面目标毫米波辐射特性研究

文中提出了一种面目标毫米波辐射特性的研究方法：在不同时间、条件下，对面目标进行测量取得了大量的天线温度数据，使用傅氏变换从天线温度中反演出视在温度，剔除目标的散射辐射温度的影响，得到目标的亮度温度。     

天空背景红外辐射亮度测量及其对目标探测的影响分析

天空背景的红外辐射特征对目标侦察探测具有重要意义。利用3μm～5μm中波、8μm～12μm长波红外测量设备对天空背景红外辐射亮度进行了测量,长波波段辐射亮度在3.7～13.6 W?m－2?sr－1,中波波段辐射亮度在0.05～0.48 W?m－2?sr－1,相同条件长波辐射亮度高于中波辐射亮度1～2个数量级;随着观测角增大,天空背景辐射亮度显著降低,同时太阳辐射、大气温度等因素也对天空背景辐射有较大的影响。利用测量结果仿真分析了天空背景辐射对目标侦察探测距离的影响,结果表明当观测角由9.6°降低到1.9°时,红外搜索跟踪系统探测距离会减少41.5%～46.2%。     

红外目标光谱辐射亮度测试技术

红外目标光谱辐射亮度对于武器光电系统的搜索、跟踪及目标识别都具有重要的应用。以红外辐射理论为基础,在同温度、同波长下采用红外傅里叶分光法并与标准黑体相比较的方法对红外目标光谱辐射亮度进行了测试技术研究,建立了红外目标光谱辐射亮度计量测试装置。根据实验结果分析,该装置在波长范围2.5～14 m,1 000 ℃、3 000 ℃、5 000 ℃、7 000 ℃四个温度点条件下,测量误差为1%,在5 000 ℃、7 000 ℃时,测量误差小于0.1%。分析讨论了对测量结果产生影响的因素,得出当标准黑体温度与被测红外目标温度不一致时,会给测量带来较大误差;在3.0～5.4 m范围内,分别选用InSb和MCT两种探测器,产生的偏差为0.5%。     

亮度增益对基于像增强器的目标背景对比度影响

亮度增益为微光像增强器的重要参数,影响微光夜视环境下以微光像增强器为核心的目标背景对比度测试结果精度.本文基于对比度测试原理,通过对不同亮度增益的ICCD进行目标背景对比度测试,分析得到亮度增益与目标背景对比度的变化关系及影响因素.测试结果表明:亮度增益分别为12000 cd/(m2·lx)、8300 cd/(m2·l...     

基于瑞利分布的弱小目标能量计算方法研究

随着科学技术的不断进步,军事目标也向着小型化、超高速、低可探测度的趋势发展,因而对目标的探测与识别能力也提出了更高的要求。文中在深入分析点目标成像过程及其能量分布的基础上,提出基于偏态瑞利分布点目标能量计算方法,并通过红外辐射特性测量精度对比实验进行验证,得出应用该方法的辐射强度测量偏差可控制在8%以下,而且测量离散程度更小,可有效区分弥散点目标和背景灰度值,证明该方法具有良好的工程适用性,较高的测量精度且广泛的应用前景。     

基于FTIR的目标背景辐射测量方法研究

介绍了用FTIR光谱仪进行目标背景辐射测量的方法,通过黑体对系统的光谱响应进行标定,得出系统的仪器响应函数IRF.分析背景辐射和大气的衰减作用对目标红外辐射的影响.应用MODTRAN大气辐射传输软件计算大气辐射等相关参数,给出了大气透过率谱以及测量得到的大气背景辐射谱.     

