紅外輻射是當(dāng)今社會運(yùn)用廣泛的一段電磁輻射波段,在軍事、工業(yè)、醫(yī)學(xué)等方面都有重要應(yīng)用。而紅外探測系統(tǒng)由于其被動式探測的工作方式,有著保密性強(qiáng)、隱蔽不易被發(fā)現(xiàn)、不易被干擾的優(yōu)點(diǎn)。針對目標(biāo)的識別技術(shù),也是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。紅外光譜成像系統(tǒng)的出現(xiàn),使得紅外探測在目標(biāo)識別領(lǐng)域有了迅速的發(fā)展。是目標(biāo)識別領(lǐng)域的一項先進(jìn)技術(shù)。本文對發(fā)動機(jī)尾焰的探測和識別主要是通過對紅外圖像的處理以及特征光譜匹配等方式進(jìn)行的,其中圖像處理的部分主要是通過尾焰的形態(tài)以及與背景的差別進(jìn)行區(qū)分,而光譜識別部分則是通過特征光譜的提取和匹配進(jìn)行區(qū)分。本文首先對發(fā)動機(jī)尾焰的紅外輻射特性進(jìn)行分析,研究了紅外技術(shù)的輻射理論以及紅外在大氣中的傳輸特性,驗(yàn)證使用的紅外光譜成像系統(tǒng)的工作波段實(shí)際可行。并通過模擬出的紅外目標(biāo)輻射信息得到被測目標(biāo)的特征光譜,為后續(xù)的目標(biāo)光譜匹配提供基礎(chǔ)模板。其次對紅外光譜成像系統(tǒng)的工作性能進(jìn)行研究。本文通過系統(tǒng)的響應(yīng)曲線、噪聲等效功率、信噪比等方面出發(fā),計算出短波紅外光譜成像系統(tǒng)的NETD值,并通過NETD值建立系統(tǒng)作用距離的數(shù)學(xué)模型,得到系統(tǒng)針對發(fā)動機(jī)尾焰的最大探測距離。最后是針對紅外目標(biāo)的檢測,使用圖像處理... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

光譜維數(shù)據(jù)圖

第二章紅外目標(biāo)的輻射特性11線。灰體的發(fā)射本領(lǐng)與黑體發(fā)射本領(lǐng)是一個定值，而自然存在的物體即除黑體外的輻射源，在一些光譜區(qū)間內(nèi)，都可以被看作灰體，這一點(diǎn)也為各種項目試驗(yàn)等活動的建模提供了理論支持。這種有選擇性的輻射體都會在一定的波段內(nèi)近似為灰體，能夠起到簡化計算的作用。0.5黑體光灰體譜發(fā)射本領(lǐng)波長1圖2.4黑體光譜發(fā)射分布黑體選擇性輻射體灰體圖2.5各發(fā)射體輻射特性2.1.3紅外輻射的大氣傳輸1）大氣的組成大氣中主要組成成分包括，，和等氣體，這些氣體所占的比重在80km的高度下可以基本視為不變，通常稱它們?yōu)椴蛔兂煞謿怏w；水蒸氣、臭氧、二氧化硫等氣體在大氣中的占有量會受到氣溫、海拔或者所處地方的影響，這些可被稱作變氣體，其中占比重最大的是水蒸氣。水蒸氣的含量受高度的影響極大，成反比關(guān)系。與之相反的是臭氧，在23km以下，臭氧與高度的關(guān)系成正比，并在23km處達(dá)到極值，

第二章紅外目標(biāo)的輻射特性12隨后再逐漸減校由此，在日常生活中，臭氧對探測的影響不大，只有考慮星載設(shè)備時才需考慮它的吸收，考慮的重點(diǎn)部分集中在二氧化碳和水蒸氣。[8]除了以上的氣體成分，大氣中還存在著許多雜質(zhì)，諸如雨、雪、霧、云、灰塵、煙、碳粒子、鹽粒子、微生物等，這些微粒的大小大多分布在10~10范圍內(nèi)，這一部分微粒被稱為氣溶膠。這一部分物質(zhì)對紅外輻射的傳輸產(chǎn)生很大的影響，因?yàn)槠湔凵渎逝c大氣不同，容易產(chǎn)生散射和吸收。[11]2)大氣的吸收在傳輸過程中，紅外輻射會受到大氣的吸收和反射，因此其輻射強(qiáng)度會逐漸減弱，進(jìn)而影響到紅外探測設(shè)備的接收和識別。在大氣中，對紅外產(chǎn)生吸收作用的主要是氣體分子和懸浮微粒。由于這些物質(zhì)的存在，在紅外波段范圍內(nèi)形成了三個大氣窗口，分別在1μm、3-5μm、8-12μm附近。其中在3-5μm這個波段的透射光譜如圖2.6所示。由圖可見波段內(nèi)有兩段投射的幾乎為零。[14]圖2.6大氣在3-5μm的透射比3)大氣的散射由于大氣中的一些微粒，如霧和霾的存在，紅外輻射在大氣傳輸?shù)倪^程中會產(chǎn)生散射。在大氣成分中只有霧吸收物質(zhì)時，透過率與傳輸路程的關(guān)系可表示為（2-11）通過大氣中的氣體分子以及氣溶膠對紅外傳輸產(chǎn)生的散射主要有三種，分別為瑞利散射、米氏散射和無選擇性散射。瑞利散射發(fā)生的情況為：大氣中的粒子的直徑遠(yuǎn)小于傳輸能量的波長，這種散射主要由大氣中的氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等造成。而紅外波段相對于紫外和可見

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]隱身飛機(jī)尾焰紅外探測仿真技術(shù)研究[D]. 丁亮.電子科技大學(xué) 2016
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本文編號：2962473