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天空背景红外辐射亮度测量及其对目标探测的影响分析

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红外技术 2015年第9期37卷 774-777页

作者：王东赵威陈勇张岩岫成斌王冰中国洛阳电子装备试验中心光电对抗测试评估技术重点实验室河南洛阳471003

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... 详细信息

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%。

关键词：天空背景红外辐射亮度目标探测程辐射探测距离

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波瓣喷管红外抑制器红外辐射特性的数值研究

红外技术 2017年第7期39卷 615-620页

作者：杨智惠韩玉阁任登凤南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

对具有不同尾缘形状的两种波瓣喷管红外抑制器的红外辐射特性进行数值研究。在流场计算结果的基础上,计算了不同探测方位角下,两种红外抑制器在3~5?m波段的红外辐射亮度和点源探测功率,对两种红外抑制器的红外隐身性能进行评估。研究结... 详细信息

对具有不同尾缘形状的两种波瓣喷管红外抑制器的红外辐射特性进行数值研究。在流场计算结果的基础上,计算了不同探测方位角下,两种红外抑制器在3~5?m波段的红外辐射亮度和点源探测功率,对两种红外抑制器的红外隐身性能进行评估。研究结果表明,交变波瓣喷管的引射掺混性能较普通波瓣喷管好,明显降低了混合管壁面和尾焰气体的温度;在相同探测条件下,交变波瓣喷管红外抑制器在3~5?m波段的红外抑制效果优于普通波瓣喷管红外抑制器,前者比于后者,最大可分别降低固体壁面和尾焰气体探测功率15.7%和13.3%,整体探测功率降低14.5%,有利于红外隐身性能的提高。结果还显示,固体壁面辐射约占红外抑制器整体辐射的80%。因此,对红外抑制器进行优化时,应能有效降低固体壁面辐射。

关键词：波瓣喷管红外抑制器红外辐射特性尾焰辐射红外辐射亮度探测功率

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高热剂的红外辐射特性研究

红外技术 2011年第11期33卷 670-673页

作者：吕惠平潘功配陈昕陈厚和朱晨光刘国生南京理工大学化工学院江苏南京210094

为探讨高热剂的红外辐射特性,设计并制备了6种不同组分的高热剂,并对其红外辐射亮度开展了实验研究。实验发现在4.15～5μm波段内Al+Fe3O4和Mg+CuO的最大红外辐射亮度分别达到了66934和43718 W·m-2·sr-1;在2.5～3.1μm波段内Al+Fe3O4... 详细信息

为探讨高热剂的红外辐射特性,设计并制备了6种不同组分的高热剂,并对其红外辐射亮度开展了实验研究。实验发现在4.15～5μm波段内Al+Fe3O4和Mg+CuO的最大红外辐射亮度分别达到了66934和43718 W·m-2·sr-1;在2.5～3.1μm波段内Al+Fe3O4和Al+CuO分别达到了15097和13365 W·m-2·sr-1;高热剂都在8～14μm波段内也具有较好的红外辐射,其中Mg+Fe3O4和Al+CuO的最大红外辐射亮度值分别达到了691.5和611.8 W·m-2·sr-1。结果表明高热剂是高效的红外诱饵添加成分。

关键词：高热剂红外辐射亮度红外诱饵

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基于小波神经网络的红外光谱发射率计算方法

微波学报 2020年第6期36卷 89-93页

作者：傅莉陈跃文刘丰瑞宫禹沈阳航空航天大学自动化学院沈阳110136 沈阳飞机设计研究所沈阳110135

红外光谱发射率是战机蒙皮重要的红外隐身参数之一,为消除大气等外界因素对红外辐射特性测试结果的干扰,建立一种基于小波神经网络的目标红外辐射亮度模型,利用这种模型对测试样本进行网络训练,建立3~5μm和8~12μm波段红外辐射亮度模型... 详细信息

红外光谱发射率是战机蒙皮重要的红外隐身参数之一,为消除大气等外界因素对红外辐射特性测试结果的干扰,建立一种基于小波神经网络的目标红外辐射亮度模型,利用这种模型对测试样本进行网络训练,建立3~5μm和8~12μm波段红外辐射亮度模型,进而计算不同波长下目标的光谱发射率。通过与标准黑体对比,验证所建小波神经网络模型的光谱发射率与黑体实际的光谱发射率相比,最大相对误差约为2%,并将该方法应用于飞机蒙皮的光谱发射率计算。

关键词：小波神经网络光谱发射率红外辐射亮度

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红外目标发射率模型辨识与表面温度测量

红外目标发射率模型辨识与表面温度测量

作者：付金鑫沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

光谱发射率是研究目标物体红外辐射特性的一个极其重要参数,它能够非常全面地反映某个目标物体的红外辐射规律,因此物体的光谱发射率在很多的方向上都有应用,例如医药和国防等方面。本文采用光谱辐射计采集目标物体的光谱辐射亮度,再利... 详细信息

