涂料发射率对航行舰艇红外特征的影响研究

随着红外探测与制导技术的飞速发展,对于舰艇红外特征及其隐身技术的研究具有越来越重要的军事意义.根据合理的假设,将复杂的三维辐射与对流耦合瞬态导热问题简化为一维瞬态导热问题.在短波吸收率为0.5固定不变的前提下,通过改变涂料表面发射率,利用有限体积法模拟不同航速下,舰艇表面温度与辐射强度在一天中温度较高和较低的两个时刻的变化.通过研究发现:舰艇在一定航速、不同时刻和不同波段内,动态红外特征达到最低值的发射率不等,白天略低于晚上,航速越高,最优发射率越小.该结论对舰艇红外隐身涂料发射率的研究具有重要参考意义.     

现代舰船红外辐射及其控制策略分析

分析了舰船红外辐射的来源及其物理特性,估算了舰船各红外辐射源的相对强度,研究了舰船红外辐射的控制策略,探讨了舰船红外辐射控制的发展趋势。结果表明:烟囱管壁、排气烟羽和舰船表面是舰船的三大红外辐射源,是舰船红外辐射的主要控制对象;针对舰船表面的红外辐射,主动冷却技术则是较为理想的控制策略之一。分析结果对舰船红外隐身技术的研究具有参考价值。     

末敏子弹非稳态红外辐射特性数值仿真分析

为计算末敏子弹在弹道诸点的瞬态红外辐射,根据末敏子弹外壁气动加热、辐射换热和内部导热耦合作用机理,利用流体仿真软件Fluent对完整弹道下末敏子弹的非稳态温度分布进行数值计算。在此基础上,计算分析了子弹弹体和降落伞在3~5 m和8~12 m波段的红外辐射特性及在弹道中的变化规律,并与对应探测视线方向的天空背景红外辐射特性进行对比。计算结果表明:降落伞辐射亮度有时为子弹弹体辐射亮度的一半,但辐射强度可达到子弹弹体辐射强度的21倍,在长波红外波段、弹道减速减旋阶段实现对末敏子弹的告警具有较强的可行性。     

远距离传输舰船红外图像的目标识别

针对海天背景下的目标与背景红外图像对比度差、图像边缘模糊等特点,提出了一种远距离舰船红外图像的识别方法,分析了舰船目标的红外辐射特性,对远距离的舰船红外图像进行了预处理,对图像进行了梯度锐化和拉普拉斯锐化处理。仿真实验结果表明：对于远距离舰船红外图像的识别,先用改进的中值滤波方法进行预处理,再进行拉普拉斯锐化处理,可以达到识别目标的目的。     

高压输电线路热故障红外诊断的一维瞬态理论模型

针对架空高压输电线路热故障红外巡航检测,建立了一维瞬态导热模型,并对结果进行了理论求解和模拟结果分析,所得结论可为高压线路热故障红外巡航检测提供科学的理论依据。     

海面岛礁背景下舰船红外自动识别技术研究

为了提高岛礁背景下对红外目标的识别能力,提出了基于平均灰度的识别方法.红外探测器在对远距离舰船目标识别时,舰船附近与目标外型轮廓相似的海岛会给识别带来很大困难.通过对海岛和舰船的组成和红外特性的对比分析,以及从实地试验图像中得到的数据发现舰船的灰度平均值要高于海岛的灰度平均值.     

红外目标模拟靶设计中的关键技术研究

对电阻阵列式红外舰船目标模拟靶的设计中的关键技术进行了探讨和论证。对参数中的红外靶标的温度、加热功率和辐射强度通过matlab进行了仿真;同时对红外靶标的分辨率的选择进行了探讨,提出了针对舰船特性的红外模拟靶的技术特点和实现方案并进行了必要的实验研究。同时文中针对电阻式红外舰船目标模拟靶的图像分辨率的选取和技术实现方案做了些有益的探讨。     

气动加热下高温陶瓷材料的红外辐射机理与特性

从分析材料内部热辐射与导热耦合传热温度场、表面反射及折射之间的内在关系出发,建立了气动加热下高温陶瓷材料的红外辐射模型.采用控制容积法结合蒙特卡罗法和谱带模型,数值模拟了红外辐射能在材料内部的传递及出射过程.引入介质影响因子,分析了材料的红外辐射机理和外部气动热流对材料红外辐射特性的影响.结果表明,高温陶瓷材料内部热辐射的光谱选择性与温度场的耦合,导致高温陶瓷材料的红外发射率随气动热流变化而变化.由于陶瓷材料在紫外和中远红外谱带范围对辐射的吸收非常强,而在近红外和可见光谱带范围对辐射吸收较弱,随气动热流密度增大,对陶瓷材料表面红外辐射产生贡献的内部热辐射区域增大,但材料的红外发射率降低.     

利用声波法重建舰船排气温度场及红外辐射强度

为了提高舰船排气红外辐射监测水平,提出了一种基于声波法的排气烟羽温度测量和辐射强度计算方法.利用声速与温度的关系,建立排气温度场声学测量模型,通过声波传感器测量的声波传递时间,重建排气烟羽温度分布.利用该温度分布,通过解算红外辐射模型,获取排气红外辐射强度.通过仿真实例对该方法进行了验证,仿真结果表明:基于声波法的温度场重建方法在5%的测量误差水平内具有良好的重建效果,基本解决了舰船排气温度场和辐射强度实时计算的数学模型问题,为进一步开展舰船红外辐射实时监测技术的实船应用奠定了基础.     

