遠(yuǎn)距離目標(biāo)紅外輻射探測研究.pdf

1、紅外技術(shù)在現(xiàn)代軍事、工業(yè)以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域已經(jīng)越來越受到研究人員的重視并已經(jīng)在各領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。紅外輻射探測則是紅外技術(shù)應(yīng)用的一個重要方面，因此紅外輻射的探測對理論研究和實(shí)際應(yīng)用都有著非常重要的意義。本文主要研究遠(yuǎn)距離目標(biāo)的紅外輻射探測相關(guān)理論與技術(shù)。首先對紅外技術(shù)以及紅外輻射探測的研究背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。然后介紹了紅外探測相關(guān)的理論基礎(chǔ)，主要包括黑體及灰體輻射規(guī)律的相關(guān)理論。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴首先分

2、析討論了遠(yuǎn)距離目標(biāo)的輻射探測原理。本文采用雙波段的原理進(jìn)行高空遠(yuǎn)距離目標(biāo)溫度的測量，然后結(jié)合普朗克輻射定律計算目標(biāo)的紅外輻射。目標(biāo)在3~5μm和8~12μm兩個波段具有不同的輻射強(qiáng)度，根據(jù)雙波段測溫的原理，可以建立溫度與比值的對應(yīng)關(guān)系，然后由探測器接收到的兩個波段不同輻射強(qiáng)度即可得出目標(biāo)的溫度。⑵提出了一種目標(biāo)投影面積的計算方法并討論了遠(yuǎn)距離目標(biāo)紅外輻射強(qiáng)度的計算方法。在得到目標(biāo)溫度之后，目標(biāo)的真實(shí)輻射強(qiáng)度可根據(jù)普朗克輻射定律計算出來，

3、但前提是目標(biāo)在視線方向上的投影面積已知，所以需建立目標(biāo)投影面積的計算模型。在文中，根據(jù)輻射探測的目的，我們假設(shè)目標(biāo)是一個圓錐體，并給出了不同觀察方向下，目標(biāo)投影面積的計算方法。⑶分析了遠(yuǎn)距離探測時，大氣的吸收、散射以及氣象條件等因素對紅外輻射的衰減影響，其中重點(diǎn)分析了水蒸氣和CO2氣體分子對紅外輻射的吸收衰減，并考慮了各自的吸收透過率在不同海拔高度和傾斜距離傳輸條件下的修正。然后，在考慮地球曲率的情況下提出一種計算任意方向兩點(diǎn)大氣衰減的

4、計算模型，并分別計算了3~5μm和8~12μm兩個波段的大氣吸收、散射以及氣象條件的衰減結(jié)果。⑷根據(jù)具體的數(shù)據(jù)以及圖表討論了遠(yuǎn)距離目標(biāo)的紅外輻射探測。首先，根據(jù)分析得到的數(shù)據(jù)，得出遠(yuǎn)距離紅外輻射的探測對氣象條件的要求，即必須在氣象條件良好的情況下進(jìn)行。然后，分析了遠(yuǎn)距離輻射探測對海拔高度的要求，并給出了不同海拔高度下紅外輻射的衰減規(guī)律；接著，討論了遠(yuǎn)距離目標(biāo)的輻射探測在不同傳輸距離下的衰減規(guī)律；最后，給出了在特定海拔高度，不同探測距離下