光谱发射率是研究目标物体红外辐射特性的一个极其重要参数,它能够非常全面地反映某个目标物体的红外辐射规律,因此物体的光谱发射率在很多的方向上都有应用,例如医药和国防等方面。本文采用光谱辐射计采集目标物体的光谱辐射亮度,再利用红外物理的相关知识理论,通过目标物体的波长与光谱辐射亮度的关系,建立神经网络模型。利用所建立的神经网络模型计算出波段在3μm和82μm时目标物体的红外辐射亮度,利用维恩位移定律与普朗克公式计算此时的温度,并与标准黑体在相同条件下的红外辐射亮度比值可以得到此温度时目标物体的光谱发射率。本文的主要研究内容包括:结合红外物理的相关知识,利用标定后的辐射计测量目标物体的光谱辐射亮度干涉数据,再通过计算得到目标物体的光谱辐射亮度数据。利用RBF神经网络算法对3μm和82μm波段的光谱辐射亮度数据进行建模,计算得到3μm和82μm波段内目标物体的光谱辐射亮度。通过红外辐射特性的基本规律,计算目标物体的表面温度;同时根据能量法,进而计算出目标物体的光谱发射率。将波长与光谱辐射亮度数据作为神经网络的训练数据,建立极限学习机神经网络模型。利用神经网络模型计算得到的光谱辐射亮度数据计算3μm和82μm波段内的光谱发射率和表面温度。通过相同且大量的样本数据比较这两种算法,得出在拥有较高的准确率的条件下,极限学习机方法计算速度优于RBF算法。最后将极限学习机算法应用于计算飞机蒙皮的红外辐射特性。

关键词：红外辐射亮度光谱发射率 RBF神经网络极限学习机

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闪电红外特性研究及红外图像仿真

闪电红外特性研究及红外图像仿真

作者：王文斌大连海事大学

学位级别：硕士

随着我国防御体系的不断发展,空间防御体系也要求进一步完善。利用卫星进行目标探测是空间防御的主要手段,卫星识别的目标会产生具有极强红外辐射的尾焰,而地球上也存在许多高温现象,比如闪电在其发生过程中也会产生极大的热量,从而对... 详细信息

随着我国防御体系的不断发展,空间防御体系也要求进一步完善。利用卫星进行目标探测是空间防御的主要手段,卫星识别的目标会产生具有极强红外辐射的尾焰,而地球上也存在许多高温现象,比如闪电在其发生过程中也会产生极大的热量,从而对卫星的目标识别造成一定干扰。由于飞行目标多在云内,卫星对目标的识别主要使用红外波段作为探测波段。在卫星的设计过程中需要提供大量的闪电红外图像,对卫星的目标识别能力进行验证检验。目前红外波段的闪电图像较少,为了解决这一问题,需要对近、远红外波段、不同相机分辨率、不同相机观测位置等条件下的闪电红外图像进行仿真,为卫星设计提供模拟数据。本文从闪电云中辐射传输模拟、云顶闪电几何模型仿真、闪电辐射亮度计算、云顶闪电能量分布规律等方面详细的阐述了闪电红外图像的仿真,并设计编写了闪电图像仿真软件。本文的主要研究内容如下:(1)利用蒙特卡洛思想,建立闪电的云中辐射传输模型,进行辐射传输模拟,通过该模拟获得云顶闪电几何模型生长的起始坐标。(2)结合分形思想和林氏系统方法对闪电骨架结构进行设计仿真,结合云顶闪电的成像特点完成云顶闪电几何模型的仿真。(3)基于由分析闪电资料获得的经验公式研究计算了闪电近红外波段的辐射亮度,利用普朗克公式计算得到闪电远红外波段的辐射亮度。(4)根据云顶闪电能量分布规律结合计算得到的闪电辐射亮度值,对云顶闪电几何模型作出修改,完成云顶闪电的红外仿真。(5)利用OpenGl和C++完成仿真软件的编写,软件能够根据不同的输入输出不同的闪电红外图像,具有一定的应用价值。

关键词：蒙特卡洛方法分形几何红外辐射亮度

燃烧火焰辐射毫米波的烟火材料制备及其辐射机理

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燃烧火焰辐射毫米波的烟火材料制备及其辐射机理

作者：彭儒南京理工大学

学位级别：硕士

本论文主要对燃烧状态下的烟火药材料燃烧火焰辐射毫米波性能进行研究。在分析了烟火药燃烧火焰粒子辐射的基础上,基于火焰变化电场辐射毫米波的原理,以硝酸钠和超细红磷为基础烟火药剂,通过调整药剂配方和添加添加剂A、添加剂B、聚乙... 详细信息

