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.     

论红外探测系统的作用距离（下）

红外探测系统包括用于点源目标的探索系统和用于扩展源目标的热成像系统。作为一个系统级的性能描述参数,作用距离可用于表征探测过程的质量。探测器作用距离方程取决于目标是点源还是扩展源,同时还取决于所期望的是辐射能量形式还是光子形式。介绍了不同条件下的作用距离方程。讨论了系统参数（比如光学系统的F／孝、直径和探测器张角等）对搜索系统和热成像系统作用距离的影响。介绍了对红外探测系统作用距离的理解和体会。     

论红外探测系统的作用距离

红外探测系统包括用于点源目标的探索系统和用于扩展源目标的热成像系统。作为一个系统级的性能描述参数,作用距离可用于表征探测过程的质量。探测器作用距离方程取决于目标是点源还是扩展源,同时还取决于所期望的是辐射能量形式还是光子形式。介绍了不同条件下的作用距离方程。讨论了系统参数（比如光学系统的F／#、直径和探测器张角等）对搜索系统和热成像系统作用距离的影响。介绍了对红外探测系统作用距离的理解和体会。     

星载红外传感器探测距离研究

基于最小检测信噪比准则，研究了在考虑背景环境下星载红外传感器最大探测距离的估计方法。分析了星载红外探测系统目标的背景辐射特性，在此基础上推导出在考虑背景情况下星载红外探测器的探测距离方程，并对其进行分析。这可以为星载红外传感器系统的设计提供理论指导。     

信号处理对红外搜索系统作用距离的影响

将红外搜索系统的信号处理单元视为脉冲接收系统,在考虑其带宽对输出信噪比的影响下,推导了红外搜索系统的作用距离方程。根据脉冲接收系统输出最大信噪比的条件,确定了红外搜索系统信号处理单元的频带宽度与探测器驻留时间的关系,并得到了相应的作用距离方程,为红外搜索系统的设计和系统性能的评估提供了依据。     

地基红外系统探测空间目标红外星等的分析

地基红外系统探测空间目标的能力与目标辐射特性、背景辐射特性、大气条件、红外光学系统性能、探测器特性等因素密切相关。分析了空间目标在外太空背景下的红外辐射特性,基于满足红外焦平面探测器的最低可探测信噪比,综合考虑空间点目标成像的弥散斑、背景辐射和大气衰减的影响,推导了地基红外探测系统对空间点目标的作用距离估算方程。红外星等用来计算星体在红外波段的亮度,讨论了用红外星等划分空间目标的方法和原理。根据中波和长波计算红外星等的公式,给出了不同温度的空间目标与对应的红外星等的关系。为地基红外探测系统的设计和应用以及探测不同红外星等空间目标的综合性能评价提供了理论依据。     

小目标探测技术的研究(上)

在本文中,首先对红外成象系统探测小目标的可能性进行了讨论,并针对小目标的情况,对红外成象系统作用距离方程作了修正。此外,概述了几种可利用的小目标探测技术,经过分析认为,在现有的技术水平下,光机扫描类红外成象系统是当今探测小目标的重要技术途径。鉴于红外成象系统探测器敏感面较大而限制了其分辨率,因此,根据探测元点扩展函数的特性,提出了一种利用其点扩展函数来提高系统空间分辨率的技术设想。通过简单的模拟实验,证实了利用点扩展函数特性的有关问题及设想。     

地空红外探测距离推算方法探讨

由红外探测系统理想作用距离方程出发,详细分析了红外目标辐射强度、天空背景辐射强度、大气透过率等因素对地空红外探测距离的影响,给出了探测距离的推算公式.     