目标与背景的红外辐射特性仿真方法

基于红外辐射理论,综合考虑自身辐射、反射辐射、大气长波辐射等因素,研究了目标的红外辐射特性仿真方法,编制了目标红外辐射仿真软件。以某钢板为例,建立了目标的仿真计算模型,确定了目标表面的边界条件,计算了目标表面的温度场分布,将仿真计算与试验测量的钢板表面温度数据进行了对比,结果显示:仿真计算的平均误差在1.5 ℃以下,验证了仿真方法的正确性,并在此基础上仿真计算了不同时刻目标的红外辐射特征分布,证明了红外仿真方法的合理性,为车辆与复杂背景的红外仿真计算奠定了基础。     

夜间天空背景及云层红外辐射测量分析

采用中波、长波红外热像仪对夜间无云天空背景及云层背景红外辐射亮度进行了测量。无云天空背景中波波段辐射亮度在0.58~1.30 W·m-2·sr-1,长波波段辐射亮度在6.61~15.29 W·m-2·sr-1。由于夜间条件下无太阳辐射影响,相同俯仰观测角条件下,0°~360°各个方向天空背景辐射亮度基本一致。从无云区到有云区,随着云层厚度的增加,其辐射亮度逐渐增大。相对于无云背景,中波波段云层中心辐射亮度增加了1.5%,长波波段云层中心辐射亮度增加了14.2%,长波波段云层对天空背景辐射影响更加显著。     

空中目标红外特性的计算方法

文中建立了空中目标红外特性的物理模型,讨论了目标红外辐射强度和对比强度的计算方法,考虑了太阳、天空、地面等背景辐射和大气衰减作用对目标红外辐射的影响。本文应用了LOWTRAN7软件计算太阳辐射、大气辐射和大气透过率等参数。     

非朗伯面目标对复杂背景红外辐射的散射特性

研究了非朗伯面目标对复杂背景(太阳和海天背景)红外辐射的散射特性.基于双向反射分布函数(BRDF),通过坐标变换、对面元求和以及对波长积分等操作导出了非朗伯面目标散射亮度的空间分布式.利用海天背景的光谱亮度和太阳光谱照度(由大气传输软件Modtran计算),以及目标表面的光谱BRDF,以圆柱体为例,分别对3～5 μm和...     

不同地面背景下目标与背景红外辐射对比特性

目标与背景的红外辐射对比特性研究对于红外制导和红外隐身课题都具有十分重要的意义,在此对不同地面背景下的目标车辆与背景红外辐射对比特性进行研究。先引用了目标红外辐射特性的计算公式,再分析主要水泥地面和土壤地面两种不同背景不同的辐射求解方法。最后通过仿真实验,总结出随着温度上升不同地面背景下目标车辆与背景红外辐射对比特性的变化,得到水泥地面和土壤地面中,不同发射率目标隐身需要达到的温度,为今后的目标隐身提供了数据支持。     

地面目标与背景的红外辐射对比度特性

红外系统对处于地面背景中的目标探测,很大程度上取决于目标本身与周围背景之间的红外辐射特征差异,即两者之间的辐射对比度。简要讨论了辐射对比度与目标发射率及目标背景温差的关系。分析了影响地面建筑物及水泥地面温度的各种因素,建立了基于一维有限差分法的计算温度的模型并利用MATLAB得以实现。计算了目标与背景在8~14 ?滋m波段上的红外辐射对比度。结果表明在不同情况下同一目标与背景的红外辐射对比度变化较大,不同方位墙面与背景的对比度具有不同的变化趋势。     

基于AOTF分光方式的短波红外成像光谱仪背景辐射特性

由于声光可调滤波器(AOTF)晶体和声电换能器制造工艺的限制,基于AOTF分光方式的成像光谱仪通光孔径和光学透过率较小,导致有效目标入射量较小,此时系统背景辐射的影响不容忽视。具体阐述了系统背景辐射对信噪比及辐射精度的影响,对系统背景辐射量进行了理论分析计算,并通过实验验证了背景辐射的温度特性。最后,提出局部控温的方法来抑制背景辐射的影响,并通过实验验证了其有效性,为工程系统设计提供了必要的参考。文中的研究同样适用于其他有效目标入射辐射量小或系统工作环境温度变化大的红外光谱成像系统。     