本论文主要对燃烧状态下的烟火药材料燃烧火焰辐射毫米波性能进行研究。在分析了烟火药燃烧火焰粒子辐射的基础上,基于火焰变化电场辐射毫米波的原理,以硝酸钠和超细红磷为基础烟火药剂,通过调整药剂配方和添加添加剂A、添加剂B、聚乙烯醇为添加剂,研究并分析了烟火材料燃烧火焰辐射毫米波的机理,并实现了在燃烧状态下烟火药火焰辐射毫米波。在论文的实验部分,首先通过研究各种氧化剂、可燃剂和添加剂的基本性能,选择合适的材料,并经过理论计算和实际试验对比,初步确定烟火材料的配比;根据选取材料性质的研究,采用悬浮沉淀和重结晶相结合的方法,制备烟火薄膜材料,并改变烟火薄膜材料的厚度和添加剂种类,利用自制的3mm波段直流辐射计和OPAG 33傅立叶红外遥感测试仪测试不同薄膜材料燃烧状态下火焰辐射毫米波和红外的强度,高速摄影仪(HSC)拍摄燃烧火焰的变化,同时,利用非接触红外测温仪测试它们的火焰燃烧温度。论文分析讨论了烟火薄膜材料燃烧火焰辐射毫米波的机理,并对比分析不同配方的毫米波辐射强度和红外光谱。研究烟火薄膜材料中各组分配比、添加剂的种类、薄膜厚度对质量燃烧速度、红外辐射亮度、3mm波段发射率和发射功率等性能参数的影响。得出红磷/硝酸钠/添加剂A的复合薄膜材料在燃烧过程能辐射出一定强度的3mm波(最大值约为0.22);添加剂聚乙烯醇加入后,样品燃烧过程中对辐射3mm波强度影响不大,只是延缓火焰燃烧速度及降低燃烧温度,但是对火焰红外辐射强度影响较大;当添加剂B加入复合薄膜中后,火焰中3 mm波辐射强度明显降低,红外辐射强度和燃烧温度变化不大。

关键词：烟火材料火焰辐射毫米波发射率红外辐射亮度

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穿越式红外地平仪的月球干扰问题

航天控制 1986年第4期 6-12页

作者：沈石岑赵健翔刘万富

引言穿越式红外地平仪在扫描冷空间和地球过程中,敏感出地球和冷空间的红外辐射差异而产生电信号,经处理后,得到必要的卫星姿态信息。因此,当地平仪扫描到空间任何一个星体(如太阳、月球)时,所接受的红外辐射能量如果与地平仪扫到地球... 详细信息

引言穿越式红外地平仪在扫描冷空间和地球过程中,敏感出地球和冷空间的红外辐射差异而产生电信号,经处理后,得到必要的卫星姿态信息。因此,当地平仪扫描到空间任何一个星体(如太阳、月球)时,所接受的红外辐射能量如果与地平仪扫到地球时接收的红外辐射能量可相比拟,则地平仪即可敏感它们,并产生干扰信息。所以,地平仪设计中的一个重要问题是消除太阳和月球干扰。我国通信卫星红外地平仪的太阳干扰问题已有一些文章作了说明,这里不再赘述。

关键词：红外地平仪微分地球后沿干扰信号红外地球敏感器行星地卫一卫星月球红外辐射亮度

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基于支持向量机的红外光谱发射率计算方法

沈阳航空航天大学学报 2020年第2期37卷 43-48页

作者：傅莉刘丰瑞王俊华宫禹沈阳航空航天大学自动化学院沈阳110136 沈阳飞机设计研究所沈阳110135

光谱发射率在国防、医学等领域具有重要的研究意义和应用价值。建立一种基于支持向量机神经网络(SVM)的目标红外辐射亮度模型,利用这种模型对测试样本进行网络训练,建立3~5μm和8~12μm波段红外辐射亮度模型,进而计算不同波长下目标的... 详细信息

光谱发射率在国防、医学等领域具有重要的研究意义和应用价值。建立一种基于支持向量机神经网络(SVM)的目标红外辐射亮度模型,利用这种模型对测试样本进行网络训练,建立3~5μm和8~12μm波段红外辐射亮度模型,进而计算不同波长下目标的光谱发射率。通过标准黑体的比对验证,所建SVM网络模型的光谱发射率与黑体实际的光谱发射率相比,最大相对误差小于1.1%,并将该方法应用于飞机隐身涂料钢板的光谱发射率计算。

关键词：支持向量机光谱发射率红外辐射亮度黑体飞机蒙皮