空中固定翼目標的紅外輻射散射特性的分析為目標的探測、識別與跟蹤提供了理論支持。根據(jù)空中目標與周圍所處環(huán)境光譜特征的差異,通過仿真計算與圖像處理來辨別出目標,并提供探測所需的紅外輻射成像圖與尾焰光譜特性,為提高探測目標精準性給予了方法與數(shù)據(jù)圖像庫。本文主要內(nèi)容有:1.基于JONSWAP海譜模型使用逆快速傅里葉變換（FFT）求得空間域海譜起伏分布,對海面進行了幾何建模;結合海面溫度與海面的發(fā)射率的計算,通過普朗克輻射定律得出海面自身輻射亮度;通過海面BRDF結合陽光與天空背景輻射獲得海面的輻射亮度。2.對固定翼目標進行幾何建模并剖分,在可見光波段內(nèi),結合目標表面材料BRDF計算得到每一個剖分面元的散射強度,通過對其所有可見面元的散射強度求和得出目標整體的光散射強度分布,主要計算了固定翼目標對陽光與海天背景光譜輻射的散射強度空間分布。3.根據(jù)氣動加熱與熱網(wǎng)絡方程,結合太陽與海天背景輻射,利用FLUENT軟件,計算了目標蒙皮氣動加熱的溫度場。通過輻射傳輸方程計算目標的紅外輻射亮度。文中計算了不同目標不同高度不同波段的目標的溫度場,并獲得蒙皮紅外輻射圖像。4.根據(jù)氣體輻射理論,結合譜模型與C-G... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 BRDF的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 海面輻射的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 目標蒙皮紅外輻射的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 目標尾焰紅外輻射的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的結構與內(nèi)容安排
    1.4 本文的特色與創(chuàng)新
第二章 地球大氣系統(tǒng)中目標輻射特性基礎
    2.1 輻射的基本概念與基本定律
        2.1.1 輻射基本概念
        2.1.2 輻射的基本定律
    2.2 輻射傳熱的基本量
        2.2.1 熱量傳導方式
        2.2.2 輻射換熱角系數(shù)
    2.3 輻射傳輸方程
        2.3.1 比爾-布格-朗伯定律
        2.3.2 施瓦茲希爾德方程
        2.3.3 熱紅外輻射傳輸方程
    2.4 大氣輻射傳輸
        2.4.1 Modtran的概論
        2.4.2 太陽天頂角與方位角
        2.4.3 陽光輻照、天空背景輻射特性
        2.4.4 輻射傳輸特性
    2.5 本章小結
第三章 海面紅外輻射成像
    3.1 海浪譜模型和基本參數(shù)
        3.1.1 海譜的基本知識
        3.1.2 海譜模型
    3.2 海面的幾何建模
    3.3 海面BRDF
    3.4 海面紅外輻射
        3.4.1 海面自身熱輻射
        3.4.2 海面對陽光輻射的散射
        3.4.3 海面對天空輻射的散射
        3.4.4 海面的紅外輻射特性
    3.5 本章小結
第四章 目標蒙皮散射輻射特性研究
    4.1 空中目標幾何建模
    4.2 目標坐標系
        4.2.1 坐標系的建立
        4.2.2 面元面積與法向量
        4.2.3 面元遮擋
    4.3 空中目標蒙皮光譜散射
        4.3.1 空中目標表面BRDF
        4.3.2 BRDF計算結果
        4.3.3 目標對陽光光譜輻射的散射
        4.3.4 目標對天地背景輻射的光散射
    4.4 蒙皮溫度場分布的計算
        4.4.1 流場與氣動加熱
        4.4.2 熱網(wǎng)絡方程
        4.4.3 計算流體力學和湍流模型
        4.4.4 邊界條件
    4.5 空中目標紅外輻射特性
        4.5.1 戰(zhàn)斧導彈蒙皮溫度分布
        4.5.2 戰(zhàn)斧導彈中波蒙皮輻射成像與輻射值
        4.5.3 戰(zhàn)斧導彈長波蒙皮輻射成像與輻射值
        4.5.4 F22蒙皮中波成像與輻射值
        4.5.5 F22蒙皮長波成像與輻射值
    4.6 本章小結
第五章 尾焰紅外輻射特性研究
    5.1 氣體輻射特性的基本原理
        5.1.1 氣體輻射微觀理論
        5.1.2 譜線展寬
        5.1.3 譜帶模型法
        5.1.4 高溫氣體數(shù)據(jù)庫
    5.2 軟件介紹
        5.2.1 SE軟件
        5.2.2 軟件的驗證實驗
    5.3 空中目標尾焰紅外輻射理論計算
    5.4 計算結果
        5.4.1 目標尾焰參數(shù)
        5.4.2 戰(zhàn)斧尾焰中波成像與輻射值
        5.4.3 戰(zhàn)斧尾焰長波成像與輻射值
        5.4.4 F22尾焰中波成像與輻射值
        5.4.5 F22尾焰長波成像與輻射值
    5.5 小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]F35隱身戰(zhàn)斗機紅外輻射特性建模[J]. 曲兆俊,張二磊,周方方.  紅外技術. 2014(11)
[2]飛行參數(shù)對液體火箭尾焰紅外輻射特性的影響[J]. 劉尊洋,邵立,汪亞夫,孫曉泉.  光學學報. 2013(04)
[3]一種實用型粗糙面六參數(shù)雙向反射分布函數(shù)模型[J]. 楊玉峰,吳振森,曹運華.  光學學報. 2012(02)
[4]火箭尾噴焰紅外輻射特性的理論計算[J]. 褚宏偉,許小劍.  紅外與激光工程. 2012(01)
[5]窄譜帶模型數(shù)值研究高溫噴流動態(tài)紅外特性[J]. 王雁鳴,董士奎,談和平,帥永.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2010(11)
[6]無云地球大氣背景輻射光譜亮度的計算模型[J]. 孟雪琴,吳健,楊春平.  應用光學. 2009(01)
[7]數(shù)值模擬噴焰2.7微米紅外輻射特性[J]. 帥永,董士奎,談和平.  航空學報. 2005(04)
[8]大氣輻射傳輸模型及MODTRAN中透過率計算[J]. 毛克彪,覃志豪.  測繪與空間地理信息. 2004(04)
[9]空間目標的可見光散射與紅外輻射[J]. 吳振森,竇玉紅.  光學學報. 2003(10)
[10]導彈氣動耦合分析與解耦算法研究[J]. 雷延花,陳士櫓.  彈道學報. 2003(01)

博士論文
[1]高超聲速氣動熱數(shù)值模擬方法及大規(guī)模并行計算研究[D]. 潘沙.國防科學技術大學 2010

碩士論文
[1]復雜地球大氣背景下目標的可見光/紅外散射與輻射特性[D]. 王萬君.西安電子科技大學 2014
[2]海面對陽光及大氣背景紅外輻射的散射特性研究[D]. 靳蘭海.西安電子科技大學 2014
[3]海面紅外輻射與散射特性研究[D]. 李大釗.西安電子科技大學 2012
[4]海天背景目標紅外輻射特性研究[D]. 李劉苗.西安電子科技大學 2011
[5]高超聲速彈箭頭部氣動熱數(shù)值計算[D]. 張鈞波.南京理工大學 2009
[6]卷弧尾翼彈氣動特性研究[D]. 劉巍.國防科學技術大學 2005
[7]目標與環(huán)境光散射輻射特性與應用研究[D]. 劉安安.西安電子科技大學 2002



本文編號：3620352