红外隐身目标的探测

红外隐身对抗是近几年发展起来并应引起足够重视的红外对抗技术的一个方面。从本质上讲,红外隐身就是利用红外成象系统的弱点,通过改变目标的热外形、或目标的热辐射或加以抑制性干扰,使红外系统难以探测到真正的目标。为使系统可靠地探测到采用了红外隐身的目标。本文从检测弱点目标的角度,提出了几种可能的反对抗措施,并分别对其机理和实施进行了探讨。最终得出的结论是:光电复合、多模体制工作的系统是反红外隐身对抗的最有效手段,采用先进的信息处理技术也是提高系统反对抗能力的主要途径。     

小目标态势下旋翼飞机红外辐射特性表征及其反演方法

目标红外辐射特性的研究对红外探测距离的预测和评估具有重要的意义。分析了基于红外图像的面目标红外辐射特性反演方法用于反演点目标特性时的局限和不足。通过对红外图像上点目标的提取,结合辐射基本理论,推导了目标辐射亮度、像元数和目标整体辐射强度之间的关系,提出了一种针对小目标态势下旋翼飞机的红外辐射特性反演算法,并利用该算法对某型旋翼飞机的红外辐射强度进行了反演计算,得到了不同观测角度下3~5 μm波段红外辐射强度分布。结果表明,该方法可以实现远距离小目标红外辐射强度的反演,对于红外侦察系统的作用距离评估具有一定的意义。     

一种新型空空导弹红外成像引信

传统的空空导弹引信采用的环视探测方式，将引信的信息处理时间限制在极短的范围内（一般小于2ms），且使引信在某一时刻只能获取变形很大的目标局部图象。这种探测方式对引信探测性能的影响并不大，但却严重限制了引信对目标的识别概率。提出了一种新型空空导弹红外成象引言，它采用前视红外图象和制导引信一体化技术，能够有效地解决上述问题。还分析了该引信的探测距离特性并给出了一些仿真结果，设计出了其图象处理和目标识别等算法。     

浅议凝视红外成象系统

本文首先论述了机械扫描成象系统的局限性,以至于使目前的扫描成象系统性能受到了很大的限制,特别是红外成象系统的快速性受到了极大的制约。文章中讨论了凝视红外成象系统的概念和有关性能的数学表达式以及在信息处理方法上的可能变化;并对如何利用现有的技术,发展凝视系统提出了初步设想。最后指出,为了研制凝视系统,应该预先开展哪些技术的研究。     

多元红外成象系统的研制

本文首先概述我国红外成象技术现状和研制多元红外成象系统所存在的关键技术,简述已研制出的采用光导碲镉汞(PC-MCT)60元线列探测器的红外成象系统扫描机理和它同常用的扫描方式相比所具有的优点,列出了系统主要技术参数和指标,给出系统测试数据,附有样机实物照片和有关典型目标的热图象。样机对模拟目标进行了外场测试,系统工作正常,达到了预期效果;同时获取了对海背景和目标的数据。最后,结合样机在研制过程中发现的问题和我国红外技术目前的水平,对多元红外成象系统的进一步开发应用提出几点看法。     

某飞行器红外辐射特性研究

利用目标的红外光谱特性进行目标探测和识别是一种有效的方法。以空间飞行器为目标,研究了其红外辐射特性形成的机理,利用所建立的数学模型,模仿了空间目标在探测面上所形成的红外光谱特性能流分布图,比较了不同表面物性对探测结果的影响。     

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。     

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。     

机载光电探测系统红外性能测试靶板的研究

为了对机载光电探测系统外场性能进行定量评价,设计了野外红外性能测试靶板,论述了该靶板的设计、原理、结构、标定和应用,利用该靶板可以开展不同气象条件下系统的作用距离、探测灵敏度、空间分辨率、温度分辨率、点目标探测等性能测试研究。     

热成象系统的综合评价参数：光谱匹配因数

论证了红外探测器和热成象系统的所有评价参数：响应率、探测度Ｄ、信号Ｖｓ、信噪声比Ｖｓ／Ｖｎ、最大作用距离／ｍａｘ及温差分辨率ＮＥＴＤ、ＭＲＴＤ、ＭＤＴＤ等，无一例外，均要求光谱匹配因数要大。光谱匹配因数能定量反映热成象系统中不同光谱响应的红外探测器，在不同天气秒同光学系统光谱透过率下，对不同温度目标辐射光谱分布的光谱匹配，因此它是能真实、客观、全面、系统、综合、定量反映热成像系统探测效果的最佳综合     

人工搜索和目标捕获特性建模:Ⅲ有模糊媒质时的目标探测

研究了可见度条件动态变化对目标捕获的影响,描述了一种模型,它把目标的物理特征和模糊的统计特性作为输入量;输出量是作为时间函数的探测概率。分析表明,作为时间函数的模糊变量,大大影响预示的目标探测时间,以至于影响红外系统在实际场景中的应用。     

红外焦平面成象制导的目标探测与识别

红外成象探测器的主要特性是由其热灵敏度和空间分辨率来表征,热灵敏度决定了探测器能探测到目标的限定距离,分辨率则决定了可以观察到目标细节的距离。红外焦平面探测器的作用距离受探测器的灵敏度、分辨率,光学系统分辨率以及大气传输效应等综合因素的限制。目前,较为实用的红外焦平面器件是PtSi肖特基势垒红外焦平面。本文结合实     

