[發(fā)明專(zhuān)利]基于可控目標(biāo)靶的紅外系統(tǒng)作用距離測(cè)試評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810909622.4
• 申請(qǐng)日: 2018-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109061769B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張立文;李娜;張金燦;劉敏;趙顯紅;曹磊;李陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01V13/00
• 分類(lèi)號(hào): G01V13/00
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 魏新培

1.基于可控目標(biāo)靶的紅外系統(tǒng)作用距離測(cè)試評(píng)估方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1、選擇可控目標(biāo)靶作為測(cè)試目標(biāo)，所述可控目標(biāo)靶為能夠改變輻射溫度和輻射面積的目標(biāo)靶；

步驟2、根據(jù)測(cè)試場(chǎng)地實(shí)際地形條件，確定測(cè)試作用距離，之后根據(jù)確定的測(cè)試作用距離、指標(biāo)規(guī)定的作用距離和指標(biāo)規(guī)定的目標(biāo)大小確定測(cè)試目標(biāo)靶的輻射面積大小；

步驟3、根據(jù)實(shí)際測(cè)試時(shí)的氣象條件、指標(biāo)規(guī)定的氣象條件和確定的測(cè)試作用距離確定測(cè)試目標(biāo)靶的輻射溫度；

步驟4、根據(jù)步驟2確定的測(cè)試目標(biāo)靶的輻射面積大小和步驟3確定的測(cè)試目標(biāo)靶的輻射溫度，對(duì)紅外系統(tǒng)在確定的測(cè)試作用距離處進(jìn)行測(cè)試，若紅外系統(tǒng)能夠探測(cè)/識(shí)別目標(biāo)，則判定紅外系統(tǒng)在規(guī)定條件下的作用距離指標(biāo)合格，反之則判定為不合格。

2.如權(quán)利要求1所述的基于可控目標(biāo)靶的紅外系統(tǒng)作用距離測(cè)試評(píng)估方法，其特征在于：步驟2中，確定測(cè)試目標(biāo)靶的輻射面積大小的方法具體如下：

在紅外系統(tǒng)中，相同的目標(biāo)放置在不同距離處，其所對(duì)應(yīng)的張角不同，對(duì)同一紅外系統(tǒng)，有如下公式：

其中，R₀為指標(biāo)規(guī)定的作用距離，S₀為指標(biāo)規(guī)定的目標(biāo)面積，R₁為確定的測(cè)試作用距離，S₁為測(cè)試目標(biāo)靶的等效輻射面積。

3.如權(quán)利要求1所述的基于可控目標(biāo)靶的紅外系統(tǒng)作用距離測(cè)試評(píng)估方法，其特征在于：步驟3中，確定測(cè)試目標(biāo)靶的輻射溫度的方法具體如下：

步驟31、確定點(diǎn)目標(biāo)測(cè)試目標(biāo)靶的輻射溫度；

步驟32、確定面目標(biāo)測(cè)試目標(biāo)靶的輻射溫度。

4.如權(quán)利要求3所述的基于可控目標(biāo)靶的紅外系統(tǒng)作用距離測(cè)試評(píng)估方法，其特征在于：步驟31中，對(duì)于點(diǎn)目標(biāo)，確定測(cè)試目標(biāo)靶的輻射溫度的具體方法如下：

S1、紅外系統(tǒng)在考慮背景條件下的作用距離R為：

其中，D_o為光學(xué)系統(tǒng)有效通光口徑，D^*為歸一化光譜探測(cè)度的平均值，τ_o為光學(xué)系統(tǒng)透過(guò)率，τ_a為大氣透過(guò)率，ΔJ為目標(biāo)與背景輻射強(qiáng)度之差，F(xiàn)為光學(xué)系統(tǒng)F數(shù)，ω為系統(tǒng)瞬時(shí)視場(chǎng)，Δf為系統(tǒng)等效噪聲帶寬，SNR為探測(cè)所需最小信噪比；

S2、對(duì)同一紅外系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其D_o、D^*、τ_o、F、ω、Δf和SNR參數(shù)是固定不變的，因此，由步驟S1可得到同一紅外系統(tǒng)在不同氣象條件下作用距離等效推算公式為：

其中，R₀為指標(biāo)規(guī)定的作用距離，R₁為實(shí)際測(cè)試作用距離，τ_a0為指標(biāo)規(guī)定條件下的大氣透過(guò)率，τ_a1為實(shí)際測(cè)試條件下的大氣透過(guò)率，ΔJ₁為指標(biāo)規(guī)定溫差對(duì)應(yīng)的目標(biāo)與背景輻射強(qiáng)度之差；

對(duì)于ΔJ，根據(jù)灰體全波段輻射公式，有如下公式：

ΔJ＝σε_tAT_t⁴η′_Δλ/π-σε_bAT_b⁴η″_Δλ/π；

其中，σ為斯蒂芬波爾茲曼常數(shù)，ε_t為目標(biāo)發(fā)射系數(shù)，T_t為目標(biāo)表面溫度，η′_Δλ為目標(biāo)在波段內(nèi)的輻射能量百分比，ε_b為背景發(fā)射系數(shù)，T_b為環(huán)境溫度，η″_Δλ為背景在波段內(nèi)的輻射能量百分比。

5.如權(quán)利要求3所述的基于可控目標(biāo)靶的紅外系統(tǒng)作用距離測(cè)試評(píng)估方法，其特征在于：

步驟32、對(duì)于面目標(biāo)，確定測(cè)試目標(biāo)靶的輻射溫度的具體方法如下：

T1、紅外系統(tǒng)的作用距離方程表示為：

ΔT·τ_a≥MRTD(f)；

其中，f為目標(biāo)的空間頻率，N_e為Johnson判別準(zhǔn)則要求的等效線(xiàn)對(duì)數(shù)，h為目標(biāo)高度，R為最大作用距離，ΔT為目標(biāo)背景溫差，τ_a為大氣透過(guò)率，MRTD為紅外系統(tǒng)的最小可分辨溫差；

T2、對(duì)同一紅外系統(tǒng)，對(duì)空間頻率保持不變的目標(biāo)作用距離等效推算公式為：

ΔT₀·τ_a0＝ΔT₁·τ_a1；

其中，ΔT₀為指標(biāo)規(guī)定的面目標(biāo)與背景溫度差，τ_a0為指標(biāo)規(guī)定大氣能見(jiàn)度條件下的大氣透過(guò)率，ΔT₁為實(shí)際測(cè)試時(shí)目標(biāo)與背景的溫度差，τ_a1為在規(guī)定測(cè)試作用距離和實(shí)際測(cè)試氣象條件下的大氣透過(guò)率。