1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
3 激光与物质相互作用国家重点实验室，吉林 长春 130033
针对当前空间红外弱小目标状态感知方法存在判别准确率低、人工干涉较多、对数据质量要求较高等问题，提出了一种全新的基于深度学习的判别算法。首先，对空间红外弱小目标状态变化进行了分析，并建立了专用数据集；然后，建立了目标状态感知任务专用的卷积神经网络框架，并在局部标注及自适应阈值等方面进行了创新；最后，应用实验室采集的目标辐射强度信息制作的仿真数据对本算法进行了训练和测试，建立了目标状态感知评估指标体系，并对实验结果进行评估。实验结果表明：在输入连续完整的辐射强度信息时，判别准确率为98.27%；输入片段辐射强度信息时，各状态判别准确率皆大于90%。本算法弥补了现有方法对空间弱小目标状态感知虚警率高和目标信息不完整时不敏感的缺陷，提高了检测速度和精度，可以更好地满足空间红外弱小目标感知任务的需求。
目标检测 深度学习 弱小目标 红外辐射强度 object detection deep learning dim target infrared radiation intensity
中国人民解放军95859部队, 甘肃 酒泉 735018
提出了一种适用于空中扩展目标和小目标红外辐射强度计算的通用模型,该模型消除了对环境温度依赖较大的背景偏置的影响,可有效提升外场复杂多变环境条件下航空目标红外辐射特性测量结果的精度。结合某型航空目标动态红外特性测试数据,探讨了小目标红外辐射强度的计算问题,结果表明:对于中波红外小目标,大气表观辐射强度对总辐射强度的贡献可以忽略,可以采用简化模型计算总辐射强度,但对于长波小目标红外辐射,简化模型不再适用。对红外小目标和扩展目标的外场动态测试数据分别进行了处理,并与理论结果作比对验证,结果验证了模型的正确性。
测量 红外辐射强度 扩展目标 红外小目标 计算模型 精度
南京理工大学能源与动力工程学院, 江苏 南京 210094
对具有不同尾缘形状的两种波瓣喷管红外抑制器的红外辐射特性进行数值研究。在流场计算结果的基础上, 计算了不同探测方位角下, 两种红外抑制器在 3～5 μm波段的红外辐射亮度和点源探测功率, 对两种红外抑制器的红外隐身性能进行评估。研究结果表明, 交变波瓣喷管的引射掺混性能较普通波瓣喷管好, 明显降低了混合管壁面和尾焰气体的温度; 在相同探测条件下, 交变波瓣喷管红外抑制器在 3～5 μm波段的红外抑制效果优于普通波瓣喷管红外抑制器, 前者比于后者, 最大可分别降低固体壁面和尾焰气体探测功率 15.7%和 13.3%, 整体探测功率降低 14.5%, 有利于红外隐身性能的提高。结果还显示, 固体壁面辐射约占红外抑制器整体辐射的 80%。因此, 对红外抑制器进行优化时, 应能有效降低固体壁面辐射。
波瓣喷管 红外抑制器 红外辐射特性 尾焰辐射 红外辐射亮度 探测功率 lobed nozzle infrared suppressor infrared radiation characteristics plume radiation infrared radiation intensity detection power
1 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 电子工程学院, 安徽 合肥 230037
2 安徽省红外与低温等离子体重点实验室, 安徽 合肥 230037
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)蒙皮的红外辐射特性是对UAV进行探测识别的重要依据, 而UAV蒙皮的气动力加热、太阳辐射换热、地球辐射换热等是影响UAV蒙皮辐射特性的主要因素。在综合考虑了环境以及UAV自身辐射的情况下, 建立了UAV蒙皮红外辐射的计算模型, 采用向前差分法求出了UAV蒙皮的一维导热微分方程, 并在此基础上, 结合UAV蒙皮材料的发射率, 计算了在某一平面上UAV红外辐射强度的分布情况。计算结果表明: 蒙皮在8~14 μm波段处红外辐射强度远大于3~5 μm波段的红外辐射强度; 相同波段处, 蒙皮正上方的辐射强度大于正下方的辐射强度。
无人机 环境辐射 蒙皮温度 发射率 红外辐射强度 UAV environmental radiation skin temperature emissivity infrared radiation intensity 红外与激光工程
2017, 46(3): 0304001
1 昆明物理研究所，云南昆明 650223
