乘波体高超声速导弹的天基红外可探测性分析

以轨道高度1500 km的近地轨道红外探测平台为例,对天基红外在临界探测模式下乘波体高超声速导弹探测性能进行了模型量化分析．首先分析了乘波体高超声速导弹的气动特性和红外辐射特性;然后结合大气传输模型和探测器模型,分析了天基红外临界观测模式下不同极限探测距离和极限信噪比的天基红外乘波体高超声速导弹预警探测能力;最后以美国STSS LEO星座参数为例,对临界探测模式下的模拟成像进行分析,给出在最接近其真实极限信噪比条件下的探测盲区分布．分析结果表明：在临界观测模式下,当探测器的极限信噪比为5时,速度为10 Ma、高度为40km的乘波体高超声速导弹逃脱近地轨道天基红外探测的概率高达67%.     

红外探测系统中探测波段的选择对比分析

针对常用的中波和长波红外探测系统,从分析目标的热辐射特性、背景的辐射特性、以及由目标到红外探测器的前向光学通道的传递函数性能,对光电探测系统的短波红外和长波红外探测系统能力进行分析、计算和比较,科学剖析中波和长波红外探测各自的技术优势和适用范围,为设备论证中成像器件合理选型及试验任务中捕获跟踪提供理论依据。     

热释电探测器特性参数动态响应测量

分析了热释电探测器对单脉冲辐射的响应,并组建了热释电探测器特性参数动态响应测试系统,利用相关检测原理检测热释电探测器的电压响应信号,提高了信噪比.设计了基于LabVIEW的测试软件,用此系统测试了热释电探测器对脉冲辐射的电压响应率Rv和归一化探测率D*,为热释电探测器参数测试提供了一种实用的全自动测试手段.     

预警机红外辐射特性研究

为了研究预警机的红外辐射特征,建立了预警机红外辐射简化模型,计算了预警机各主要辐射源温度及峰值波长.以预警机蒙皮、发动机尾喷管、发动机尾焰以及雷达发射机通风口为主要红外辐射源,以E-2"鹰眼2000"预警机为例,计算了预警机在8～12 μm波段不同探测方向的红外辐射强度,并对计算结果进行分析,可为红外告警系统探测或红外制导武器攻击预警机的研究打基础.     

空间目标红外辐射和可见光反射特征的控制技术

为了实现对空间目标红外辐射及可见光反射特征的控制,提出了将低温真空多层绝热薄膜结构应用于空间目标红外辐射控制的方法及多面体结构镜面表面设计方法.通过对模型进行分析及计算,利用低温真空多层绝热薄膜结构可极大幅度地降低空间目标的红外辐射通量,减小被探测概率;利用多面体结构镜面表面设计方法可控制空间目标表面的可见光反射特征,减小其被可见光探测器探测的概率.实验结果表明,将两种方法综合应用于空间目标光谱辐射特征控制技术中,可有效控制目标的红外及可见光光谱辐射特征,提高目标的空间对抗能力.     

飞机尾向的红外辐射强度计算

引入统计模型来解决高温非均匀气体的红外辐射传输问题，用宽带法确定谱带模型参数，提出了实用的尾喷焰的流场模型。使红外辐射强度的计算量大大减少。对飞机尾喷焰的 ４．３μm 带红外辐射强度进行了计算。可为红外寻的及红外防护提供理论依据。     

无线电探空仪云层评估系统

为了提高飞机在结冰环境中飞行的安全性，需要改进现有的结冰天气信息系统。在NASA资助的小企业创新研究（SBIR）计划下，创新动力公司正在开发无线电探空仪云层评估系统（RCLASS），可通过低功率红外激光测量液体水含量、液滴大小．以及液滴状态。这些参数用于识别可使飞机受到空中结冰威胁的云层条件。此系统创新点是具有测量云层特性的新能力，由安装在消耗性天气气球上的小型光学探测器完成测量。在创新研究计划的第Ⅰ阶段，已经论证了基于红外方法的可行性。在环境试验舱中进行了一系列的试验以验证全面的探测性能。在创新研究计划的第Ⅱ阶段，将继续开发并校准传感器包，并将其运用于大气评估试验中的商用气球声波探测系统中。     

基于大气修正的目标红外辐射测量

目标红外辐射测量是目标特性获取和目标识别的重要手段之一。在大气中测量目标辐射特性时,需要考虑目标与红外测量系统之间的大气透过率和程辐射。建立了大气中目标辐射测量模型,分析了辐射测量精度。利用长波红外相机对ISDC黑体进行了红外辐射测量实验,并利用MODTRAN软件计算大气透过率和程辐射,对测量数据进行大气修正。实验结果显示,目标辐射反演精度在9.5%～12.3%左右。     

天波超视距雷达弹道目标检测判别问题研究

弹道目标（运载火箭、弹道导弹等）助推段的弹体RCS较小,属于高速高机动小目标,天波超视距雷达（Skywave OTHR）很难通过相干积累来检测弹体回波,然而高空中尾焰回波的RCS值比弹体RCS值大1-2个数量级,Skywave OTHR可以通过探测尾焰回波来实现弹道目标检测。为此分析比较了常规目标、流星余迹和弹道目标特别是尾焰回波信号的频域特性,系统归纳了导弹目标尾焰特有的频域特性,提出了二维十字窗S-CFAR检测判别弹道目标的方法。研究结果表明,该方法不但可以抑制噪声,而且可以减小多普勒频率展宽和距离展宽。     

飞机红外辐射的理论计算

选取适当的理论计算方法，给出计算步骤和计算公式，全面地计算了飞机的红外辐射，包括飞机发动机尾气流—尾焰、发动机尾喷口及飞机蒙皮这３种辐射源的辐射．在所假设的飞行状态下得出了这３种辐射源的全辐射量和红外波段辐射量，并对计算结果进行了简要的比较和分析     

火箭尾喷焰流场的研究

对火箭尾喷焰流场的研究,有助于发射井排焰导流工程的设计和火箭红外辐射特性等方面的后续研究.本文主要研究了火箭尾喷焰流场的形成过程,提出了尾喷焰流场的结构模型,给出了流场的关键参数密度、温度和压力的计算公式,可分别计算出喷管出口处、马赫盘波前、马赫盘波后的各参数,从而可进一步推导出初始段、核心区以及核心区以外的过渡段、基本段的流场结构,提高了模型法的计算精度.     

