海空背景凝视红外成像系统作用距离研究

针对凝视红外成像探测系统作用距离计算问题,在分析传统作用距离模型的基础上,提出基于图像目标信噪比检测依据的新距离计算模型.该计算模型全面考虑了目标与背景的对比度以及红外图像空间起伏噪声特性,给出了复杂背景限制下红外凝视成像探测系统作用距离计算公式.海空背景下舰载红外凝视成像系统探测距离计算实例表明该计算模型相对于原有计算模型能够更准确解决复杂背景情况下红外成像系统作用距离的估算问题.     

红外偏振探测系统的作用距离分析

为了分析偏振探测是否有利于提升红外系统目标探测距离的问题,本文以偏振度和噪声的分析为基础,推导了红外偏振探测系统的噪声等效偏振度,进而研究了系统偏振度信噪比与强度信噪比的关系,并结合传统红外强度探测的作用距离模型建立了基于偏振度信噪比的红外偏振探测作用距离模型。根据分析过程,对偏振探测和强度探测的作用距离进行了比较分析,得出了偏振探测优于强度探测的基本条件。     

红外点目标探测系统的作用距离理论模型分析

系统性地分析了红外点目标探测系统的作用距离理论模型。通过建立大气分层模型,结合MODTRAN模型计算了中波红外光和长波红外光在典型大气条件下的透过率。两者计算结果的对比数据可为红外探测系统设计中的波段选择提供参考依据。通过对目标红外辐射强度的理论模型进行分析,计算了几种典型目标在不同波段的红外辐射强度,为系统作用距离的指标论证提供了支撑。从红外图像噪声的概率密度分布函数出发,推导出了图像信噪比与系统检测概率及虚警概率的理论公式,为检测门限设置提供了参考依据。红外点目标探测系统的作用距离理论模型分析结果对于提升红外探测系统作用距离指标论证的可信度和系统参数设计的合理性具有非常重要的理论支撑作用。     

红外成像导引头发现与识别概率的计算

为解决对目标红外隐身效果以及红外成像导引头探测性能进行评估的问题．推导了计算目标空间频率的迭代方法，得到了红外成像导引头对扩展源目标的发现和识别概率。计算中考虑了目标的平均温差，最小修正可分辨温差，仪器调制传递函数以及大气透过率等因素对探测性能的影响，并对点源目标情况进行了简单的修正。给出了一种在实用条件下快速计算红外成像导引头对目标发现与识别概率的方法。     

红外点目标作用距离数学建模与评估

在红外探测系统总体方案设计中,为了能够快速而准确地了解众多参数对性能指标的影响,针对其重要参数作用距离进行了研究。首先分析目标与背景的对比辐射强度在像面上产生的电子数,其中考虑了滤光片的光谱透过特性和点扩散函数与像元的相对位置对系统能量集中度的影响;然后基于红外光学系统成像链路物理特性,定量研究红外光电系统的时域噪声和空域噪声在像面上的辐照度。基于图像目标信噪比检测判据给出了综合各种噪声条件下针对红外点目标的作用距离计算方程。最后,以航空平台上一套中波红外凝视探测设备为例来进行作用距离的计算和分析。通过示例验证了作用距离计算方程简单可行,可针对不同条件、地域对红外成像系统作用距离进行预估。作用距离计算方程可以帮助使用者在设计初期阶段确定不同参数对红外探测装置性能的影响。     

AlGaN日盲紫外焦平面成像系统作用距离研究

作用距离是紫外成像探测系统的重要综合性能指标之一。依据AlGaN日盲紫外焦平面成像系统的成像原理,考虑到影响紫外系统作用距离的各个因素,分别对点目标和面目标的作用距离进行了理论推导。受到日盲紫外成像系统作用距离影响的因素主要包括目标辐射特性、大气传输衰减、光学系统、探测器、电子处理系统等。从目标的辐射能量传递出发,结合信噪比与虚警概率、探测概率的关系,推导出了紫外成像系统作用距离的理论公式,并结合系统参数进行实例计算。分析得出提高系统有效通光口径、光学透射率、滤波降噪及增加积分时间等方法可用于增加紫外成像系统的作用距离。     

