紅外熱像儀在不同大氣環(huán)境下作用距離的研究.pdf

1、近年來，紅外成像系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)療和工業(yè)等領(lǐng)域中，因此紅外成像系統(tǒng)性能的評價對理論研究和實(shí)際應(yīng)用都有著非常重要的意義。本文以紅外成像系統(tǒng)的靜態(tài)性能模型為基礎(chǔ)，建立作用距離（即視距）的估算模型，對紅外成像系統(tǒng)的視距進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)橐暰嗍羌t外成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，視距的計(jì)算為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 紅外成像系統(tǒng)的視距與許多因素有關(guān)，最主要的有：目標(biāo)的紅外輻射特性、大氣的紅外輻射傳輸特性以及紅外成像系統(tǒng)本身的性能。對于目標(biāo)的紅外輻射

2、特性，我們用目標(biāo)與背景的溫差進(jìn)行描述，并且推導(dǎo)了溫差傳遞公式，這樣可以簡化視距的計(jì)算。大氣的紅外輻射特性是對視距影響最大同時也是最為復(fù)雜的一部分，因?yàn)榇髿獬煞趾兔芏仍诓煌瑫r刻、不同地點(diǎn)具有隨機(jī)性，這是本文的難點(diǎn)之一。對于大氣對紅外輻射傳輸?shù)挠绊?，我們主要考慮了大氣吸收和散射兩個因素的影響，吸收部分主要是針對水蒸汽和二氧化碳對紅外輻射的吸收進(jìn)行討論，而且考慮到了高度修正和斜程修正；散射部分利用能見距離進(jìn)行描述。 這一節(jié)主要研究了在

3、兩個紅外窗口3～5μm和8～12μm波段內(nèi)，在水平方向和斜程方向的紅外輻射通過大氣透過率。 紅外成像系統(tǒng)本身的性能與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)系，本文主要對于綜合性能參數(shù)-最小可分辨溫差（MRTD）進(jìn)行計(jì)算，并且以NETD和MRTD為基礎(chǔ)分別對紅外成像系統(tǒng)的視距進(jìn)行計(jì)算，給出了視距估算的兩個模型：點(diǎn)目標(biāo)視距估算和擴(kuò)展源目標(biāo)視距估算。點(diǎn)目標(biāo)視距估算模型是以等效噪聲溫差（NETD）為基礎(chǔ)建立的；擴(kuò)展源目標(biāo)的視距估算模型是以MRTD為基礎(chǔ)建立