信号处理对红外探测系统作用距离的影响

考虑了信号处理单元的频率函数对红外探测器输出信号的影响,推导了红外探测系统在探测器噪声限下的作用距离方程,对传统的作用距离方程进行了修正;给出了采用匹配滤波技术的信号处理系统和调制系统必须满足的关系及相应的作用距离方程表达式,为红外系统的设计和性能评估提供了正确的理论依据。     

红外系统对隐身飞机的探测距离分析

考虑红外隐身技术对飞机红外辐射特征的抑制,建立能量守恒模型分析隐身涂料表面发射率对目标辐射特性的影响;理论计算远程传输的大气透过率,总结有利于远程红外探测的大气传输规律;根据作用距离模型分析系统可控参数对作用距离提升的影响,理论计算表明,低信号检测信噪比和大光学系统口径的红外系统,在一定条件下,对隐身飞机可实现作用距离大于250 km的迎头探测。     

基于红外探测机理红外接收系统探测概率模型

随着科学技术迅猛发展,光电技术广泛运用于军事侦察、导航、搜索、跟踪、识别、火控瞄准和导弹,其中红外探测是一项比较成熟的光电技术.基于红外探测机理,从作用距离和目标探测概率两方面对红外接收系统进行分析.红外对抗是用来抑制、干扰、削弱、破坏红外系统的正常工作,干扰条件下红外接收设备探测概率将大大降低,文章建立了红外有源干扰和红外无源干扰条件下红外接收系统探测概率模型,对分析红外探测系统干扰情况下效能有一定的现实意思.     

红外警戒系统的探测概率计算

提出了一种新的红外警戒系统的探测概率计算方法.针对给定参数的光学系统,建立了计算过程的数学模型,模型显示未知目标在不同运动状态下的瞬时探测概率密度与警戒系统的转速、目标运动速度及距离成正比关系.以人眼为接收器,分析了大气透过率、目标与背景对比度以及杂波对瞬时探测概率的影响.给定目标的一般参数如亮度、飞行速度范围及与背景...     

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。     

红外目标探测距离的估算

红外热成像系统探测距离的估算,对于提高红外系统设计水平,降低成本,缩短研制和生产周期都有非常重要的作用.但是探测距离受很多因素,如目标特性,大气传输、热成像系统参数等的影响,这使得红外热成像系统探测距离的估算难度大大增加.传统的红外作用距离估算一般是将大气透过率视为常数的,这会带来很大的误差.本文考虑了大气气溶胶模式下大气透过率随环境的改变,给出了更为具体的红外目标探测距离的表达式.通过编制程序和查找相关数据,计算了热成像系统对点源和扩展源的探测距离.     

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.     

泡沫对目标红外探测的影响

探讨了泡沫通过散射、反射和吸收作用衰减电磁辐射的机理,分析了在理想条件及自然条件下红外热像仪对目标的发现和识别概率。以此为基础并采用朗伯—比尔定律,建立了泡沫衰减遮蔽条件下红外热像仪对目标的发现和识别概率的数学模型。利用Matlab仿真软件进行了数值计算,结论为：随着泡沫厚度的增加,红外热像仪对目标发现和识别的概率逐渐...     

红外导引头对巡航导弹的探测距离研究

巡航导弹体积小和低空飞行的特点,使得其具有目标红外辐射强度小、地面背景干扰大以及低空大气对其红外辐射的透过率低的优点。为了准确计算红外导引头对巡航导弹的探测距离,文章对巡航导弹的红外辐射特性以及地面背景的红外辐射特性进行了分析,进一步建立了红外导引头对巡航导弹探测距离的计算模型。提出了利用图解法对作用距离方程进行解算的方法,提高了作用距离模型的计算准确度。利用所建模型计算了某中距离红外导引头对一种巡航导弹的探测距离。计算结果表明,导引头对该巡航导弹的探测距离远小于对常规空中目标的探测距离,尤其在8μm～12μm波段,迎头方向无法探测。     

基于探测距离的军用红外探测器分类

介绍了在引入地球半径的理想条件下计算红外探测器最大探测距离(L)的方法.指出最大探测距离与探测器所在位置的高度以及点源目标的高度密切相关.根据探测距离的量值,可以将军用红外探测器分为3类:第Ⅰ类,探测距离L＜50 km;第Ⅱ类,50 km≤L＜500 km;第Ⅲ类,500 km≤L＜1500 km.     

