大气对红外系统作用距离的影响的研究.pdf

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1、口研究报告口doi：10．3969／j．issn。1671—1041．2011．03．006大气对红外系统作用距离的影响的研究李莹(长春理工大学光电工程学院，长春130022)摘要：目标由于处于大气中。大气对红外辐射衰减不可避免。大气的成分复杂且大气的状况也是随着气象条件而变化，所以不同时间、地点大气的分子和微粒对红外辐射产生的衰减不同。本文中考虑的是大气(水蒸气和二氧化碳分子)产生的吸收衰减以及散射作用，并且修正了由于高度、斜程和气象条件引起变化的大气透射率。最后用LOWrRAN软件计算出大气透射率。关键词：大气透过率；红外系统；作用距离中图分类号：0434．3文献标志码：AThere

2、searchonatmosphereinfluencetothefunctionrangeofIRLIYing(SchoolofOpticalandElectronicEngineering，ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022，China)Abstract：Thetargetisintheair，SOtheatmosphericaRenuationtoinfraredradiationisinevitable．Thecompositionofat-mosphereiscomplexandtheconditio

3、nofatmosphereisalsochangedwiththemeteorologicalconditions．Theparticulateandmoleculesofatmospherehavediferentattenuationtoinfraredradiationindiferenttimeandplace．Thispapercon·sidersatenuationandscatteringefectthattheatmosphereproduced．Thenfixtheatmospheretransmissionthatisduetothechangeofthehighan

4、dtheobliquedistances．Finally，applytheLOWTRANsoftwaretocalculatetheatmospheretransmission．Keywords：infraredsystem；atmospheretransmission；performancemodelO引言所以对大气系统对红外辐射衰减的研究，主要通大气作为人们生存依赖的重要条件，它环绕在整过以上三种情况。个地球的表面。目前人类所发明的各种图像探测器光谱透过率r。(A)与衰减系数(A)之间满足无论是在内层还是外层进行目标的探测，大气层都将布盖尔一朗伯定律，则它们之间的关系式为：成为目标辐

5、射能量的传输媒介。而红外成像系统在丁。(A)=(A，R)／(A，0)接受目标辐射出来辐射信号的时候，由于在大气层中=exp(一肛(A)R)(1)吸收、散射和衰减的作用，使系统的成像受到影响，呈式中，R为目标与红外系统之间的距离；(A，R)为现出的图片出现模糊或者分辨率降低等情况。所以距离R处，目标或背景辐射能量的光谱密度；(A，对红外系统的研究中，需要考虑大气对红外辐射的影0)为R=0时(A，R)的特例；A为波长。响J。在本文中，主要研究红外辐射在大气传输的过程此时由吸收、散射和因气象衰减制约的大气光谱透过率即为上述三种大气透过率的乘积。则大气透过中，受到大气中分子的吸收、散射和天气情况

6、的影响。率为：1大气对红外辐射的影响=r(A)·r(A)·。(A)(2)在对红外系统的研究中，对大气中的衰减的研究式中，(A)为大气中气体吸收透过率；丁：(A)为大气中是十分重要的¨]。研究红外系统的作用距离估算，杂质散射透过率；r(A)为天气变化引起的透过率。大气中的粒子对红外辐射的衰减主要是通过以下三1．1大气对红外辐射的吸收衰减种原因产生的：由水蒸气(HO)、二氧化碳(CO)、氮气(N)、1)大气中气体分子对红外辐射的吸收；氧气(O)、一氧化碳(CO)、臭氧(O，)、甲烷(CH)等2)大气中杂质分子的散射；多种气体和各种空气中悬浮粒子组成的大气，前两种3)天气情况(云、雾、雨、雪)

7、对红外辐射的衰减。是大气的主要成分。通过分析，在2～3km气层以下16EICVo1．182011NO．3欢迎光临本刊网站http：／／www．eic。com．on仪器仪表用户旦壅拯告旦水蒸汽(H：0)和含量较少但分布均匀的二氧化碳地面水蒸汽的等效可降水分的有效厚度之间的关(CO：)是主要的红外辐射吸收的影响因素。．系为：丁l(A)：丁c02‘0(3)=o~．／30(8)1．1．1’水蒸汽对红外辐射的吸收在应用中，用下列式子可以得到非