2 清华大学深圳研究生院，深圳 518055
研究了远程迎头探测飞机目标的红外辐射特性。分别介绍了飞机迎头的主要红外辐射源，飞机红外辐射特性的计算流程，以及红外光电系统入瞳接收到的蒙皮红外辐射能通量的计算模型，最后对远程探测水平路径大气透过率和飞机目标红外辐射强度进行仿真计算。
红外辐射特性 飞机目标 红外辐射强度 infrared infrared signature aircraft target Infrared radiation intensity
南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏省航空动力系统重点实验室，江苏 南京 210016
采用CFD和IR综合计算分析的方法，研究了不同结构参数的二元弯曲混合管对红外抑制器性能的影响。计算结果表明：与矩形出口的二元弯曲混合管相比，波瓣型面的混合管出口增加了排气出口周长，依靠粘性和剪切力的作用实现剪切混合，二次引射能力增强，抑制器整体引射性能最大提高了19.2％。同时，混合管壁面温度也显著降低，抑制器垂直方向上3~5 μm波段的红外辐射强度峰值最高降低了13.3％；在波瓣瓣高一定时，随着波瓣数增加，红外抑制器整体引射系数先增大后减小，而总压恢复系数先减小后增大；在波瓣瓣宽一定时，随着瓣高增加，红外抑制器引射系数逐渐增大，而总压恢复系数逐渐减小，辐射强度峰值最大降低了11.6％。
红外抑制器 两级引射 二元弯曲混合管 波瓣混合器 引射系数 总压恢复系数 红外辐射强度 IR suppressor two-stage ejection two-dimensional curved mixing duct lobed mixer pumping ratio total pressure recovery coefficient infrared radiation intensity
针对固液混合火箭发动机中Al2 O3 颗粒运动的影响，对喷管的内流场和外流场进行了一体化数值仿真，得到了温度、压力、组分浓度以及粒子浓度等参数的分布。利用以最新的分子光谱数据库HITRAN和HITEMP为基础编写的逐线积分法计算了气体光谱吸收系数，采用米氏散射模型计算了固体粒子的辐射特性参数。利用基于有限体积法离散辐射传输方程的模型计算出了尾焰的红外辐射亮度。通过进一步求解，得到了特定波段的光谱辐射强度。在8～14m波段，利用红外热像仪进行了试验，并将试验结果与数值计算结果进行了比较。结果表明，该计算模型和方法能较好地模拟固液混合火箭发动机尾焰的红外辐射特性。
固液混合火箭发动机 尾焰 流场 有限体积法 红外辐射强度 hybrid rocket engine exhaust plume flow-field finite volume method infrared radiation intensity
1 四部军代室,浙江嘉兴314000
2 中国科学院上海技术物理研究所,上海200083
从红外辐射学原理出发,根据空间目标的特征和环境,首先计算了空间目标在中波段和长波段的辐射强度;然后分析了大气透过率对目标作用距离的影响,并估算出地基红外探测系统对空间目标进行探测的作用距离;最后通过与外场实验数据结果的对比,视距大约为757km 的卫星,其表面温度为290K 左右,这证明了针对空间目标红外辐射的分析方法是正确的,因此也证明了地基红外探测系统具备探测中低轨道空间目标的能力。
作用距离 红外辐射强度 大气透过率 空间目标 detection range infrared radiation intensity atmospheric transmittance space target
安徽省红外与低温等离子体重点实验室 电子工程学院,合肥 230037
建立了完善的空间气球温度场与红外辐射特征的理论计算模型。首先建立了计算所需要的空间坐标系并计算了空间气球接收到的空间辐射热流,其次利用有限元软件ANSYS 10.0 求解瞬态热平衡方程得到了空间气球的表面温度分布,然后在3~6 μm 和6~16 μm 红外波段分别计算了空间气球作为点源时的红外辐射强度空间分布,最后详细比较并分析了空间气球与空间弹道式目标在表面温度分布和红外辐射强度空间分布的不同。文章的研究结果对于空间目标的红外探测与识别具有参考价值。
空间气球 空间热流 热平衡方程 表面温度分布 红外辐射强度 spatial balloon spatial heat flux heat balance equation surface temperature distribution infrared radiation intensity
