红外仿真技术可以在实验室产生红外成像系统测试所需要的红外模拟场景,能够有效地测试红外成像系统的性能,具有高效、方便、低耗、可重复性等优点,目前已成为国内外研究的热点。本文分析比较了目前主流的几种红外仿真技术,针对红外成像系统高空间分辨率、高帧频等应用需求,开展了基于数字微镜器件(DMD)的红外场景仿真系统的研究。DMD是一种MEMS器件,主要用于调制入射光线,反射图像信息,具有高分辨率、高帧频、高稳定性等特点,本文深入研究了DMD的工作原理和工作方式,分析了几种常用的灰度调制方法,针对系统设计指标中红外仿真系统投影10~12bit灰度图像时帧频达到100Hz以上的关键要求,提出3种实现方案,改进型PWM调制方案,积分同步PWM调制方案和DMD微镜拼接调制方案。前两种方案可以实现10~12bit灰度图像下最大120Hz的显示,后者根据图像源的分辨率可以灵活设计拼接方式和调制方法,虽然牺牲了空间分辨率,但是可以将灰度图像位数提高两位。本文的系统主要包括光学系统、图像处理软件、DMD控制部分,其中DMD控制是系统设计的重点。DMD控制采用Discovery 4100开发平台,分析了该平台下DMD工作的数据写入、数据清除、复位操作等控制时序,完成对DMD驱动电子学模块的开发。最后搭建红外仿真系统原理样机,通过红外热像仪对其进行观测,可以采集到清晰稳定的红外灰度图像。最后根据系统设计指标分析测试结果,验证系统设计的性能。