1 长春职业技术学院, 吉林长春 130033
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室, 吉林长春 130033
3 中国人民解放军63850部队, 吉林白城 137001
红外系统的作用距离参数是表征红外系统成像性能的重要指标。目前, 红外系统作用距离的计算方法有多种, 但都有其各自的适用性和局限性, 因此需要考虑不同条件下多种因素对作用距离的影响。本文基于探测能量、基于噪声等效温差(NETD)的和基于对比度的 3种点目标探测的作用距离模型, 发现在不同条件下应用的局限性。当观测目标为人时, 基于 NETD的模型计算作用距离为 8.74 km, 与外场实验数据更为接近。而当观测目标为飞机时, 基于能量的模型计算作用距离为32.04 km, 与外场实验数据更为接近。结果表明, 针对不同特征的目标, 选取适当的作用距离计算方法有助于提高系统作用距离估算的准确度。
红外系统 作用距离 点目标 对比度 infrared system operating range point target NETD NETD, contrast
1 海军航空大学, 山东 烟台 264000
2 中国人民解放军92407部队, 山东 烟台 264000
针对雨天舷外有源诱饵的作战使用问题, 通过分析降雨衰减对雷达探测性能的影响, 建立降雨衰减下的雷达最大作用距离模型, 得到雷达的最大作用距离与降雨率的关系。通过分析舷外有源诱饵质心干扰机理, 在晴朗天气影响舷外有源诱饵干扰效果因素的基础上, 建立了降雨衰减下的舷外有源诱饵等效雷达截面积(RCS)模型、导弹跟踪模型等一系列数学模型, 仿真计算了不同降雨率条件下舷外有源诱饵干扰有效的最短布设距离, 从而为舷外有源诱饵的战术使用提供参考。
降雨衰减 雷达作用距离 质心干扰 舷外有源诱饵 rainfall attenuation radar operating range centroid interference outboard active bait
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094
在红外成像探测系统的作用距离评估中，要用到大气平均透过率参数，而它又是作用距离的函数，因而一般要用程序循环迭代的方法来计算作用距离。本文介绍了一种针对点目标探测的变步长作用距离评估方法，调用 MODTRAN软件计算大气平均透过率和天空背景辐亮度，利用评估模型计算设定距离下的像元个数、信噪比和调制对比度，判断是否满足目标探测所需的最低性能指标，从而确定最大作用距离。在设定值与真实作用距离值相差较大时，采用较大的步长；在设定值与作用距离值相差较小时，采用较小的步长。相比固定步长法，可以在保持计算精度的同时，大大加快计算速度。
红外成像探测系统 作用距离 大气平均透过率 变步长 infrared imaging detection system, operating range MODTRAN
1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 陕西理工大学物理与电信工程学院，陕西 汉中 723001
针对雾环境造成光功率衰减影响车辆间有效工作区间的问题，考虑了汽车尺寸、白光汽车前照灯的两种辐射模式，建立了空间车载可见光通信矩形信道模型，采用微元法求得漫反射链路传输功率，利用积分思想推导出雾环境下白光的衰减系数并求得系统的有效工作区间。仿真结果表明：车辆间相对速度、运动方向和车灯功率半角，路面及相邻车道车辆位置和其表面反射材料等都会带来不同程度的信道衰减，影响着车辆间信息的可靠传递。
光通信 可见光通信 矩形模型 接收功率 工作区间 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1706002
光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
在分析红外成像探测系统作用距离时, 必须确定探测系统的带宽和信噪比。该参数与探测器材料、读出电路、帧频、积分时间以及处理算法等相关。研究了红外成像探测系统的带宽和信噪比的分析方法, 论述了带宽、信噪比对红外成像探测系统作用距离影响。
红外成像 带宽 信噪比 探测距离 infrared imaging bandwidth signal-to-noise ratio operating range
1 西京学院信息工程学院，陕西西安 710123
2 空军工程大学防空反导学院，陕西西安 710046
