凝视型红外搜索跟踪系统对飞行器作用距离的分析

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1、凝视型红外搜索跟踪系统对飞行器作用距离的分析凝视型红外搜索跟踪系统对高速飞机作用距离的分析2905101022郑伟健摘要红外热成像系统作用距离的估算，对于提高红外系统设计水平、降低成本、缩短研制和生产周期都有非常重要的作用。但是作用距离受很多因素的影响，如：目标特性、大气传输、热成像系统参数等，这使得对于红外热成像系统作用距离的估算的难度大大增加，所以热成像系统作用距离的估算问题是国内外学者的重要研究方向。本学位论文分析了高速飞机不同部分在不同温度下的红外辐射特征，同时也考虑了天空背景的辐射特性。将水蒸气含量、二氧化碳路程长度与大气窗口

2、透过率数据进行拟合得到其关系表达式。结合用等效海平面法得到的水蒸气等效海平面量和二氧化碳等效海平面路径长度，得出不同传输距离下3~5μm和8~13μm两个大气窗口的吸收、散射和总透过率，并通过计算进行分析说明。关键词：红外成像，红外辐射，作用距离，最小可分辨温差，大气衰减。AbstractEstimatingtherangeofinfraredimagingsystemisverygoodforraisingsystemdesigninglevel,reducingcost,curtailingperiodofdevelopmentan

3、dproduction.Buttherearemanyfactorsaffecttherange,suchas:thecharacteristicsoftarget,transmissioninatmosphere,parametersofimagingsystemandsoon.Sotheestimationoftherangeofinfraredimagingsystemwillbegreatlydifficult.Thisdissertationhasanalyzedaircraftinfraredcharacteristicss

4、uchastemperatureandspectrum.Alsohasconsideredtheradiationpropertyofskyasthebackground.Wegetanexpressionbetweentransmissionrateandwatervaporcontentanddistanceofatmosphericcarbondioxide,afterfittingthedata.Accordingtothemethodofequivalentsealevel,wecangetequivalentwatervap

5、orcontentandequivalentdistanceofatmosphericcarbondioxide.Thenwesumupoutthelawofabsorptive,dispersiveandtotaltransmissionratewithdifferentdistanceintwoatmospherewindow3~5μmand8~13μm,andanalyzeitthroughcalculating,.Keyword:infraredimaging,infraredradiation,operatingrange,M

6、RTD,atmosphericattenuation1.1红外热成像的简介通过温差摄取景物图像的红外系统称为红外热成像系统。目标的热图像不是人眼所能看到的目标可见光图像，而是目标表面温度分布图像，换一句话说红外热成像使人眼不能直接看到的目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像[2]。所谓红外成像，是一种实时扫描技术，它将景物表面温度的空间分布情况变成按时序排列的电信号，并以可见光的形式显示出来，或将其数字化储存在存储器中，为数字机提供输入，用数字信号处理方法来分析这种图像。1.2飞行器的红外辐射简介军事目标按其

7、所处位置可分为三类：空中目标、地面目标和海上目标。空中目标有各种飞机、导弹和其它飞行器。飞行器目标的特点是速度快、体积小、温度高，能产生较大的辐射功率，且背景单一，背景温度也低。在研究飞行器探测之前，首先应对飞行器的辐射特性进行研究，也就是说研究其辐射特性的形成机理、确定其光谱范围及峰值波长、描绘其光谱特性曲线。只有这样才能选取特定波段，才能使用相关技术对该空中目标进行探测和识别。随着科技发展，对飞行器的光散射与辐射特性，尤其是对飞行器的探测、跟踪与识别等技术的研究显得十分重要2高速飞机红外辐射特性分析飞机红外辐射特性的研究可以从实际飞

8、行试验测量和理论分析计算两个方面进行。早在上个世纪60年代,我国就开始了对有翼飞机(歼击机、轰炸机和运输机)红外辐射特性进行测试,但是飞行试验测量耗资巨大,工作繁琐。理论分析计算和实际飞行试验相比,所需经费