舰船的红外辐射特性

随着红外成像制导技术的发展,舰船受到的威胁日益严重。舰船的红外辐射特性研究对舰船的伪装有重要的意义。简述了影响舰船红外特征的因素,论述了对舰船红外辐射特性的模型建立及数学描述,最后对控制舰船红外辐射的技术进行了分析。     

舰船8～14μm波段动态红外特征模拟

随着红外探测与制导技术的飞速发展,对于舰船红外特征的研究具有越来越重要的军事意义.在简化舰船动态传热模型的基础之上,模拟出舰船表面瞬时温度变化与目标辐射强度的周向分布结果.模拟结果表明舰船的主要部位的表面温度在一天之中变化显著,且在同一时刻部位间的温度也存在明显差异;舰船不同时刻的辐射强度沿周向差异显著,同一时刻不同方位角上的辐射强度存在一定差异,同一时刻同一方位角上的辐射强度随仰角的增大而增大.     

舰载红外告警分系统的告警距离研究

红外侦察告警设备在战场上已被广泛采用,而红外告警器的告警距离成为决定红外告警系统设计的关键技术。红外告警器可以装备在固定翼飞机、直升机、舰艇、坦克和底边目标上。本文基于舰载红外告警系统的设计,对两种告警波段的红外告警距离进行了研究,得出了各种不同情况下的红外告警距离,对红外告警距离进行了计算和分析,并建立了数学模型。     

用红外成像导引头模拟设备测试舰船烟幕的干扰效果

为了提高红外烟幕干扰效果试验结果的真实有效性,基于红外成像导引头模拟设备研究了一种测试红外烟幕对舰船目标的干扰效果的试验方案,并对其干扰效果评估方法进行了必要说明。与热像仪等测量设备相比,该设备能够获得更加真实的试验数据,因此对红外烟幕干扰效果测试更具实际意义。     

海水非温度分层条件下的舰船尾流红外探测可行性研究

在海面行驶时,舰船后面会形成一条清晰可辨且持续时间很长的尾流区, 其长度可达数千米。利用红外成像技术进行尾流探测已成为世界上各大军事 强国重点发展的一项军事侦察技术。首先,从空间分辨率和温度分辨率两方面考虑,推导出了舰 船尾流的红外探测条件。然后基于红外测温原理,推导出了海水非温度分层条件下舰船尾 流与周边海水之间的等效温差的表达式。最后,以阀值信噪比和目标等效条带数为基础,得出了 舰船尾流的红外探测概率。研究结果表明,在海水非温度分层条件下,只有当探测天顶角较大时, 才能以一定概率探测到尾流;而且随着天顶角的增大,探测概率逐渐提高。     

基于频率调制的红外舰船显著性检测方法研究

针对海面背景下的红外舰船目标检测,改进了一种基于频率调制的显著性检测方法。首先,利用高斯高通滤波器对红外图像进行处理,抑制海杂波影响;然后,利用频率调制的显著性方法检测舰船目标。结果表明,利用本文的方法检测红外舰船时目标较完整,得到的显著图分辨率高。该方法能满足实时性的要求。     

定向红外对抗系统与技术的发展

红外对抗系统与技术经历了近半个多世纪的发展,先后出现了红外干扰机、红外诱饵及红外烟幕等几类红外干扰技术,并形成了一个庞大的红外干扰器材家族.近年来,随着红外成像寻的制导武器和技术的发展,常规的红外干扰手段对新型红外制导武器的干扰效果越来越不尽人意,人们逐渐提出了以高功率氙灯或激光作为红外能量源的定向红外对抗(DIRCM)概念.该系统具备优越的红外干扰性能,如通过干扰、致眩和毁伤等干扰红外成像导引头、多次重复使用、干扰效率高等,现已成为新一代红外对抗系统的优选方案.回顾了近年来国外新一代定向红外对抗系统和技术的研究发展历程,重点阐述了基于激光的定向红外对抗系统的工作原理、干扰毁伤机理、在技术上的优势及其国外发展现状,预测了定向红外对抗系统与技术的发展趋势.     

基于Canny算子的舰船热尾流红外图像边缘检测研究

针对海面情况复杂,舰船热尾流红外图像受干扰大,目标区域不易辨别的特点,提出了一种自适应滤波平滑技术并采用动态阈值分割算法对传统的Canny边缘检测算法加以改进.在实际应用中,提取出了清晰、连通的舰船热尾流的边缘,达到了令人满意的结果.为红外探测潜艇提供了科学的水面热轨迹情况的依据.     

水面舰船红外隐身总体设计分析

隐身性能是当代舰船重要的战技指标,直接影响舰船的生命力,红外隐身作为舰船隐身的主要组成部分,是各国先进战舰隐身设计的重点之一。为研究如何提高水面舰船红外隐身性能,对其3~5mm波段的红外点源特征和8~14mm波段的红外面源特征进行了分析,并分别针对两种红外辐射源,对舰船常用的红外辐射抑制原理和设计方法进行了分析,明确各种红外隐身技术如何在舰船设计中进行应用,可为舰船红外隐身总体设计提供参考。     

基于自适应阀值Canny算法的海天线检测算法

海天线的检测是研究红外成像末制导技术的一项重要内容,对于识别红外图像中舰艇目标起到非常重要的作用。分析了红外图像的特点,给出了一种基于修正的Canny算法的海天线检测方法,根据所要处理的红外图像自适应选取Canny算法的阀值进行边缘检测,精确提取了海面和天空区域的分界线,即海天线。