基于Mie散射理论的云红外辐射传输研究

在Mie散射理论的基础上,计算了8~14 μm波段不同半径云粒子的散射特性,对散射相函数的特点进行了分析。根据积云、层云和卷云的粒子分布,对三种云的散射相函数、散射系数、吸收系数以及对辐射衰减90%的距离进行了计算,并根据辐射经过云层的传输方程,分析了云粒子前向散射对辐射传输的影响。结果表明:积云和层云对辐射衰减90%的距离分别在20 m、60 m以内,而卷云的可达2km以上。     

部分云覆盖下红外辐射传输模型及对火山灰云的敏感性研究

针对我国新一代地球同步气象卫星FY-4的预期发射和数据应用,本文借助与FY-4卫星成像仪类似的Meteosat-8卫星的SEVIRI仪器数据资料开展先期研究,建立了一种部分云覆盖条件下红外辐射传输模型,模拟了不同大气条件、火山灰云高度、有效云量和观测天顶角情况下卫星观测的红外通道的亮度温度的变化.美国标准气候态大气廓线和火山灰区实时大气廓线两种模拟结果都表明,模型模拟的8.3～9.1μm,9.8～11.8μm,11～13μm,12.4～14.4μm的入瞳亮度温度对云高度、有效云量较为敏感,基本呈线性相关;卫星天顶角对模拟的辐射亮温的影响相对较小.通过不同大气廓线状态和火山灰云发射率情景下的测试结果表明,只有同时考虑大气条件和火山灰云通道发射率的差异后,模式才能够较好地模拟出火山爆发情景下火山灰云中酸性物质在11μm和12μm的反吸收特性.与大气条件相比,通道的发射率差异对火山灰云的遥感建模更为重要.因此,可在传统的分裂窗通道的基础上,通过热红外多通道亮温及亮温差异信息联合反演火山灰云高度和有效云量等因子,提高部分覆盖下火山灰云的微物理参数的反演精度.本研究为建立基于我国新一代静止气象卫星FY-4数据的火山灰云浓度定量反演模型提供了理论基础.     

偏振光在冰水混合云中的传输特性

根据米氏理论,分别计算了由纯水、纯冰和冰-水同心球形粒子构成的平面平行、各向同性云层的单次散射特性(单次散射反照率、不对称因子以及单次散射相矩阵).根据辐射传输理论,利用累加法求解了矢量辐射传输方程,得到了3种不同构成云层的多次散射矩阵,对不同波长的太阳光的反射特性进行了比较.结果表明,反射光的偏振度比强度对云层的微观...     

红外辐射的气候环境传输特性分析

主要讨论了红外辐射在大气和云雾雨中的传播特性及受到的影响,并通过性能模型,模拟出了红外辐射的性能曲线。     

尾焰红外辐射特性计算研究综述

目前,尾焰的红外辐射特性计算方法非常多。虽然不同飞行目标尾焰红外辐射特性计算的复杂性有一定差别,但是其计算思路及方法很相似。给出尾焰红外辐射特性计算的基本步骤,并对每一步中使用的主要方法进行分析和比较,给出推荐的使用方法。重点讨论了液体燃料飞行目标尾焰中考虑粒子对于辐射的影响的必要性,及辐射传输方程中三种备受关注的求解方法的研究现状及特点。指出目前红外辐射计算方法中存在的问题及改进方法,为今后尾焰辐射特性计算中方法研究和改进提出建议。     

中波红外火情遥感的大气辐射传输特性

分析2005年在广西武鸣机场进行的人工火情测量试验中获得的由BOMEM MR-154FT高光谱仪测定的火情光谱特征发现:在中波4.34～4.76μm光谱段的辐亮度比火情遥感监测常用通道3.5～4.0μm有更强的响应关系.用模拟计算方法进一步分析了中波红外光谱的大气辐射特性.分别对中波波段主要的吸收气体(水汽、水汽连续、二氧化碳混合、二氧化碳、一氧化二氮、臭氧和气溶胶)影响辐射传输的情况进行模拟计算;选择中国内陆地区18种大气廓线样本和4种大气模型,分别进行辐射传输计算,获得了3～5μm谱段分谱大气透过率和大气程辐射等,并比较了新选择通道(4.42～4.78μm)与传统通道(3.55～3.95μm)在地面和传输到大气层顸后辐亮度的变化情况,为今后应用新探测通道奠定了基础.     

