制冷型探测器在不同大气条件下红外搜索系统作用距离计算问题

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1、制冷型探测器在不同大气条件下红外搜索系统作用距离计算问题已知条件：1、制冷型探测器：3~5μ30μ（像元）像素：320×2402、3~5μm波段在海面情况下（分别针对喷气式飞机和舰艇）传输透过率分析。（晴朗和浓雾）3、能量计算（探测距离）（1）海面对空20km，喷气式飞机，翼展30m（2）海面20km，舰艇（3）相对孔径、透过率4、非制冷型红外探测器光学系统参数：f′=30~180；F：2.1；透过率：τ〉70%求晴朗和浓雾大气条件下红外搜索系统作用距离。解：搜索系统的作用距离方程为：其中：：红外辐射强度：大气透过率：光学系统透过率D：通光口径：探测

2、率：信号过程因子F：光圈数：视场角：系统带宽：信噪比对于制冷型波段在3-5m,30u(像元)分辨率为320240=180mm=18cmF=2.1晴朗时T=25RH=90%1)通过查阅《红外技术》知在3-5m波段范围内，飞机的辐射强度=483.492)大气透过率为大气中水蒸气透过率与大气中CO2中透过率的乘积即相对湿度为空气中试样水蒸气含量与饱和时水蒸气含量比值4即经查表知25饱和水蒸气的质量为=22.80则又因为高度为h的水平距离X所具有的透射比等于长度为的等效海平面上透射比即其中P：高度为h处的大气压强P0：平面上的大气压强k：常数对H2O系统k=

3、0.5，对CO2系统k=1.5。又因为根据已知有h=10kmd=20km水平距离X===10km经查表得当h=10km时对于H2O系统：=0.518对于CO2系统：=0.141根据以上数据可求得对于水蒸气全路程可凝结水的毫米数为=4.5617.320.518=40.911mm经查表可得在3-5m范围内，可凝结水毫米数为40.911mm的透过率对所有数值进行加和取平均=0.001+0.029+0.084+0.233+0.509+0.768+0.883+0.922+0.961+0.961+0.940+0.922+0.883+0.824+0.623+0.4

4、65+0.334+0.233+0.172+0.0375）/20=0.539对于CO2的等效海平面的水平距离为4经查表可得在3-5m范围内,海平面水平距离为的CO2的透射率的平均值为：=(1+1+……+0.875+0.993/2）/20=0.823=0.539=0.444有浓雾时：经查表得T=30时，饱和空气中水蒸气质量为30.04则水蒸气全路程可凝结水的毫米数为=30.040.917.320.518=242.561mm经查表可得在3-5um波段范围内，可凝结水的毫米数为242.56mm的透过率平均值为对于CO2的透过率，由于海平面的水平距离没有改变则

5、没有改变则（晴朗）=（浓雾）=0.823则有浓雾的大气透过率：（浓雾）=（浓雾）（浓雾）=0.3603×0.823=0.297由公式可得，视场角取信号因子系统宽带=26.12×信噪比4则晴朗时搜索系统的作用距离为在浓雾时搜索系统的作用距离为4