观测几何对目标探测性能影响的仿真分析

在光电武器作战探测目标性能问题的研究中,不同大气/气溶胶模式、不同观测几何条件下的光电武器作战效能差异显著.针对上述问题,通过分析大气传输和观测几何对视在对比度的影响,建立了视在对比度传递模型,结合TIP准则提出了观测几何对目标探测性能的影响模型.利用Modtran软件离线计算的基础数据,提出了探测性能模型快速仿真计算方法,实现了典型地区、全天时、不同观测几何和观测距离条件下的成像系统探测性能的快速仿真计算.采用快速仿真计算方法,选取典型参数,计算并分析了不同大气/气溶胶模式、观测几何等因素对视在对比度、探测概率和探测距离等指标的影响.结果表明:观测几何对目标探测性能影响显著,50％探测概率条件下,顺光探测距离是逆光探测距离的1.38 ～1.7倍;不同大气/气溶胶模式条件下,观测几何对探测距离影响差异明显,海洋性气溶胶模式下影响较大,乡村型气溶胶模式下影响较小.文中提出了观测几何对目标探测性能的影响模型和快速仿真计算方法,为光电武器系统任务规划和作战效能评估提供了理论和技术支持.     

高温激波层CO2辐射与传输特性数值计算研究

CO₂是中、短波红外探测的主要辐射噪声源,目前针对高温CO₂辐射和传输特性的研究尚不明晰。重点研究了激波层中CO₂的吸收作用,并对CO₂热辐射及光敏面各辐射分量占比进行了计算与分析。采用改进的切线平板法求解辐射传输方程,并考虑了目标与窗口辐射对激波层内辐射场分布的影响,据此推导了激波层红外辐射和传输特性计算模型,最后给出了探测器光敏面各辐射分量及占比计算模型。对某型超声速红外制导导弹飞行高度h=1 km、飞行速度Ma=3~5时激波层特性进行仿真计算,结果表明:中波波段激波层透过率低于短波波段,但总体来说可忽略激波层吸收作用;飞行速度增加导致CO₂辐射噪声区间向长波方向拓宽,Ma≥4、h=1 km时,4.4 μm以上波段有严重的CO₂辐射噪声淹没目标信号,截止波长为4.4 μm的滤波器无法适用。     

微偏振片阵列红外成像非均匀性产生机理及其校正

集成微偏振片阵列红外成像系统的偏振度图像对非均匀性高度敏感,不经非均匀校正的偏振度图像存在较大误差。为了校正微偏振片阵列红外成像的非均匀性,以入射光Stokes矢量形式,建立了光电转换基本过程的偏振像素模型,基于入射激励和辐射响应数据,分析了微偏振阵列与红外焦面联合作用下非均匀性产生机理。提出一种基于多次辐射测量的矩阵形式的非均匀性校正方法,该方法通过构造多组测量方程,求解偏振像元的增益矢量,由相邻四像元增益矢量组成超级像元的增益矩阵,结合Stokes矢量提取矩阵,逆向求解重构点的校正矩阵。实验数据表明:该方法比两点法降低非均匀性约5%~20%,有效改善红外偏振度图像质量。