大气传输对中长波红外辐射衰减分析

红外辐射在进入导引头探测视场之前经过大气传输的消光作用,尽管在大气透过率较高的3～5μm以及8～12μm,大气传输带来的影响仍旧不能忽视,本文综合试验经验,确定影响传输的主要因素,结合MODTRAN软件,对于主要影响参数的影响作用进行分析评估,建立关系曲线,分析不同参数对红外辐射大气传输影响的变化规律,为后续导引头极限条件下使用和性能参数研究打下基础.     

目标红外辐射双色双值的大气传输研究

空中目标的红外辐射在大气中传输时，大气以及大气的气溶胶会对红外辐射产生吸收和散射，从而造成红外辐射的衰减。大气对红外辐射的衰减程度可以用消光系数来描述，波长不同，消长系数也不同。红外系统测量到的目标红外辐射的双色比值也会随目标距离变化而变化。由测量到的目标在两个波段的红外辐射，通过一定的信号处理手段，可得出目标的距离、双波段红外辐射能量、红外双色比值等信息，以此对空中目标的识别和定位。推导了利用大气消光系数获取空中目标距离信息和红外辐射信息的公式，画出了典型空中目标双色比值的大气传输图。     

大气短波辐射传输之辐射函数的改进

改进了大气短波辐射传输之辐射函数的定义，将大气散射相函数与大气单次散射反照率之积随高度的变化包括在内．对改进型辐射函数（ＩＲＦ）的性质进行了较深入的研究，其中包括：各次散射光强与ＩＲＦ的关系，ＩＲＦ的解析递推公式，高价ＩＲＦ与零阶ＩＲＦ的解析关系，以及ＩＲＦ关于光学厚度的幂级数等．     

雾中红外辐射传输衰减特性分析

研究雾中红外辐射衰减特性,有助于提高武器装备雾天条件下的红外对抗能力。基于大气辐射传输软件(CART)、Beer-Lambert定律、Mie散射理论和雾滴谱分布函数,计算雾滴粒子群红外辐射透过率,对红外辐射在平流雾和辐射雾中的传输衰减特性进行研究。以近红外辐射1. 064μm、中红外辐射3. 8μm和远红外辐射10. 6μm在轻雾条件下为例,结合3个地区实测数据,分析了能见度、传输距离、入射光波长和晴朗大气透过率计算值对平流雾和辐射雾总透过率的影响。结果显示在轻雾条件下,辐射雾衰减小于平流雾衰减,远红外辐射10. 6μm具有很好的传输性能,地区气象参数不同对其有显著影响。     

CMOS器件及其结构缺陷的显微红外发光现象研究

CMOS器件结构依靠其较低的功耗和高集成度而广泛应用于集成电路中,它在正常工作和发生失效时均存在微弱的显微红外发光现象。对CMOS结构的显微红外发光现象产生机制进行了研究和实际观察,将对深入了解CMOS器件中各种红外发光效应和分析其可靠性具有实际意义。     

机载红外诱铒弹光谱辐射特性研究

描述了机载红外诱铒弹的光谱辐射特性,给出了１．３－３μｍ,３－５μｍ,８－１４μｍ波段的光谱辐射曲线及时域性曲线,对红外诱耳弹的对抗特性及其改进方法进行了分析。     

玻璃钢锚杆加载过程红外辐射实验研究

应用红外探测技术,对玻璃钢锚杆进行了单向拉伸的红外辐射实验研究,结果表明:玻璃钢锚杆拉伸过程中,其红外辐射温度随着荷载的增加而增加,弹性阶段温升变化微小,塑性阶段温升明显,尤其是临近破裂时,温度升高最快,最大温升值为0.3℃.利用玻璃钢锚杆材料的红外辐射温度特征,可以反演该种材料的锚杆与围岩相互作用过程中的应力、应变以及变形等力学性质.     

