[發明專利]一種紅外成像系統作用距離的性能評價方法

在審

• 申請號: 202010903955.3
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN114199388A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 曹海;喬培玉;劉鵬飛;王振鵬;萬文輝;曾耀華;榮曉旭
• 申請（專利權）人: 四川航天系統工程研究所
• 主分類號: G01J5/90
• 分類號: G01J5/90;G01J5/06
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所(有限合伙) 51213
• 代理人: 趙以鵬

本發明公開了一種紅外成像系統作用距離的性能評價方法，屬于紅外成像系統性能評估技術領域。本發明包括：對空間頻率為f的目標，其與背景的實際溫差在經過大氣傳輸到達熱成像系統時，應仍大于或等于該成像系統對應頻率的MRTD(f)，同時目標對系統的張角應大于或等于探測水平所要求的最小視角。利用基于MRTD作用距離可以方便紅外成像系統設計，提升了設計的便捷性和準確性。

技術領域

本發明涉及紅外成像系統性能評估技術領域，尤其是一種紅外成像系統作用距離的性能評價方法。

背景技術

紅外成像系統是夜視系統家族中重要的一員，在現代戰爭中發揮著極其重要的作用。紅外成像系統以其被動工作方式，不會被敵方電子干擾、隱蔽性好；圖像直觀，易于觀察；精度高；低空探測性能好等特點，在各個鄰域得到日益廣泛的應用。從警戒系統、偵察系統，到機載、艦載、車載火控系統、地面防空系統、導彈制導、艦艇近區防御系統、以及反恐、反走私領域，紅外成像系統都扮演了重要的角色。海灣戰爭中，多國部隊從單兵到裝甲車輛及各種作戰平臺都使用了大量的紅外成像系統，如美軍的OR－IC型機載熱像儀能探測到16小時以前點燃過的炊煙、發射過的火炮和發動過的車輛等。在1945年夏，美軍登陸進攻沖繩島，紅外夜視儀一亮相就顯示出了它的優勢。1982年4月～6月，英國與阿根廷的馬爾維納斯群島戰爭，英軍因為擁有大量的紅外夜視儀，取得了勝利；還有1991年海灣戰爭中，美軍裝備了大量的紅外夜視儀，在夜戰中占據了優勢。

目前的紅外成像系統可分為兩種類型：光機掃描型和非掃描型(凝視型)。光機掃描型的通過借助光機掃描器使單元探測器依次掃過景物的各部分，形成景物的二維圖像。非掃描型(凝視型)紅外成像系統就是利用多元探測器面陣，使探測器中的每個單元與景物的一個微面元對應，因此可取消光機掃描。熱釋電紅外成像統和凝視型紅外成像系統就屬于這種類型。

近年來，紅外成像系統在夜間或者不良氣候下作戰時的目標搜索跟蹤、瞄準、制導等方面的應用顯示出紅外探測的巨大優越性。越來越廣泛的應用使得對紅外成像系統性能的研究也變得更加深入。性能評價對紅外成像系統的設計來說非常重要，作為評價熱像儀性能的一個重要參數——作用距離一直是人們所關注的焦點。紅外成像系統作用距離的實測是在熱像儀生產出來之后才能進行的，這是所謂的測量法，測量法能夠準確的反映熱像儀在特定環境中的性能，但是由于實驗不可能在各種復雜的環境下進行，所以測量法的評估范圍受到限制，而且耗資巨大。

發明內容

在設計紅外成像系統時，如何使得設計的紅外成像系統的性能達到最優，需要借助紅外成像系統作用距離的模型，來實現紅外成像系統的設計。本發明提供一種紅外成像系統作用距離的性能評價方法，通過對基于紅外探測器各種參數的作用距離方程進行分析與比較，提出了一種合理的紅外成像系統作用距離的理論模型，為設計紅外成像系統提供了依據。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種紅外成像系統作用距離的性能評價方法，包括：

對空間頻率為f的目標，其與背景的實際溫差在經過大氣傳輸到達熱成像系統時，應仍大于或等于該成像系統對應頻率的MRTD(f)，同時目標對系統的張角應大于或等于探測水平所要求的最小視角。

進一步的，所述根據基于MRTD(f)的作用距離預測的基本要求應滿足以下關系式：

式中：f為目標的空間特征頻率；h為目標高度；N_e為按約翰遜準則發現、定位、識別和認清目標所需的等效條帶；R為目標的距離；ΔT為熱成像系統入瞳處目標與背景的表觀溫度差；MRTD(f)為熱成像系統的最小可分辨溫差。

進一步的，

所述