非均匀热气体红外辐射特性计算与仿真

非均匀热气体由于内部空间点的温度、密度、组分及压力各不相同,其红外辐射特性的计算十分困难.为了计算非均匀热气体的红外辐射特性,首先从分析非均匀热气体特点和均匀热气体的谱带模型出发,以原子分子辐射理论为基础,结合谱线的碰撞展宽效应和多普勒展宽效应,利用单谱带模型Cunis-Godson(C-G)近似法对非均匀热气体谱带模型所用到的谱带模型参数进行了计算,提出一种计算非均匀热气体红外辐射特性的方法.最后,应用此方法计算了某单发动机喷气式飞机在非加力状态下尾焰3～5μm的红外辐射强度,计算结果与文献中给出的实际测量的尾焰红外辐射数据能较好地吻合,计算仿真结果验证了该方法的正确性.     

战斗机红外点源目标特性计算方法

研究了作为点源目标的战斗机红外辐射特性。将飞机的红外辐射分为排气系统辐射和蒙皮辐射两部分,根据红外辐射相关理论,提出了各自的红外辐射计算方法。在排气系统辐射的计算中,将实测数据、流场计算结果与经验公式相结合,并考虑了尾焰对尾喷口辐射的吸收以及多条尾焰的相互作用。通过计算不同状态、不同波段的战斗机红外辐射,得到了目标辐射随方向、速度、高度、发动机状态的变化规律,并验证了所建计算模型的正确性。     

常规布局排气系统红外辐射特征计算

排气系统是飞行器红外辐射的主要辐射源之一,研究其红外辐射特征的计算有着重要的意义。研究了排气系统红外辐射特征的计算方法,介绍了一种软件的计算原理,并通过对排气系统红外辐射的计算,说明常规布局后向红外辐射方向的红外辐射强度量值。     

计算机抗辐射加固性能评估技术研究（上）

简要叙述了CMOS工艺计算机总剂量辐射效应和计算机芯片总剂量辐射效应评估模型的建立,提出了一种计算机系统生存能力抗辐射评估的基本概念,给出了有关数据的收集与参量定义方法,以及计算机系统在核辐射环境下生存概率计算的结构函数模型。根据系统模型提出了如何由系统组成单元的数据求得系统的生存概率的理论方法,给出了一个具体实例的评估计算结果。该评估方法可以应用到实际武器计算机系统辐射效应评估中,也可以应用到其他种类的辐射效应评估工作。     

激波辐射对红外成像探测影响的抑制方法研究

带有红外成像系统的大气层内高速飞行器的头罩窗口外激波的热辐射将降低系统的探测性能。采用单线组模型描述激波的辐射特性。由于激波辐射相对成像系统是近场辐射,建立相应的模型,计算了激波辐射在探测器阵列上产生的光子辐射照度,还计算了激波对目标辐射的吸收特性。得到了如下的计算结果:激波辐射在探测器阵列上产生的背景辐射可以近似为均匀的背景辐射;激波对目标辐射的吸收可以忽略;激波辐射具有强烈的光谱选择性。根据激波的这些辐射性质,在成像系统中通过分别选用不同的带通滤光片,不改变成像系统工作波段的波长宽度,而仅改变其位置,可以减小激波辐射对目标探测的影响,提高探测的信噪比。     

利用MODIS数据计算北京地区的气溶胶直接辐射强迫

气溶胶通过吸收和反射太阳辐射直接影响地-气系统的辐射平衡.随着技术和反演算法不断改进,以卫星遥感气溶胶为基础,计算气溶胶直接辐射强迫成为可能.基于MODIS气溶胶和地表反照率数据集,结合MODTRAN辐射传输模式,计算北京地区2004～2009年气溶胶直接辐射强迫,并将计算结果与AERONET结果对比,证明了利用该方法...     

激波辐射对红外成像探测影响的抑制方法

带有红外成像系统的大气层内高速飞行器的头罩窗口外激波的热辐射将降低系统的探测性能。采用单线组模型描述激波的辐射特性。由于激波辐射相对成像系统是近场辐射,建立相应的模型,计算了激波辐射在探测器阵列上产生的光子辐射照度;还计算了激波对目标辐射的吸收特性。得到了如下的计算结果:激波辐射在探测器阵列上产生的背景辐射可以近似为均匀的背景辐射;激波对目标辐射的吸收可以忽略;激波辐射具有强烈的光谱选择性。根据激波的这些辐射性质,在成像系统中通过分别选用不同的带通滤光片,不改变成像系统工作波段的波长宽度,而仅改变其位置,可以减小激波辐射对目标探测的影响,提高探测的信噪比。     

辐射发射测量天线的校准方法

文章介绍了辐射发射测量所用宽带天线天线系数的校准方法,并对影响测试结果的因素进行分析.     