导弹目标短波红外探测模型研究

随着红外技术的发展,导弹红外探测技术的研究及应用进度也在加快。基于导弹目标的辐射特性,对其短波红外探测技术进行了研究,给出了导弹目标在短波波段的辐射模型以及从信噪比出发的探测模型;针对某特定红外热成像系统进行了短波红外探测的计算机仿真,仿真结果验证了探测模型的正确性。     

航天先进红外探测器组件技术及应用

随着航天遥感应用对探测目标的波段特性、空间分辨率、辐射分辨率、时间分辨率以及可靠性等要求的不断提高,作为航天遥感仪器核心部件的光电探测器,需要向扩展波长范围、提高光电性能、改善光谱形状、减小光敏元尺寸、增加器件规模、提高寿命和可靠性等方向发展。文中从空间多光谱红外探测器、光谱定量化、红外焦平面探测器可靠性封装、新型短波红外探测器等4个方面,介绍了中国近年来研制的一系列航天先进红外探测器组件所涉及的基础研究工作及其在气象卫星等航天应用的进展。     

结合目标特性和局部背景类别预测的红外小目标检测

探索了一种结合目标特性和局部背景类别预测的红外小目标检测算法。具体研 究了红外天空小目标检测中屏蔽地物虚警的问题。在复杂的红外场景中,地面物体由于复杂多变造成 的虚警会严重影响系统的探测灵敏度和鲁棒性。如果仅从目标特性入手,难以滤除地物虚警。首先利 用新 Top Hat 变换提取出潜目标。然后,对每个潜目标,一方面利用目标特性获得一种潜目标为真实目标的 可能性度量,另一方面考虑潜目标一定大小的邻域背景,根据对背景类别(天空或者地物)的预测获得 另一种可能性度量。最后,结合两种度量滤除虚假目标。实验表明,相比仅考虑目标特性的算法,本文 算法的探测性能有了很大提升。     

地表背景条件下红外低温点目标探测距离研究

点目标的探测距离受目标与背景温差、红外系统分辨率和系统噪声等效通量密度限制,基于此建立了地球背景条件下的点目标探测距离模型。分析了点目标和典型背景(冰盖、海水和植被)在2.6~2.8μm波段、3~5μm波段、8~14μm波段的红外辐射特性,计算了不同背景和不同视场分辨率条件下点目标的探测距离,研究表明,以地球为背景探测点目标应当选择2.6~2.8μm波段,对某典型尺寸目标的理论探测距离可以达到700km以上。     

采用前置栅网滤波的红外点目标探测方法

根据红外热成像系统前置栅网的衍射效应,分析其应用于点目标探测领域的可行性;提出了一种基于前置栅网滤波的红外点目标探测方法,详细介绍了算法处理流程,该算法通过背景抑制、图像分割、图形匹配有效地实现了对前置栅网滤波后的点目标像探测;最后,将其与传统的TBD探测方法进行比较。实验结果表明:该方法由于使点目标实现了特定形状的扩展,能更好地区分真实目标和噪声,同时降低算法复杂度,能够实现实时处理,具有很好的应用前景。     

弹道中段目标动态红外辐射特性仿真计算

利用红外光谱辐射特性进行弹道式空间目标探测和识别是一种有效的方法,用该技术探测弹道式空间目标就要对空间目标的红外辐射特性进行研究.在原有目标和诱饵红外辐射特性模型的基础上,综合考虑目标弹道和姿态运动,空间热环境辐射和内热源传热等因素,利用节点网络法建立了弹道中段目标的动态红外辐射计算模型,实现了在不同时刻、不同观测点、不同运动状态下的中段目标红外辐射特性的仿真计算.根据公开的相关资料,设计了两种目标和诱饵,通过对比分析不同弹道条件下目标与诱饵的辐射特性,验证了计算模型的正确性.     

目标红外偏振探测原理及特性分析

红外偏振信息的获取扩展了目标信息的维度,具有广阔的应用前景。与可见光相比,红外辐射不仅包含反射辐射还包含其自身的自发辐射,因此在考虑红外偏振特性时,需要结合目标红外反射辐射以及自发辐射的偏振特性来分析。初步分析了红外自发辐射和反射辐射的偏振特性,介绍了红外偏振信息的表示方法以及获取方式;运用一套分时的红外偏振探测系统获取目标偏振信息,通过对实验数据的分析,归纳出一些红外偏振探测相对于常规红外探测的优势;最后结合当前国内红外偏振探测的现状,分析了偏振探测发展趋势。     

发射率影响通过烟雾/模糊媒质探测目标的分析研究

在确定观察者用热成象系统能否探测军事目标时,目标热对比度的大小是一个关键参数。评价了目标与背景发射率之差值对热对比度估算的影响,并研究了这些差值作用对遮蔽热成象器所观测的目标所需的透过率衰减阈值估算的影响。首先根据目标-背景发射率和热力温度计算了热红外波段目标-背景辐射测量的差值,然后用计算得的结果求出亮度温度的差分函数。亮度温度与作为目标-背景发射率之比值函数的热力温度有关。用夜视中心和电光静态性能模型推导的表示式来检验目标-背景的差值对遮蔽热成象器所观测的目标所需的烟雾模糊媒质衰减的影响。分析结果表明,当目标-背景发射率比值变化小于25％时,遮蔽由热成象器探测的目标所需的烟幕量要变大10倍。