红外点目标成像信噪比建模分析

点目标的探测是红外成像探测系统的重要课题。以点扩散函数作用下点源目标像的照度分布函数为基础,综合考虑像的照度分布与单元探测器的位置关系,结合探测器的光电转换原理,建立了红外焦平面探测器点源光信号到电信号的转换关系;并在此基础上结合探测器的噪声模型,建立了点源信噪比模型。仿真计算结果表明:点源目标的探测信噪比与光学系统点扩散函数、单元探测器尺寸、视线偏移密切相关。该研究可为点目标红外成像探测距离的精确估计提供理论支持。     

采用低发射率红外材料对探测距离和概率的影响

为研究双机空战中目标机采用低发射率红外材料后对攻击机机载红外搜索跟踪系统探测距离和概率的影响,建立了飞机运动过程和机载红外搜索跟踪系统探测距离计算模型,得到了相向飞行、同向飞行和侧向飞行三种典型的双机空战过程中探测距离和概率随飞行时间、速度、轨迹的变化规律。计算中考虑了目标的光谱辐射特征、大气透过率和探测器性能等因素对探测距离和概率的影响。结果表明目标机采用低发射率红外材料抑制红外特征后,在相同探测概率的情况下,探测距离明显减小;在攻击机与目标机相同距离的情况下,探测概率明显下降。     

红外系统作用距离计算方法研究

对红外系统作用距离的理论分析是进行系统设计的关键环节,但是目前有多种红外系统作用距离的计算方法．针对具体应用系统,研究并给出了红外系统作用距离的一种定义．基于探测器量子效率,推导了红外系统作用距离的理论计算公式,并对该公式进行了试验验证．理论计算和试验结果表明,当探测背景对探测器的噪声影响高于探测器自身噪声时,作用距离与红外系统的入瞳孔径不直接相关,而与红外系统角分辨率有关．     

点源目标的红外搜索与跟踪系统的作用距离估算

红外目标的探测在告警、制导等领域具有重要意义.在中远距离探测中,红外搜索与跟踪系统的作用距离受到大气传输、红外探测器的性能以及目标的辐射功率等因素的影响.传统红外系统的作用距离方程具有一定的局限性.考虑到目标成像弥散斑和背景辐射的影响,对红外搜索与跟踪系统(IRST)的作用距离方程进行修正,得到IRST系统的作用距离与系统的噪声等效温差(NETD)之间的关系,推导出探测器噪声限下对点源目标的作用距离方程.为IRST系统的综合评估和设计提供了一个重要的依据.     

红外成象导引头作用距离估算

本文叙述具有自动目标识别功能的红外成象导引头的作用距离估算。这种估算方法既不同于非成象（点源）系统，也不同于一般热象仪。成象红外导引头的作用距离是一个有待研究的参数。然而，与此有关的主要问题仍然是系统的灵敏度（ＮＥＴＤ）、大气传输和从随机噪声中识别目标所需的信噪比。在湿热的大气环境条件下，水分子的吸收是决定大气传输的支配因素。系统工作信噪比与探测概率和虚警率相关。本文提出了定义成象红外导引头虚警的一种假设，并以此为依据推出一套估算作用距离的公式。最后给出了计算成象红外导引头作用距离的示例。     

GPS接收机的自适应门限设定方法

针对GPS接收机中的信号捕获问题提出了一种新颖的判决门限的自适应设定方法,它在接收信号的信噪比大幅度变化的情况下也可同时保证捕获的虚警概率和检测概率在一定范围内稳定不变.与以往自适应门限设定方法不同的是,它不是基于传统的恒虚警概率判决准则,而是基于一种新颖的恒等效信噪比准则.因为只有当输出信噪比恒定时,才有可能在虚警概率恒定的同时也保证检测概率稳定,所以这个门限监测器的目的就是要通过非相干累加来实现累加后的等效信噪比的恒定.一方面,将自适应门限设置成实时估计的噪声能量的函数,从而保证超过门限的累加输出值一定能达到指定的等效信噪比.另一方面,检测样本数也是在自适应的调整,即累加时间会不断增加直到输出的非相干累加结果超过当时的门限值.所以,一旦判决为检测到信号时,这时的输出等效信噪比都是恒定的,因此检测概率和虚警概率都可保持稳定而无论当时的输入信噪比如何变化.     