扫描探测系统的NETD和作用距离方程

将扫描探测系统视为对比度探测系统，考虑到信号处理系统的影响，推导了探测器噪声限下扫描探测系统对扩展源的噪声等效温差和对点源目标的作用距离方程；得到了扫描探测系统的作用距离与系统的ＮＥＴＤ之间的关系。     

红外源强度对激光干扰效应的影响

分析了红外目标源辐射强度随距离和时间的变化。在不同红外源强度的 条件下，进行了红外源强度对红外系统输出信号的响应定标。同时，在激光辐照功率67W和辐照时间460ms条件下，用1.06μm连续ND：AYG激光对不同红外源强度下红外系统输出信号的干扰效果进行了对比实验。结果表明：激光对红外系统的干扰效果与红外目标源的强度成正比。当红外源强度在红外系统工作的线性范围时，激光对红外系统的干扰效果最明显。     

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。     

烟幕对红外成像型制导武器的干扰研究

从分析红外成像系统的组成及工作原理人手,介绍了红外成像系统的干扰机理及烟幕对抗红外成像制导的干扰原理,并从烟幕对成像系统的视频信号处理的影响、对距心跟踪和相关跟踪的影响以及红外成像系统的信噪比几个方面详细论述了烟幕对抗红外制导武器的干扰途径,为烟幕对抗红外制导武器提供了一定的理论依据．     

红外系统信号处理电路对激光干扰效应的影响

根据红外系统信号处理电路原理和等效RC时间常数,分析了激光辐照红外系统使信号处理电路输出信号消失,然后再逐渐恢复到正常现象产生的机理。理论分析和实验研究表明,红外系统输出信号消失或恢复的时间不但与激光辐照功率和时间有关,而且主要取决于信号处理电路的等效RC时间常数。RC时间常数越大,输出信号的消失和恢复时间就越长。激光对红外系统输出信号的干扰时间不但与滤光片/探测器吸收入射光能量产生的热效应有关,而且还主要取决于信号处理电路RC时间常数的影响。实验验证了这种结论,说明这种解释有一定的合理性。     

红外成像制导系统虚拟样机

建立了基于三维场景的红外成像制导系统虚拟样机。虚拟样机模型分为成像系统、信号处理、运动控制三个模块。在分析各模块实现的基础上,重点研究了虚拟样机与三维场景之间的运动关系及数据交换过程,并实现了数学建模。利用时间放大方法,探讨了解决仿真中实时性与逼真性之间矛盾的途径。最后,利用三维红外场景数据进行了导弹制导过程仿真试验,并给出系统作用距离与探测概率关系、弹道曲线等仿真结果。     

红外成像系统中嵌入式实时信号处理技术研究

应用嵌入式信号处理技术,可使红外成像探测系统具备更高性能、更低功耗和更小体积.描述了以Xilinx公司VirtexⅡPro FPGA芯片为核心的红外成像跟踪嵌入式实时信号处理平台,采用了融微处理器、可编程硬件、信号处理算法和软硬件协同设计于一体的设计方法,为红外成像系统的更新发展打下一定的技术基础.     

一种双/多波段红外目标融合检测方法

针对双/多波段红外目标检测问题,提出了一种基于自适应加权投票融合准则的红外目标融合检测方法。该方法首先对双/多波段红外传感器进行图像配准,然后对单传感器红外图像进行处理,得到单传感器目标检测结果,最后使用提出的自适应加权投票融合准则,对单传感器目标检测结果进行融合,得到最终判决。实验结果显示,该算法能在较大程度上降低目标检测过程中的不确定性,从而提高了系统的检测性能,同单波段检测结果和其他的融合结果相比,该方法能有效地降低漏警概率和虚警概率;并且该方法易于实现,并在实际工程中得到了应用。     

导弹逼近红外告警技术分析

首先概述了导弹逼近红外告警系统的功能，分析了红外导弹目标的红外辐射特征与大气传输情况、告警系统的信号处理、工作原理及其关键技术。     

采样红外成像系统仿真及最小可分辨温差预测方法研究

提出一种基于采样红外成像系统仿真图像的最小可分辨温差MTRD预测方法。该方法从红外成像系统信号传递方程出发,模拟生成不同空间频率、辐射温度的标准四周期矩形样条;利用调制传递函数法和象素处理法,仿真了系统各组成模块的几何扭曲、模糊效应、噪声特性和非线性效应;由多名观察者观察样条仿真图像,统计正确判断概率。实现了MRTD的预测．仿真结果表明：该方法预测的MRTD值能够与实际测量的MRTD值有很好的一致性。