低发射率材料红外隐身效果研究

为了探究Al-Sr10具有低光泽属性的本质,对该材料进行X射线衍射、X射线能量色散谱、面扫元素分析、8~14 μm红外发射率、光泽度及400~760 nm可见光反射率测试。并采用高能球磨法制备该颜填料,通过扫描电子显微镜等手段探究Al-Sr10颜填料的组分、形态和光学性能随球磨时间的变化。结果表明,Al-Sr10表面易氧化形成灰黑色氧化锶,以及固溶体中的锶元素产生等离激元效应共同作用导致材料消光;Al-Sr10颜填料的物相不会随球磨时间变化,在一定时间内,材料的片状化程度、发射率和光泽度性能随时间的延长得到改善,其中球磨15 h后的颜填料其片状化程度高,发射率低至0.123,光泽度低至3.8。     

使用低发射率膜层的目标红外特性分析

随着红外探测与红外制导技术的发展,军用目标的红外隐身及其评估技术的研究具有越来越重要的军事意义。低发射率膜层是军用目标红外隐身的重要手段之一,低发射率膜层的红外隐身效果评估是研制低发射率膜层的基础。综合考虑目标与外部环境间的对流和辐射换热关系,建立了涂有膜层的目标的温度与红外辐射特性的模型,编制了相应的数值计算程序。针对两种低发射率膜层,计算了添加膜层前后目标表面温度和红外辐射随时间的变化规律,以此分析了膜层的红外隐身效果。结果表明,膜层发射率的选择应考虑被膜层控制的波长以及外部环境的综合影响。     

低红外发射率黏合剂聚异戊二烯/丙烯腈的制备研究

以异戊二烯(IP)、丙烯腈(AN)为共聚单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联单体、十二烷基硫酸钠(SDS)和烷基酚聚氧乙烯醚(TX-30)为复合乳化剂、过氧化羟基异丙苯(CHP)-硫酸亚铁为氧化还原引发体系,采用乳液聚合法合成了热红外隐身涂层用聚异戊二烯/丙烯腈黏合剂。采用红外光谱仪(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(ESEM)、红外发射率测试仪等对共聚物的结构和红外性能进行了表征。研究了共聚物的红外光谱,比较了共聚物和三元乙丙橡胶(EPDM)在8～14μm的红外吸收,并研究了共聚物中交联单体比例对共聚物在8～14μm波段的红外吸收和红外发射率的影响。结果表明:聚异戊二烯/丙烯腈黏合剂在8～14μm波段红外基本透明,红外发射率0.82,能应用于热红外隐身涂层。     

发射率对飞机蒙皮温度及红外辐射特性的影响

建立了某型飞机的简化几何模型,并设置了飞机的飞行航迹。综合考虑了太阳辐射、地球辐射、大气辐射和气动加热的多种因素,结合飞机蒙皮材料物理特性,针对涂覆三种不同发射率的隐身涂层蒙皮建立了导热物理模型,采用一维导热方程计算了飞机在12:00~12:45时间段飞行时不同发射率的蒙皮表面的温度分布。最后综合考虑了环境辐射的影响,分别对具有不同发射率的飞机蒙皮3~5 m和8~14 m两个波段的红外辐射强度进行了数值计算。结果表明:随着蒙皮发射率的减小,在一定程度上能降低蒙皮在8~14 m波段的红外辐射强度,但是因环境因素的影响,仅仅通过降低蒙皮发射率,飞机红外隐身的效果并不理想。     

