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1、一一文章幼号哪以红外目标探测距离的估算‘‘‘‘高思峰何受丽王晓张明吴平张广斌,中国人民解放军理工大学理学院江苏南京,南京航空航夭大学理学院江苏南京,、、摘要红外热成像系统探测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探测,、距离受很多因素如目标特性大气传输、热成像系统参数等的影响,这使得红外热成像系统探测距离的估算难度大大,增加传统的红外作用距离估算一般是将大气透过率视为常数的这会带来很大的误差本文考虑了大气气溶胶模式下大气透过率随,环境的改变给出了更为具体的红外,目标探测距离的表达式通过编制程序和查找相关数据计算了热成像系统对点源和扩展
2、源的探测距离关词红外目标红外热成像探测距离中圈分类号文献标识码’一,,,一日〔一刀,日旧】,肠哪朔,主尸乙址应,飞跳从叼加,别力拍应叮目肠。,,时讨红习加助妞心肚曰晦,’毗,以犯】仙,压七曲犯阮,功山目以甲,四口心二犯叔沈匆曲毗旧刃朋,七佣血吻以思份以拍眺目】必却色明气拍。时故昭川”了因以七户双丘公喊如心鳍山七忱引言进行光电转换和电路进行信号处理来发现目标的技术红外探测方式可分为两大类一类为红,、,、红外探测是利用目标如坦克飞机火箭外点源方法,该方法把目标看成是一个热点源,,、军舰等不断发出的红外辐射并通过红外探侧器通过红外导引头探测锁定和跟踪目标另一收稿日期叼,,,,,主要研
3、究方向为作者简介高思峰一男山东青岛人硕士助教红外辐射与探测业,,石类为红外成像方法,该方法是根据目标和背景当目标辐射源的张角小于系统的瞬时视场,的温差来探测、识别目标的时目标可视为点源目标的小面源此时在光学系统的表面上,目标和背景两部分单色辐红外探测系统的探测距离是评价系统性能,照度之差为的重要指标目前一般有两种近似的分析方法,即实验方法和理论方法实验方法需要考虑入。一。、△几入石‘,,音的因素很多而且实验费用昂贵所以在开始设,,。,、、,计阶段一般都采用理论估计方法理论估计工式中为目标辐射源的面积为目标辐射源和背景的光谱辐射亮度,几习为大气作一般可分两步进行首先研究有关的物理
4、现,象,建的光谱透射率,为目标辐射源与系统的距离立一个红外辐射模型然后确定用数字方根据普朗克公式,在温度时,单色辐亮度法求解的计算程序首先根据红外目标辐射源的分布情况,将红外目标简化为一固体样品模为’型当物体处于热平衡状态、温度为时,考虑众常入一入样品模型本身的辐射以及对环境辐射的反射、第一辐射常数一拼护,·背景的影响等再利用计算方法来求解模型的第拌,。为,二辐射常数红外辐射编制计算程序由于缺少红外目标探,,,发射率其值在。、之间由发射体材料的性测的基本数据无法精细描述红外目标的详细,、,质和表面状况决定故单一波长的辐射到达探情况如目标运动参数气象条件等理论估计,测器上的功率为
5、方法一般会有较大的误差还需要根据实际情。况加以修定△凡几入△风、、。、一,。、由于系统的探测距离受系统本身性能目一入,标特性、大气环境等多方面的影响,因此没有统告,几,。一而准确的数学计算方法本文给出一种更式中习为物镜系统的光谱透射率为加切合实际的确定红外探测器对目标探测距离物镜系统的入瞳面积,由探测器的单色响应度习的定的简单分析方法从理论上估计点目标及扩展义源目标的红外辐射、传输中大气环境的影响以入入只及红外系统的探测距离等传统的红外作用距,离估算,及归一化探测度习的定义一般将大气透过率视为常数但这会带·一来很大的误差本文考虑了大气气溶胶模式下的大气透过率随环境的改变,给出了
6、更为具体臀厕的红外目标探测距离的表达式这种方法设定得出探测器转换的信号电压为的参数更加合,理可适用于对红外目标进行搜△习二习△只索的红外探测器本文还以具体实例进行了编、一。。。·程分析‘入异一红外辐射探测距离的估算黯式中,砚为系统输出的均方根噪声电压,△,红外辐射探测距离的研究应该根据目标的,‘为检测电路的频带宽度为探测器响应元面,、红外辐射特征综合考虑大气影响红外光学系积,入是描述某一类探测器而不是某一特定、统红外探测器性能以及电子线路等因素面积的探测器性能,它能作为相同类型但面积下面就点源目标和扩展源目标的不同情况进行不同的探测器之间比较的标准可近似化为分析对比入入入点派目
7、标的情况入似,,,入,,,人式中为峰值响应波长为峰值归一这样便得到了扩展源目标的红外探测作用距离化探测度,,、的表达式式中众众为探测器接收到的,一。,故在入入范围内整理式得目标上对应温度、兀的两个不同部分的单色△一入入辐照度几林为目标传输距离的函数,系统探几习几的万,这将在下湍测距离会受上式的影响一节中予以·、一。、“‘鲁详细讨论,光学系统透过率及大气透过率的影响则点源目标的发现距离表达式为热成像系统大多工作在某一大气窗口。·、一。、,入。入、入入琦合中,也就是一个不太宽的波段中,因此可以认