为了有效地估算先进红外传感器对隐身飞机的作用距离，以 F-22与 F-35进行对抗性仿真为想定，计算了 F-22在长波和中波波段的红外辐射强度，拟合了典型条件下大气透过率的经验公式，推测了 F-35机载 IRST和 AIM-9X红外导引头的特征参数，利用逐步逼近法，计算了 F-35机载 IRST和 AIM-9X导弹导引头对 F-22的作用距离。计算结果表明，F-22具有较强的红外隐身能力，可使 F-35的 IRST对其迎头作用距离不大于 62 km，但是 F-22在近距作战中，仍将受到红外格斗弹的较大威胁。鉴于 F-22的红外辐射随红外传感器探测角度的变化而敏感性高的特点，建议飞机编队进行红外反隐身探测时，采用稀疏编队方式，以提高探测概率。
隐身飞机 作用距离 红外格斗弹 stealth aircraft, operating range, infrared search IRST F-22 F-35
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
为获取远程、高速目标的距离信息,研制了一种基于合作目标的高重频人眼安全激光测距仪,该测距仪采用重频达80 Hz的1 550 nm激光器作为激光光源。经外场试验验证,在能见度10 km的情况下,对合作目标(角反射器),人眼安全激光测距仪的作用距离为20 km,同时,测距仪重频达30 Hz,测距精度2 m(RMS)。该测距仪满足了系统的技术要求。
激光测距仪 合作目标 高重频 人眼安全 作用距离 laser rangefinder laser cooperative target high repetition frequency eye-safe operating range
1 北京理工大学 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
2 光电信息控制和安全技术重点实验室, 河北 三河 065201
基于红外成像系统作用距离估算最小可分辨温差（MRTD）方法建立了红外偏振成像系统作用距离模型, 分析了背景杂波影响下红外偏振成像系统作用距离。通过仿真发现, 红外偏振成像系统作用距离是由目标/背景红外偏振特性、大气传输过程和观察方式等众多因素共同决定的, 背景杂乱程度大幅影响红外偏振成像系统作用距离, 偏振成像模式与强度成像模式依据应用条件的不同具有不同的优势。
背景杂波 作用距离 红外偏振 MRTD法 background clutter operating range infrared polarization MRTD method 红外与激光工程
2017, 46(10): 1004003
空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038
针对当前红外搜索跟踪系统的测试设备存在测试项目单一的问题, 结合作用距离测试原理及动态靶标的研制思路, 设计了一种兼顾测试作用距离及跟踪精度的测试设备。为获得良好的远距离点目标动态模拟效果, 采用控温黑体与渐变式衰减片组合的方式模拟远距离目标, 使用双反射镜旋臂系统模拟目标运动过程, 并对测试设备控制系统进行了规划。在对测试系统各部分测试精度进行分析的基础上, 对由旋臂转动造成的误差使用有限元分析软件进行重点分析, 在旋臂转速为6 rad/s时, 跟踪测试精度误差为0.004 mrad, 可以满足测试精度要求。该设计为红外搜索跟踪系统测试设备的研制及改进提供了可行的方法及理论基础。
红外搜索跟踪系统 测试设备 作用距离 跟踪精度 误差分析 IRST test equipment operating range tracking accuracy error analysis 红外与激光工程
2017, 46(5): 0504003
1 西安电子科技大学物理与光电工程学院，陕西西安 710071
2 西北核技术研究所，陕西西安 710024
3 西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心，陕西西安 710071
由于红外焦平面阵列(Infrared Focal Plane Array, IRFPA)已成为红外探测器发展的主流，用IRFPA的参数来评价红外探测系统的综合性能变得至关重要。推导了以噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference, NETD)参数表示的红外探测系统的作用距离方程，考虑了背景辐射和目标成像弥散效应对探测的影响，计算了不同能见度条件下系统对点源目标的作用距离。结果表明，大气能见度越好，红外探测系统的作用距离就越远。分析了红外探测系统的探测能力随NETD值的变化。随着NETD值的增大，红外探测系统对目标的作用距离显著减小。研究结果能为红外探测系统的设计和性能指标评价提供参考。
红外探测系统 作用距离 NETD noise equivalent temperature difference infrared detection system operating range
