隐身材料红外光谱特性评价方法改

《隐身材料红外光谱特性评价方法改》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、隐身材料红外光谱特性评价方法华兰冀克俭周彤邓卫华（中国兵器工业集团第五三研究所，济南250031）摘要：对隐身材料光红外谱特性评价方法展开了综述。分别介绍了近红外分光光度计光谱反射率测定方法、热红外成像技术、热红外发射率测定方法以及高光谱成像方法。通过人工绿与自然绿色物体的光谱反射率实验提出了近红外隐身材料与实际地物背景存在的差异及其需要改进的技术。关键词：隐身材料红外光谱特性评价红外隐身技术主要是通过降低或改变目标的红外辐射特征来实现目标对红外系统的低可探测性，具体措施包括改进热结构设计、对主要发热部件进行强制冷却、

2、表面涂覆红外隐身涂料、使用红外伪装网和遮障等。随着红外隐身技术的发展与应用，对各种红外隐身技术的隐身效果评价方法研究已成为军事红外技术中新的研究热点。在各国军事领域中，对红外隐身技术的研究已经开展了约30年，现有研究成果主要集中在利用红外成像系统对目标及背景进行探测，形成红外热图像，并通过人眼对目标进行发现或识别以得出主观结论的经验方法、测定红外隐身材料热辐射特性的算术方法以及基于红外目标可探测性模型的计算机模型方法。以上方法均有其优缺点，但目前尚未有一种适合于军事工程应用并能客观、准确、简便、快速地评价红外隐身效果。

3、1隐身材料光谱特性评价方法1.1野外条件下近红外伪装检测现有的近红外伪装检测器材在野外条件下有一定的局限性，基于对自然绿色与人工绿色的光谱差异进行的分析，结合绿色检验镜的检测原理，赵会超等〔1〕在绿色检验镜光谱透射特性检测原理的基础上提出了在野外条件下窄波滤光片的近红外伪装检测方法，验证了其检测效果，探讨了其在军事上的应用。由于自然绿在近红外区反射很大，而一般的人工绿则反射很小。因此提出采用窄波滤光片的方法。根据自然绿色和人工绿色的光谱反射曲线的不同，在滤光片的制作中选择一系列的波段，做成不同波段的滤光片，然后对人工绿

4、色和自然背景进行照相，通过对比其效果来进行检测。检测近红外伪装效果是使其在数码相机上成像，通过观察照片效果就可以很明显地看出目标在近红外区的反射情况。1.2热红外照相机热红外伪装材料是指用于减弱武器系统热红外特征信号，以6达到伪装技术要求的材料。热红外伪装材料具有阻隔武器装备热红外辐射的能力，同时在大气窗口波段内具有低的红外发射率。按照作用原理，红外隐身材料可分为控制发射率和控制温度两类。军事伪装通常采用迷彩变形方法，三色或四色迷彩涂料具有不同的热红外发射率，使目标在热图中呈现灰度不同的斑点，从而分割目标外形，造成敌方

5、识别困难。实际背景中，绿色植被与裸露土壤都具有较高的发射率，但在阳光照射下，绿色植被由于蒸腾作用、光合作用等，表面温度较低，呈暗色调；而传统迷彩涂料在阳光照射下升温迅速，热红外特征明显。在美军自动化热红外隐身计划SCI114中〔2〕，为了研发适应某种背景模型的隐身模型，采用计算机辅助设计技术，将背景形态与条件的变化加以综合考虑，它涉及到背景选取、实验装备、材料表征、野外实验数据分析、热隐身模仿、诊断模板等理念。这一技术的难点在于所设计的模型必须在各种不同背景条件下表现良好，可用于计算机来优化隐身模式，从而不断开发针对某

6、种地形背景的隐身方式。SCI114计划的第一步是研发能够从特殊背景来创立模型的专业系统，有效模型建立在空间和光谱算法基础之上。采用的设备有：（1）AGEMA570照相机(AME003-00)光谱范围8～12μm.；（2）MERLINNIR照相机(AME052-00)；（3）计量工作站GEÓNICA(AME018-00),其中包括风速计标板JOUNG(AME018-01)、温湿度探测器GEÓNICA(AME018-02)、PiranometerTHEMBRECHT(AME012-03)；（4）寄存器数据采集器HP3497

7、0A(AME038-00),其中包括K系8位热电耦，温度范围：–200～1100ºC。1.3傅里叶红外光谱仪总装工程兵科研一所王海燕等〔3〕采用PE公司GX-Ⅲ型傅里叶红外光谱仪。尽管FT方法实现了快速辐射测量，但还存在以下几个方面的误差：(1)被测辐射体与已知标淮黑体温度的稳定性和一致性。采取循环水的解决办法，并且可降低背景噪声。(2)大气中和的吸收。采取双光路，参比与样品相互抵消。GX-Ⅲ型傅里叶红外光谱仪为单光路仪器，具有扣除背景中水和二氧化碳的功能。(3)黑体空腔的发射率达不到理想黑体。采取给出修正因子加以解决

8、。(4)背景与仪器都会发射干扰噪声。采取循环水或用液氯对探测器致冷，提高信噪比。GX-Ⅲ型傅里叶红外光谱仪外配红外显微镜，由于红外显微镜与光谱仪检测器不同，灵敏度增高，因此还可以通过利用红外显微镜检测器，提高性噪比。1.4热红外发射率光谱的测定中国科学院遥感应用研究所遥感信息科学重点实验室肖青等〔4〕研究了热红外发射率光谱的野外测