低发射率材料涂敷区域对排气系统壁温和红外特性的影响

为了研究红外低发射率材料涂敷区域对排气系统壁温和红外特性的影响,在相同实验工况下,实验测量了3种涂敷方案:(1）仅中心锥涂敷;（2）仅混合器内表面涂敷;（3）中心锥与混合器内表面同时涂敷。下轴对称和S弯二元排气系统壁温和红外辐射特性。结果表明:涂敷低发射率材料将导致表面温度升高,同时也影响排气系统非涂敷区域的壁面温度分布。高温部件涂敷低发射率材料时,在涂敷区域可被直接探测的角域内,可有效抑制排气系统的红外辐射,但在涂敷区域不能被直接探测的角域内其影响规律因涂敷方案而变,在3种涂敷方案中,S弯二元排气系统仅涂敷混合器内表面,轴对称排气系统中心锥和混合器内表面同时涂敷低发射率材料时整体红外抑制效果最好。     

海面目标天基红外探测概率研究与分析

天基红外成像侦察有着常规空基、地基、海基军事侦察手段无法比拟的空间优势,业已成为世界上各大军事强国重点发展的一项重要的军事侦察技术。首先,从海面目标的天基红外探测条件出发,推导出极限探测条件下的阈值信噪比和目标等效条带数的数学表达式。然后,以此为基础得出海面目标天基红外探测的探测概率公式。最后,分析了噪声等效温差、探测器瞬时视场、卫星轨道高度、目标与背景的零视距的实际等效温差、目标临界尺度以及大气透射率对天基红外目标探测概率的影响。研究表明对于大温差、大尺度的海面目标,天基红外探测的探测概率相对较高,但在大气透射状况一般时,要通过天基红外观测平台探测小温差、小尺度海面目标较为困难。研究结果对天基红外探测器的研制与设计具有一定的借鉴意义。     

无人机光电探测距离分析

针对低空消费级无人机这种低慢小目标,采用理论建模和对实验中飞行温度参数实测的方法,建立了目标红外辐射模型以及背景辐射参数模型,得到了与实测结果比较相符的红外探测距离。指出了对这类低红外辐射目标,对阳光反射和背景噪声必须精细估算才能得到比较准确的红外作用距离。另外,通过对分析结果的讨论,对未来无人机红外探测系统的设计提出了一些建议。     

Detection range prediction for infrared detection systems

A mathematical model from which detection range may be predicted is developed. The model is specific to systems that base detection upon the exceeding of a threshold voltage by signal plus noise voltage. It is not restricted to a particular electromagnetic wavelength region. The model is applied to a passive infrared detection system. Normalized detection range is given in graphical form as a function of a wide range of values of normalized closure between scans, normalized range at initiation of scan, false alarm rate parameter, and degree of target scintillation, for probabilities of detection of 0.9, 0.7 and 0.5. Specification of the characteristics of a particular system-target-environment complex will allow rapid calculation of detection range for a prescribed probability of detection.     

基于热释电红外传感器探测距离影响因素的研究

为提高热释电红外传感器对目标(行人)的探测距离,对被动式红外传感器探测系统和红外信号进行了研究.由于热释电红外传感器的信号与目标(行人)的感知部位、环境与目标温度差值、透镜的面积和区段数量有关,设计了一种测试红外传感器探测系统感知距离的试验方法.实验结果表明,在考虑了影响探测距离的几个因素后,改进后的红外探测系统探测距离由原来的10m提高到40m,红外信号探测良好.试验方法和结果对其他同类型探测系统的研究有一定的指导和借鉴意义.     

低信噪比红外图像的快速统计法边缘提取

现代成像制导中所使用的红外图像往往存在着噪声大、目标一背景间灰度差较小、边缘较模糊的特点。这些特点会增加边缘提取的难度，因此必须建立更有效的红外图像边缘提取算法以满足需要。针对这些问题，以噪声Gauss分布模型和噪声特征为基础，建立了新型统计学意义下的红外图像边缘检测法。通过对此方法的概率模型进行分析，可以证明在有较大噪声的情况下，只要边缘处的差分值大于一定的值。就能以较大的概率提取出图像边缘。通过在不同情况下与梯度法的抑噪能力进行对比和分析发现，统计边缘提取法的噪声抑制能力要高于梯度法。在与Sobel模板算子法的红外图像边缘检测结果进行仿真和对比后发现，统计法能对红外图像的目标边缘检测取得良好的结果，并且算法具有快速简单的优点。