红外成像系统作用距离计算

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1、第40卷第7期激光与红外Vo1．40．No．72010年7月LASER＆INFRAREDJuly，2010文章编号：1001-5078(2010)07-0716434·红外技术·红外成像系统作用距离计算安成斌，张熙宁，陈盈，殷金坚(华北光电技术研究所，北京100015)摘要：分析了红外成像系统的几个主要性能参数。根据大气环境条件、目标几何形状以及目标和背景热辐射特征，进行了必要的修正，完成了不同探测及识别要求时系统的作用距离计算。计算可根据理论模型或实验室实测数据进行，并适用于点目标和面目标。关键词：红外成像系统；作

2、用距离；目标；背景中图分类号：TN216文献标识码：ACalculationoffunctionrangeofinfraredimagingsystemANCheng—bin，ZHANGXi—ning，CHENYing，YINJin-jian(NoahChinaResearchInstituteofElectro-optics，Beijing100015，China)Abstract：ItanalyzedsomemajorperformanceparametersoftheIRimagingsystem．Basedo

3、ntheatmosphereeondi—tions，thetargetgeometricshapeandthethermalradiantcharacteristicsofthetargetsandbackgrounds，withtheneces-sarycorrection，thesystemfunctionrangeundertherequestsofdiferentdetectionandrecognitionwascalculated．Thecalculationcanbeaccomplishedaccord

4、ingtothetheoreticalmodelortheexperimentaldatafromlab，anditcanbeusedforspottargetsandcovertargets．Keywords：infraredimagingsystem；functionrange；target；background1引言2红外成像系统的主要性能参数随着微电子技术的飞跃发展，红外探测器的研2．1噪声等效温差制水平在不断提高，热成像技术在探测器研制工艺噪声等效温差NETD定义为：系统观察试验图不断成熟的基础上，从采用单

5、元探测器加二维光机案时，基准电子滤波器输出端产生的峰值信号与均方根噪声比(S／N)为1时标准试验图形上黑体目标扫描、多元线阵探测器加一维光机扫描，发展到不需与背景的温差。NETD的公式可表示为：⋯光机扫描的“凝视”型红外热成像系统，在军事上广泛应用于空间防御、火控、昼夜观察、成像制导等领。=域。由于目标、背景和环境特征的复杂多变性，如何式中，AT为测量温差；为峰值信号电压；为均准确的评价红外成像系统的综合性能，在红外成像方根噪声电压。系统的论证、设计和测试的每一个环节都是十分重NETD的定义中所假定的条件，在实验室中

6、是要的。比较容易满足的，而在实际使用中，此条件是不易满基于目标、背景和大气环境的特征参数，本文运足的。红外成像系统所探测到的物体往往不是黑用红外成像系统的光、机、电部件的性能参数，建立体，至多是灰体，也可能是选择性辐射体，而且其辐理论模型，从而给出描述红外成像系统总体性能的射率相差可能很大，再加上物体表面能够反射周围度量参数：噪声等效温差NETD、最小可分辨温差物体的辐射(这又与物体表面的反射率有关)，因此MRTD、最小可探测温差MDTD以及作用距离兄。作者简介：安成斌(1974一)，男，本科，高级工程师，主要从事红

7、同时采用必要的修正法，对红外成像系统的作用距外成像系统及光电系统的研究工作。E·mail：ancherIgbin@sina．tom离进行综合评估。收稿日期：2010-05-23激光与红外N0．72010安成斌等红外成像系统作用距离计算717红外成像系统所接收到的辐射是目标之间存在的温20)的值作为MRTD的标称值。差(△)、辐射率差(A8)和反射率差(△p)的总和。MRTD还可以用另一种表达的方式：显然这三者的影响是等效的。MRTD(f)=(S／N【(4)在红外成像系统观察景物过程中，被观察物体均为充满瞬时视场的大面

8、源，假定在整个大面源中式中，(S／N)为观察者刚好可识别的阈值信噪比。各个小面积存在着温差、辐射率差和反射率差。如2．3最小可探测温差果把正在观察的探测器元瞬时视场当作目标时，则对于位于均匀背景中的单个方形目标(其尺寸周围的探测器元对应的瞬时视场均可看作背景。目为)，在显示屏上刚能分辨出目标时所需的目标标和背景由于存在着温差、辐射率差和反射率差