光子红外探测器

正技术开发单位陕西华星电子集团有限公司技术简介该光子红外探测器源于红外制导机的红外引信,是一种以硫化铅和硒化铅为主要材料的多晶薄膜器件,利用3个红外大气窗口和特征吸收峰,依次进行远距离和近距离红外辐射探测,已成功应用于能源安全检测、森林探火、水分检测、非接触测温、光学监控、光电开关、炉温监测控制、火焰探测等生产、科研、运输及医疗领域。该项目为《军用技术转民用推     

热释电探测器的前置放大电路研究

热释电探测原理在非制冷热成像领域得到重要应用．铁电材料是主要的热释电探测材料，利用铁电材料制备的热释电探测器具有高阻抗、低损耗的特征，可以按照电流模式、电压模式或者电荷模式工作．为了有效读出热释电探测器的热响应信号，需要利用前置放大器进行阻抗变换或者信号放大以及预处理，以便满足后续信号处理的要求．本文以热释电探测器的前置放大电路为例，分析了不同工作模式下热释电探测器对前置放大电路的要求，讨论了不同电路在集成非制冷热成像阵列应用中的优缺点。     

相关双采样技术在室温热成像探测器中的应用

提高测辐射热计热成像探测器性能的主要目标是提高探测器输出信号的信噪比.本文讨论了测辐射热计热成像探测器的主要噪声源,指出噪声主要来自探测器材料及读出电路两大部分,而两者的主要噪声形式均为Johnson噪声、1/f噪声和热起伏噪声,对于读出电路,开关热噪声是另外一个随机噪声源.从读出电路的角度出发讨论了提高探测器信噪比的途径,降低以1/f噪声为主的固定模式噪声是提高探测器信噪比的有效手段.在采用相关双采样技术后,可以显著降低探测器在500 Hz以下频率范围内的固定模式噪声.     

海上飞行目标红外辐射特性测量试验设计

海上的飞行目标的飞行海域环境气象条件比陆地复杂,在进行目标红外辐射特性测量时,大气透过率不确定度增加.本文以海上飞行目标为例,设计了一种基于参考黑体的飞行目标红外辐射特性测量试验,以此提高海上飞行目标红外辐射亮度的测量精度.     

空间目标的激光主动成像系统性能分析

针对空间目标探测,介绍了激光主动成像系统的组成,详细分析了空间目标及背景的辐射特性;根据成像分辨率、调制对比度、最小可探测功率、系统信噪比等参数,分别给出作用距离模型,并对激光主动成像系统性能进行分析和仿真计算;仿真结果表明：利用激光主动成像探测系统可对一定距离的空间目标进行成像探测。     

海上飞行目标红外辐射特性测量试验设计

海上的飞行目标的飞行海域环境气象条件比陆地复杂,在进行目标红外辐射特性测量时,大气透过率不确定度增加.本文以海上飞行目标为例,设计了一种基于参考黑体的飞行目标红外辐射特性测量试验,以此提高海上飞行目标红外辐射亮度的测量精度.     

尾焰辐射强度随视线方向变化规律建模与仿真

尾焰红外辐射强度是导弹预警系统设计所需的重要参数。根据尾焰红外辐射的基本理论以及合理等效,建立了导弹主动段尾焰辐射强度工程计算模型,可用于主动段尾焰辐射强度理论模型的验证及快速估算预报,在此基础上建立了尾焰红外辐射强度随观测角度的变化规律模型,以美国大力神火箭（TITAN II）的实验结果为参考标准,对比了该模型与其他模型的计算精度,结果表明该模型均方根误差约是GASL理论模型的1/4,最大误差约是 sinθ模型的1/3,并以阿特拉斯导弹（SM-65）和战斧导弹（BGM-109A）为例进行了仿真,结果符合经验规律。     

一种雷达网反隐身雷达开关机模型

为了提高雷达网对隐身目标的战术对抗能力，根据隐身飞机的特点，由隐身飞机的入侵方向和雷达与目标的相对位置来计算雷达对隐身目标的探测概率，建立了基于探测概率的雷达网开关机模型，并在各网格内选取主战雷达和助战雷达．在责任区内输入一条F-117A航迹进行仿真，结果表明该模型可以为指挥员实时指挥提供参考．     

海天背景典型舰船目标红外特性测量方法研究

针对水面红外靶标自身特性,通过红外测量设备的组合,形成了红外特性定量测量能力。利用外场便携式黑体辐射源、单/多点热成像坐标变换解算方法,实现了外场实时定标,非合作目标位置信息解算;分析红外定量测量的不确定度,验证该方案有效地保证了红外特性定量测量的精度。利用所设计的测量方法对海天背景下典型舰艇的红外特性进行分析,并在测量过程中,同步获取大气参数,为后续目标红外特性定量处理分析提供了原始数据保障。