空间用线性微波晶体管放大器设计中对辐射影响的考虑

近来表明,用于空间设备的线性微波放大器中,所用的大量的各种类型微波晶体管都是对辐射敏感的。由于晶体管的h_(FE)是对辐射非常敏感的参数,所以在空间长期工作的放大器,由于晶体管偏压条件的改变而导致其微波性能过早地下降。本文首先介绍影响线性微波晶体管放大器整个辐射灵敏度的各种因素,接着列举了对L波段和S波段前置放大器进行地面辐射试验所得的实验结果。根据估计的空间辐射剂量级进行计算所得之结果表明:在设计放大器时,若忽视辐射的影响,就可能导致放大器只有几周而不是几年的工作寿命。本文根据对元件和放大器辐照所得的实验结果,提出了使微波集成电路晶体管放大器达到耐辐射的方法。     

毫米波扩展半球透镜／物镜天线系统辐射特性分析

采用射线追踪和场积分的方法分析了扩展半球透镜／物镜天线系统的辐射特性，给出了计算结果，表明该系统具有良好的辐射特性。通过改变扩展半球透镜的扩展长度，可以实现集成电路与各种准光系统的耦合，具有很强的实用价值。     

火箭尾喷焰红外辐射特性的理论计算

尾喷焰是一种高温高压气体,向空间辐射较强的热辐射能,对飞行器的隐身性能有重要影响。为计算尾喷焰的红外辐射特性,首先基于Navier?鄄Stokes方程和其他控制方程,在对流场进行划分处理的情况下得到了整个流场的特性分布,包括温度、压力和各气体组分参量等。在此基础上,考虑谱线的碰撞展宽效应和多普勒展宽效应,计算了尾喷焰中包含各气体的谱带模型参数,如吸收系数、谱线间隔密度和谱线半宽等。最后,利用非均匀气体的Curtis?鄄Godson近似,仿真计算了某火箭尾喷焰在2~5 m谱段的红外辐射光谱强度,仿真结果验证了所用方法的正确性。     

视线方向飞机红外辐射特性建模与仿真

建立一种高效准确实时性好的视线方向飞机红外辐射计算模型一直是红外对抗仿真中的瓶颈问题。为解决这类问题,从分析飞机主要辐射源特性出发,结合红外辐射的经典理论和射流动力学理论,提出了一种准确快速的计算方法。首先,将整机的红外辐射分解为蒙皮辐射和排气系统辐射两大主要部分;其次对于红外辐射计算中较困难的排气系统红外辐射,基于SLG模型和视线追踪的思想,推导了相应的离散化方程,建立了相应的计算模型;最后进行了仿真分析,并与实测数据进行了比较。仿真结果表明,该方法计算准确,对于红外对抗仿真具有重要的参考应用价值。     

湍流脉动对圆射流红外辐射特性的影响研究

为研究湍流脉动对高温燃气圆射流红外辐射强度的影响,利用大涡模拟方法计算了高温圆射流流场的温度和组分浓度等的瞬时值和平均值,在此基础上分别采用平均温度?辐射法和瞬时温度?辐射法计算了射流场的红外辐射特性。计算结果表明:瞬时温度?辐射法计算的平均光谱辐射强度、平均积分辐射强度和平均辐射亮度均高于平均温度?辐射法计算的结果;湍流脉动越大,掺混区越厚,两种方法的计算结果之间的差值以及射流场红外辐射的脉动幅值均越大,其中射流高温核心区尾缘附近是受湍流影响最强的区域;两种方法计算的平均红外辐射亮度之间的差值沿着径向逐渐降低。对于Re=86 000,环境温度与进口温度之比为0.35的圆射流,在90°探测方向上,瞬时温度?辐射法计算的总的平均积分辐射强度比平均温度?辐射法的计算结果高23.6%左右。     

机载天线辐射特性的并行FDTD分析

利用基于MPI的并行FDTD全波数值分析方法对机载天线辐射问题进行准确快速地分析.通过消息传递MPI平台和区域分割技术进行并行计算,实现了计算资源的扩展,可以对飞机和天线进行精确建模分析.根据网络法提出了FDTD应用于天线间隔离度的分析计算方法,避免了天线隔离度扫频计算的复杂性.数值结果表明该方法的正确性和有效性.以伊尔76飞机为例分析了机载超短波天线的方向图和隔离度.所用方法和分析结果可以作为飞机电磁兼容性设计的手段和依据.     

