红外被动定位研究

空中目标的红外辐射在大气中传输中,大气以及大气中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,消光系数也不同。如果大气气象条件在短时间内变化很小,则可认为消光系数在这段时间内没有变化。红外探测系统可以分时探测两个或多个波段的红外辐射,通过一定的信号处理手段,实现对空中目标的被动定位。文中推导了利用消光系数对空中目标进行定位的公式,并进行了计算。     

大气能见度对激光警戒系统作用范围的影响

运用米氏散射理论,计算了大气能见度分别为23、10和6千米,湿度为75％的都市郊区低空条件下,垂直于光轴的截面内直射光束的辐照度分布和大气散射光的最大辐照度分布,得到了合理的结果。     

激光穿越大气层时的折射误差研究

利用地基激光器攻击大气层外目标时,需修正大气折射对激光传输的影响。大气折射指数随高度变化,会发生折射效应。由Snell定律出发,研究了激光穿越大气层时的折射误差。通过实例,计算了折射误差与激光束初始仰角的关系,计算结果表明,低仰角时折射误差大,高仰角时折射误差小。最后提出了攻击卫星时误差修正需考虑的问题。     

一种改进的红外图像分割算法

针对红外图像的特点,提出了一种改进的红外图像分割算法.该算法综合应用模糊熵、遗传算法和数学形态学等技术,从算法流程上对传统的分割算法进行了改进.仿真结果表明,文中提出的算法能快速准确地实现红外图像分割,鲁棒性好,自适应性强,能够针对不同的复杂地面背景,给出较为理想的分割效果:克服了传统分割算法的过分割和欠分割问题.     

红外三色被动测距

由于目标的红外辐射在大气中传输时其不同波长的辐射强度比值会随着传输距离的改变而发生变化,故波长的辐射强度比包含了目标的距离信息。基于上述原理,本文研究了利用比色方法依据空中目标的红外辐射对其进行测距的方法。推导了目标辐射强度色比与目标温度、辐射传输距离、大气消光系数之间的关系。在大气消光系数相对固定时,通过测量不同波长的辐射强度比值对目标进行了测距,推导出了红外三色比距离方程。根据大气辐射传输衰减计算模型,选择8.5、9.0、9.5μm 3个波长作为色比波长,2km处300K黑体作为被测目标,画出了色比测距图。分析显示,图上作业得到的目标距离和温度与实际目标的距离和温度基本相符。另外,利用本方法通过一次测量即可获得目标的距离和温度。     

二氧化钒薄膜对红外脉冲功率激光的智能防护分析

VO2是一种固态热致变色材料,它的晶态结构可以在半导体-金属-绝缘体之间可逆转变。介绍了VO2的相变特性,研究了氧化钒的相变机理。根据激光对光电探测器的损伤机理,研究了氧化钒薄膜对红外脉冲功率激光的智能防护。当CO2脉冲激光照射到HgCdTe红外探测器上时,其热传导深度为0.32~3.2μm,远小于其吸收深度100μm。依据此对VO2薄膜防护的HgCdTe红外探测器的温升进行了计算和分析。结果表明,当一束激光照射VO2薄膜防护的探测器时,VO2薄膜可以在激光对探测器造成损伤之前完成相变,从而可以保护探测器。VO2薄膜可以用于探测器针对强激光的智能防护。     

轨控推进器喷管对尾焰红外辐射的影响研究

针对关于卫星推进器尾焰的红外特性研究较少的现状,对某双组元轨控推进器尾焰的红外辐射进行数值模拟.采用贴体坐标系下的有限体积法,联合求解较复杂形状的喷管扩张段和尾焰的辐射传递方程,得到尾焰的光谱和3～5μm的波段辐射强度.为精确计算尾焰的红外辐射,全面评估了喷管扩张段的辐射对后端尾焰红外辐射的影响.通过对比分析,当天顶角θ＝7π/16时,距离喷口的位置越近,尾焰辐射受到扩张段的影响越剧烈;若扩张段内壁的发射率减小,尾焰在θ＝7π/16方向上的波段辐射强度则会变小;喷口近处的尾焰,在扩张段辐射影响下,计算得到的波段辐射强度数值远大于忽略扩张段的影响下得到的数值.得出结论:在考虑喷管扩张段辐射的影响下,能够很好地改善轨控推进器尾焰红外辐射的计算准确性.     

地面目标的可见光特征及防护研究

研究了地面目标的可见光特征。研究表明地面目标的可见光辐射主要是反射太阳辐射,太阳对地面目标形成的辐照度与日地距离、太阳天顶角、大气气象条件、地面目标海拔高度等有密切关系。目标与背景在可见光波段的对比度取决于目标与背景的反射率;目标与背景对比度在大气中传输时,大气气象条件是最主要的影响因素。文章最后对地面目标的可见光防护方法进行了探讨。     

磁控溅射制备VO_2薄膜及其红外相变特性

采用直流磁控溅射法与氧化法热处理相结合的工艺,在Si基底上制备VO2薄膜,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)透射率测试,分析了VO2薄膜截面结构、晶相成分、成分价态及红外透射率相变特性。实验分析表明,采用直流磁控溅射与氧化热处理相结合的方法,可获得主要成分为具有明显择优取向单斜金红石结构VO2(011)晶体的氧化钒薄膜,其红外透射率具有明显相变特性,相变中心温度为57.5℃,3~5μm、8~12μm波段的红外透射率对比值达到99.5%,适合应用于红外探测器的激光防护研究。     

氧化法热处理温度对氧化钒薄膜热敏特性的影响

采用直流磁控溅射法制备氧化钒薄膜,并采用不同的温度对其进行氧化法热处理,通过XRD、SEM、四探针薄膜电阻测试,分析了不同热处理温度对氧化钒薄膜的晶相特性与热敏特性的影响。实验分析证明热处理温度升高后(400℃)得到的薄膜热敏特性良好,其室温电阻为160KΩ·cm,室温电阻温度变化系数为-2.4%/℃,变温过程中(20~98℃)其平均值约-1.98%/℃,表明温度升高有利于改善薄膜热敏特性,在非制冷红外探测器应用方面具有发展潜力。