基于MODTRAN的復雜大氣條件下紅外系統(tǒng)作用距離計算.pdf

1、近年來，由于紅外成像系統(tǒng)能夠在夜間和惡劣氣象條件下工作，作用距離較遠，且為被動工作方式，不易被發(fā)現(xiàn)和干擾，受到了世界各國的重視，被廣泛應用于航空航天偵查、遙感、夜視、成像制導跟蹤、天文學、醫(yī)療成像、工業(yè)故障診斷等軍事和民用領域。因此，紅外成像系統(tǒng)的性能評價對理論研究和實際應用有非常重要的意義。作用距離是紅外成像系統(tǒng)的重要參數(shù)之一，對紅外成像系統(tǒng)的作用距離進行評估對提高系統(tǒng)設計水平、降低成本、縮短研制周期有著重要的意義。
　　紅外成

2、像系統(tǒng)的作用距離與許多因素有關，主要有：目標的紅外輻射特性、紅外輻射在大氣中的傳輸特性以及紅外成像系統(tǒng)自身的性能等。本文推導和分析了紅外成像系統(tǒng)的作用距離公式，從目標和背景的紅外輻射特性、大氣對紅外輻射的吸收、散射和衰減及系統(tǒng)自身性能三個方面介紹了影響紅外成像系統(tǒng)作用距離的因素。大氣環(huán)境對紅外輻射傳輸?shù)挠绊懞艽螅怯绊懠t外成像系統(tǒng)作用距離的重要因素,且難以用準確的數(shù)學公式表達，是計算紅外成像系統(tǒng)作用距離的難點。
　　在大氣透過率的

3、處理上，本文采用國際公認的MODTRAN軟件進行計算。MODTRAN對大氣透過率的計算充分考慮了水蒸氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、臭氧等物質對紅外輻射的衰減作用，以及大氣溫度、濕度、海拔高度、能見度、觀測路徑以及傳播距離等因素對透過率的影響，計算結果精確。通過設置 MODTRAN的大氣參數(shù)與探測方式等參數(shù)可得到所需的大氣透過率數(shù)據(jù)。根據(jù) MODTRAN所得數(shù)據(jù)，建立了一定大氣條件、不同海拔高度、不同路徑的大氣透過率的數(shù)據(jù)庫，供紅外成像系

4、統(tǒng)作用距離計算時調用，使作用距離更快捷、方便、精確。巡航導彈由于具有突防能力強、命中精度高、靈活性強等優(yōu)點備受各國軍方重視，近年來已經發(fā)展為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的重要空襲利器。因此有效對抗巡航導彈是防空作戰(zhàn)面臨的重要問題。正確估算紅外成像系統(tǒng)對巡航導彈的作用距離是對其進行探測預警和有效抗擊的基礎。根據(jù)本文所得作用距離公式及用 MODTRAN所得大氣透過率數(shù)據(jù)，以Catherine-GP型號的熱像儀為例，計算了此熱像儀對戰(zhàn)斧4巡航導彈的作用距離。計算