基于矢量有限元法的热沉结构电磁辐射研究

 高频、高功率芯片工作时会产生大量的热,热沉可以有效地帮助芯片散热.然而在高频环境下,热沉往往成为主要的电磁辐射源,降低了整个系统的电磁兼容能力,所以有必要对热沉的电磁辐射特性进行研究.本文采用矢量有限元法,从不同的接地方式、散热鳍片数目及厚度变化、鳍片高度变化几个方面分析了热沉的电磁辐射特性,提出了影响谐振频率的关键因素,并从电磁兼容角度提出了热沉设计的注意事项.数值仿真表明,合理的选择接地方式可以有效地提高谐振频率,降低电磁能量辐射;散热鳍片的数目和厚度变化对于谐振频率和电磁辐射没有明显的影响,然而鳍片的高度对于电磁辐射能量影响显著.     

一种5.8GHz新颖混合结构的整流天线

整流天线决定了微波无线输电效率的高低。为了克服微带贴片整流天线需要钻孔,不利于大规模生产的问题,提出了一种新型5.8GHz混合结构的整流天线,接收面积大的矩形微带贴片构成接收天线,过渡到具有平行结构的共面带线,二极管和电容可方便地摆放在共面带线的两侧,避免了钻孔。试验表明该接收系统整流转换效率达到了78.2%,验证了设计的可行性。     

基于长波红外成像系统的红外辐射特性测量方法

地基红外成像系统是靶场领域实现目标跟踪、实况记录成像的重要成像设备之一。配有高性能红外辐射定标系统的地基长波红外成像系统,可对低温以及常温目标实现高精度辐射特性测量。通过建立制冷型红外辐射特性测量系统的辐射测量模型,在7.7~9.3 μm长波波段利用某光学口径为600 mm的长波红外辐射测量系统实现了对目标的高精度测量。实验结果表明,辐射测量的精度为16.81%,能满足靶场对高精度辐射测量的要求。     

透红外/可见光学窗的电磁波屏蔽技术

针对电磁辐射对日常生活、社会安全以及军事等领域所造成的危害,研究透红外/可见光学窗电磁波屏蔽技术.为降低传统金属网栅可见和红外波透过率低的问题,提出在光学窗上制作由ITO、SnO2等氧化物膜构成透明导电网栅.从理论分析入手分析导电网栅线宽、周期对光电特性的影响,利用镀膜、光刻及化学腐蚀方法制备线宽和周期不等的ITO膜网栅,并将其结果与金属网栅进行对比分析得出结论:红外透过率方面,ITO膜网栅大于金属网栅,并且相差较多,可达10％以上;而屏蔽效率方面ITO膜网栅小于金属网栅,但相差很小,最大仅2～3 dB.因此,透明导电膜网栅代替金属网栅用于解决红外透过率与屏蔽效率的矛盾实用价值更高.     

舰载红外成像探测跟踪系统仿真研究

仿真研究由目标、背景、大气传输和传感器四部分组成．在对目标辐射度的分析中,研究目标温度和发射率的计算方法．计算背景辐射时,重点考虑了海水本身的热辐射特性,并将天空背景的辐射等价于探测器路径上的大气辐射．对大气中的传输研究采用了LOWTRAN模型．仿真中考虑了传感器的影响,包括光学系统和红外探测器．在动态图像生成过程中,采用了多媒体定时器实现了仿真的实时性．仿真的结果可以减少外场试验的次数,从而节省大量试验费用．     

堇青石红外辐射复相陶瓷的结构与性能研究

使用铁氧体生料和堇青石生料,在合适的工艺制度下,制备了堇青石红外辐射复相陶瓷.用红外辐射测量仪测定了样品的红外发射率,用XRD方法分析了样品的物相组成,用电子探针分析了样品中元素的面分布和其显微结构特征,并综合分析了影响制品红外发射率的因素,结果表明:复相陶瓷的主晶相为堇青石和铁氧体共存,和复合前铁氧体的发射率值相比,复合体陶瓷的全波段红外发射率和光谱发射率均得到了一定程度的提高,全波段红外发射率提高了4%-5%,光谱发射率提高了l%-5%;复相陶瓷中,铁氧体含量的变化,对复相陶瓷的红外发射率没有影响.