基于均值漂移的背景建模方法

介绍了一种从包含复杂运动场景的图像序列中获取理想背景模型的有效方法。通过分析背景建模的若干影响因素为理想背景构建模型。使用非参数化的均值漂移算法寻找背景图像像素值分布最为集中的区域,并且实现背景模型的不断更新。实验结果表明,该方法较传统背景生成算法具有较强的鲁棒性,能够有效实现在复杂场景下的背景建模和目标检测。     

一种自适应的图像背景对消方法

针对成像跟踪系统视场中存在的背景图像灰度分布的不均匀性，在分析邻域平均法的基础上，提出了一种自适应“背景对消”的预处理方法，并给出了采用流水线技术来实时实现“背景对消”的信息流程，最后分析了该方法的处理效果。     

红外辐射测量系统外场标定方法及飞行目标亮度反演方法

对于外场红外辐射特性测量设备,标定建立了输出灰度和输入能量之间的对应关系。通过构建中心红外系统外场标定体系,分析了直接扩展源标定、间接扩展源标定、小面元黑体近距离成像标定的能量传递过程、标定试验过程以及3种标定方法得到的系统响应度和系统底灰度的物理含义,指出了它们的相同和不同之处,进行了一致性分析。给出了采用标定数据计算飞行目标亮度的方法并提出了中距离外场红外辐射测量实验方法,对大气透过率软件和标定方法进行验证。     

短波红外吸收带林火与背景辐射亮度比较分析

对于短波红外吸收带图像高温目标特征的研究有利于提高红外目标的识别率。短波红外吸收通道可探测的地面高温目标辐射特征除了与目标温度有关,还受到大气参数状况、遥感器参数设置等影响。采用仿真分析方法,较为系统地获得了不同大气条件下林火目标与地面背景辐射数据,分析了二者的特征差异,并仿真分析了波段带宽设置对仪器接收到的辐射能量的影响。研究表明仪器带宽设置对高温目标的探测信噪比起决定作用,其次,大气模式设置不同,在短波红外水体吸收通道,林火与背景的辐射亮度特征差异显著不同。地面背景入瞳处总辐射在4.3 um附近吸收带主要受程辐射影响,在2.7 um附近吸收带主要受水汽含量影响。     

半透明平板对辐射亮度的衰减影响分析

在半透明平板作为辐射亮度传输介质前提下,讨论了半透明平板对辐射亮度的衰减作用,利用正、逆向光线追迹法追踪了每条光线的传输路径,不仅考虑了平板作为传输介质对辐射亮度的衰减作用,还考虑了辐射亮度在平板内传输时,平板表面对其反射所引起的衰减.相比较传统算法中仅考虑平板作为传输介质对辐射的衰减,在考虑了半透明平板对辐射亮度的反射作用后,计算得出的结果更为精确,尤其是在出射角为π/2时,该算法计算精度相比较传统算法提高了11.97倍.     

基于目标与背景红外辐射对比度的红外隐身效能研究

较深入分析了目标与背景的红外特性,进一步完善了红外辐射对比度计算模型,通过外场实验,采集了目标与背景随时间变化的温度,利用建立的红外隐身效能指标,对普通钢板与相变材料板进行了评估,验证了此红外隐身效能评估方法的可行性.     

天空大气背景红外辐射建模与计算

研究天空大气背景的辐射对空中目标的探测非常重要,为此对大气辐射亮度的计算进行了建模与计算,通过对大气分层的方法得到了天空辐射亮度的计算公式,然后结合公式对吸收和散射的计算方法进行了详细的讨论,对于吸收主要考虑了水蒸气、二氧化碳和臭氧的吸收,而散射主要讨论了气溶胶的散射,最后通过典型数据对大气吸收、散射、透过率、光谱辐射亮度、辐射亮度等进行了计算,与MODTRAN软件的计算结果进行了比较,并对天空红外辐射的特点进行了分析。