基于部分匹配滤波的伪码捕获方法研究

研究了高斯白噪声环境下部分匹配滤波的伪码捕获方法的性能,推导了该方法的检测概率和虚警概率。基于部分匹配滤波的伪码捕获方法相对于传统的全匹配滤波法,既可减少处理时间,又能节省系统资源。并利用MATLAB工具对不同信噪比环境下的伪码捕获性能进行仿真,结果表明该方法在一定信噪比条件下是实用的。     

雷达组网目标检测性能的概率分析

雷达组网能有效提高目标的检测性能。在目标瑞利起伏的模型下，噪声服从零均值高斯分布时，对比了秩K规则和最大信噪比规则这两种融合方法，对目标检测性能的影响。选取六部雷达进行数据融合，推导分析了在不同的虚警概率条件下，采用两种融合规则对雷达检测概率的提高程度，并指出在检测概率方面最大信噪比规则融合方法明显优于秩K规则融合方法，但雷达之间传输的数据量增大。     

基于辐射累积和空间反演的空中弱目标检测算法

背景辐射噪声是弱信号检测面临的难点问题。提出了一种显著提升信噪比实现匀速运动弱目标的有效检测算法。建立目标坐标空间和速度空间,以不同速度矢量控制图像叠加,形成提升了信噪比的新的图像序列并构成图像空间;利用恒虚警判决法在图像空间中检测候选目标点;根据候选目标点所对应的坐标向量和速度向量分别映射到坐标空间和速度空间,由两个空间中出现的峰值判定目标点。实际红外成像系统实拍实验表明,算法能将信噪比提升至接近原图的N倍,目标检测概率和虚警概率都明显优于所对比的弱目标检测算法。     

侦察信号互相关滤波的信噪比分析

低截获概率（LPI）雷达的出现导致无源探测系统难以从噪声中检测到威胁信号,针对无源探测系统的信号检测问题,提出了一种基于互相关滤波的信号检测方法,利用高信噪比的辐射源样本与辐射源信号的重复性,进行互相关滤波处理,有效提高了检测性能。分析了脉压比、输入信噪比、样本信噪比,及时间同步误差、多普勒频率差对检测性能的影响。仿真分析证明了方法的正确性与有效性。     

基于压缩感知的步进频雷达目标检测算法

为了解决压缩感知步进频雷达在低信噪比下的目标检测问题,结合传统雷达的恒虚警检测和压缩感知雷达重构思想,建立基于压缩感知的步进频雷达的目标检测模型,利用复近似消息传递消息的特性,提出了一种基于多脉冲的重构算法,并结合恒虚警检测实现了低信噪比下的压缩感知步进频雷达目标检测。仿真结果表明：文中所提的方法提高了检测概率,改善了目标检测性能。     

星基增强系统接收机中的导航比特同步设计与性能仿真

星基增强系统(SBAS)中导航电文速率为500符号/秒,针对其弱信号时找导航比特边界难的特点,提出了基于最大似然算法的比特同步算法,给出了在SBAS接收机中比特同步的应用公式和实现方法,并进一步创新性地设计了包含有软判决和多次判决的比特同步综合流程;最后在多种导航比特分布的情形下,对最大似然比特同步算法进行了不同载噪比下的性能仿真,确认了此算法在接收信号很弱时仍然有效。     

盖革模式APD激光雷达探测性能与虚警抑制研究

对基于盖革模式APD(GM-APD)探测器的激光雷达的探测性能和虚警抑制方法进行了研究。从系统原理与探测时序出发,研究了长死时间、回波脉宽大于时间数字转换器(TDC)分辨时间情况下目标探测概率与虚警率分布,分析了回波强度、脉宽、噪声与回波位置对目标探测概率与虚警率的影响;利用双探测器结构的探测模型,研究了双探测器结构在提高系统探测性能中的作用。研究结果表明:回波越强,脉宽越窄,噪声越低,回波位置越靠前,目标探测概率越高,虚警率越低,系统探测性能越好;对于双探测器结构,与逻辑可很好地抑制虚警;或逻辑可提高目标探测概率;使用与逻辑和或逻辑相结合的双探测器结构,可以获得更高的目标探测概率和更低的虚警率。     

Monopulse angular accuracy for fluctuating targets

In radar applications, the monopulse technique is widely used to measure target angular co-ordinates. For non-fluctuating targets exhaustive studies and complete analyses on monopulse accuracy exist in the open literature. In the letter an extension of the theory for fluctuating targets is carried out and relevant results are shown for different radar detection parameters, i.e. probability of false alarm (Pfa) probability of detection (Pd) and signal/noise ratio (SNR).