调制激光激发PN结少数载流子分布及频域响应特性研究

为建立载流子辐射检测Si基太阳能电池的理论模 型,基于太阳能电池非线性耦合方程对调制激光激 励下Si太阳能电池过剩少数载流子的空间分布与频率响应特性进行了仿真分析,对基区、耗 尽层和发射区 的载流子分布与超带宽调制激光的波长、功率密度和调制频率的关系进行了定量研究,通过 仿真结果选定 调制激光的最佳参数范围,进行了载流子辐射频域响应和载流子寿命对频域响应影响的仿 真计算。仿真 结果表明,过剩载流子浓度随扫描频率的增加呈现非线性特征,所用仿真模型对激发参数和 输运参数有较高 的灵敏度。最后对Si基太阳能电池片进行了扫频验证实验,实验结果与仿真结果符合良好, 表明所使用的 仿真方法能够预测载流子辐射技术的检测结果,可用于对调制载流子辐射检测技术仿真和结 果预测。     

基于CUDA并行计算的空中目标红外辐射成像计算

建立了一种包含蒙皮和尾焰的空中目标红外辐射成像GPU并行计算方法。采用SLG模型计算尾焰辐射气体的红外特性,采用LOS方法求解尾焰红外辐射传输方程,根据本体与三维尾焰的成像几何关系,采用正向光线追迹方法计算蒙皮辐射成像,采用反向光线追迹方法计算尾焰辐射成像,建立了目标投影算法,并在蒙皮投影计算模块和尾焰辐射计算模块采用CUDA并行提高计算速度,实现了探测器入瞳处目标红外光谱图像的快速计算。结果表明:投影成像算法可准确生成设定条件下的目标图像,目标红外图像辐射分布与温度分布一致,尾焰辐射强度计算结果与实验结果符合较好,CUDA并行算法可有效提高程序的计算效率,当计算量较大时,蒙皮投影模块的计算加速可达百倍以上。     

利用光谱等分法对红外系统作用距离的计算

红外辐射在大气的传输过程中,受到大气分子对光谱的选择性吸收,以及大气环境、距离等影响,使得大气透过率成为一个复杂的参量。采用光谱间隔等分方法,给出了红外成像系统作用距离新的估算方程和求解方法。利用MODTRAN软件计算出微小光谱区域的大气透过率,利用所编计算程序调用计算值,计算各微小光谱区域的红外辐射,对各微小光谱区域的计算数据求和,取代了采用常数或平均大气透过率的常用计算方法,提高了计算的准确度。综合考虑了大气能见度、海拔高度、天顶角和空间频率等多种因素对热成像系统作用距离的影响,给出了作用距离估算实例及结果。     

合作目标系统的辐射效率

研究了合作目标系统中,当目标辐射为黑体辐射时最大辐射效率.数值计算的研究结果表明,与最大辐射效率对应的最佳温度由探测系统所响应的波长和波长间隔决定.建立了最佳温度的计算方案并给出了一组计算结果.     

低云中短波红外表观辐射模型研究

在对空红外系统的多光谱探测和红外仿真中，云的干扰不可忽略，所以，对云的辐射特性的研究至关重要。在不同的波段，云的辐射特性会有很大的差异，为了研究各个不同波段云的表现辐射特性．需要计算云的光谱辐射量。在典型观测模式下建立了低云的表观光谱辐射模型，研究了对云背景辐射有贡献的各个辐射分量的计算方法。基于传统的二流近似模型获取各个参数，引入云的光谱光学厚度的经验公式。进而获得了低云在中短波段的光谱辐射特性，有效地计算出了云背景在1-5μm的中短波段内的表现光谱辐亮度数据，并且节省了计算时间。经过比较发现，该模型的计算结果与实测结果有较好的一致性。可以为云背景多光谱分析、探测及仿真提供背景数据。     

反辐射导弹对航母雷达群作战效能分析建模

分析了航母战斗群对反辐射导弹的电子对抗和火力对抗环境,建立了航母雷达群目标模型。利用ADC方法建立了反辐射导弹攻击航母雷达群作战效能评估模型,并开发了反辐射导弹对航母雷达群作战效能评估系统软件。仿真计算结果验证了模型的有效性,并对反辐射导弹的设计提出了合理的建议。该模型的建立为进一步定量分析评估反辐射导弹的作战效能奠定了一定的基础。