别小看这一串数字，它一次带出九项信息。

三、口径：决定能测多大的被测系统

口径说的是准直仪能同时罩住的范围。被测系统所有成像/激光传感器的光学口径，都得落在这个圆里。被测系统这一头，小到约 120 mm 的无人机传感器，大到约 600 mm 的大型云台，两臂式转台系统还能做到约 1000 mm。不过口径给多大不由人，它被所选准直仪的口径定死；市面上口径超过 600 mm 的准直仪基本没有，1000 mm 这一档得靠扩展块补。

口径每上一档，价格涨得不含糊。真碰上跨度特别大的两臂系统，先用常规口径准直仪配扩展块把光轴校准做掉就行（见第八节）。

四、焦距、视场与 F 数

焦距管两件事：把靶板的线尺寸换算成角尺寸和空间频率，另外也大致决定了镜筒有多长。

视场上，准直仪的 FOV 主要由次级平面镜的口径决定，出厂资料里很少标。用户真正要盯的是“有效 FOV"，也就是焦面旋转轮上能放进多大的靶平面。这个数还会反过来决定黑体和光源要做多大。辐射源不够大，视场就填不满。

F 数反映的是视场内图像质量的均匀程度。离轴抛物面准直仪在中心接近理想，靶一偏离中心，成像质量就往下掉，F 数越低掉得越快。所以要用偏心的分辨率靶，F 数最好在 8 以上。

这里有个绕不开的取舍：想让整个视场都保持高质量，视场就得压到 2° 以内；真要更大的视场，原厂也能做低 F 数的定制准直仪，代价是全视场图像质量下降。

五、靶径、靶位数与靶板频率

靶径决定了你能投多大的靶板。靶位数则是旋转轮里装得下几块靶板，靶位多，需要大量靶板的扩展测试就快。图案本身小的话，还能用多图案靶板把图案数量再堆上去。

表里“4 杆靶最小频率"是给热像仪用的（对 VIS-NIR、SWIR 成像仪也近似适用），“USAF1951 最小频率"是给可见光相机用的。这两个数说的是同一件事：能塞进准直仪视场那个角圆里、条纹最粗的一档。

两者的关系是：被测成像仪的奈奎斯特频率，至少要达到 4 杆靶最小频率的两倍。靶板的最小频率，因此划出了可测成像仪奈奎斯特频率的下限。

选型时还有一条好用的规则：同口径、不同视场的两个型号摆在一起，要测低奈奎斯特频率的成像仪，就挑视场小的那个，它的旋转轮靶位更多。

六、镜面等级：HR / UR / XR

准直仪能测到多高的空间频率，取决于镜面等级。原厂按镜面制造精度分了三档，也给出了各档对应的奈奎斯特频率区间。

这几个字母不光是镜面精度，也标着准直仪的装调等级。镜子做得再好，装调不到位照样出不了好像。

单位也别忽略：这里的 lp/mrad 是成像仪在像方的角频率，跟 lp/mm 那种像元层面的奈奎斯特频率不是一回事。

被测成像仪的奈奎斯特频率跨度很宽，短程的约 0.5 lp/mrad，空间成像仪能到约 500 lp/mrad。给短程、中程成像仪配高等级镜面没有实际收益，只是把成本推上去；反过来，测窄视场的空间成像仪，XR 是必须的。

七、高功率激光的应对

测高功率激光（远距离测距机、指示器）时，激光会在焦平面附近汇聚，能量密度很高，足以损伤次级平面镜和焦面处的测量件。

原厂的办法是把次级镜做成可切换的，让准直仪有两个焦面：操作者就算忘了放衰减器，次级镜也不容易被击伤。这种改进只做在部分型号上，样本 Table 1 末列的 ● 就是标记。

该不该上双焦面，原厂给了一条线：被测激光测距机（LRF）的能量密度达到或超过 0.4 J/cm² 就建议用（这条线只针对 LRF）。

八、几项可扩展配置

可变靶距。把常规的 MRW 电动旋转目标轮换成 FRW 对焦轮，靶板就能沿光轴前后挪约 20 mm，模拟出有限距离。能模拟多近，看焦距：100 cm 的准直仪约 50 m，600 cm 的能到约 1800 m。焦距较长（100 cm 以上）的成像仪要验证对焦机构，这项配置比较管用。

用之前得知道它的三条限制：一，改不了被测激光测距机感知到的目标距离；二，焦距较短的短程、中程成像仪，会把最小模拟距离也当成近似无穷远；三，激光与成像仪的光轴校准仍要在模拟无穷远处做，哪怕这套系统实际只工作在 1 km 左右。真正需要可变靶距的，其实是远程和超远程成像仪。

CEB 扩展块本质上是一段红外潜望结构，用来把准直仪的视在口径做大。共三款：CEB200、CEB400、CEB600，分别增大 200 / 400 / 600 mm，前提是基础准直仪口径不小于 350 mm。它同样有三条限制：只能单向扩展，通常是水平方向；光轴校准精度约 0.2 mrad，不如单台大口径准直仪；只用于光轴校准，MRTD、MTF、MRC 这类成像参数测不了。

IL 准直仪照明器打一束可见光到被测系统上，一眼就能看出它的光学口径是不是都落在准直仪范围内。角台是给箱体式、双目便携式这类需要外部调角的被测系统准备的。AT 防振台平时不显眼，但测高奈奎斯特频率成像仪（约 50 lp/mrad 以上）时很关键。

九、选型次序

真到选型，大致三步：先算被测成像仪的奈奎斯特频率，定镜面等级；再按被测系统的光学口径，定准直仪口径；然后按需要的靶板数量和视场，在型号表里挑具体型号。三步都走不下来时，把被测对象清单丢给原厂，让他们出配置更省事。

上海明策光电技术有限公司

免责说明：本文基于 INFRAMET MS 数据表 V7.3 整理，所有参数仅供选型参考；最终配置、指标以 INFRAMET 原厂正式样本及配置报价单为准。