战机蒙皮红外辐射特性测量技术研究

发布时间：2017-09-02 20:30

  本文关键词：战机蒙皮红外辐射特性测量技术研究

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【摘要】：飞机表面由航空铝材制作的蒙皮向外界发射出的红外波段的辐射特性,是红外辐射检测设备对飞机等目标进行捕捉和追踪的重要依据。现代战机在空气中以极高的速度飞行的过程中,在气动加热效应的作用下,航空铝材的表面温度及其周围的温度场会在大气的剧烈摩擦下显著的增加。战机在8~12μm波段的红外辐射能量便在蒙皮的加热过程中显著的增长。根据这一特性,我们可以对蒙皮的红外辐射特性(主要为辐射温度和辐射能量)进行测量。本课题主要针对战机蒙皮所表现出来的红外辐射特性(主要包括红外辐射能量特性和红外辐射温度特性)进行测量技术的研究。其中包括,在红外测温原理下对于傅里叶光谱辐射计和热像仪的标定方法的研究和实验;对于红外辐射特性的两个重要影响因素,即目标源表面的全波发射率和大气透过率进行分析与求解。研究这些因素,对于计算目标源的红外辐射温度意义显著。最后在实验室条件下对蒙皮表面的辐射特性进行了测量。本文在第一章中详细的介绍了本课题的研究背景,以及战机表面蒙皮在8μm~12μm波段红外辐射特性测量技术的国内外红外光学及热力学领域的研究现状。第二章重点论述了以广口径标准黑体为基础的红外热像仪和傅里叶光谱辐射计进行近距离标定的方法。标定方法为近距离直接拓展源法,标定数据由加权最小二乘法处理。第三章主要内容为求解目标表面的全波发射率,以及目标和测量仪器之间的大气透过率,并利用BP神经网络建立探测距离与大气透过率的关系模型。第四章研究了蒙皮红外辐射特性的测量方法,利用辐射计测量了目标的红外辐射能量特性,并进一步计算了目标的分光谱发射率和色温度;同时,在实验室条件下建立了大气能量偏移模型,并对蒙皮表面辐射温度特性进行了测量。第五章讨论了如何建立红外隐身效能评估指标,并在此基础上求解了蒙皮在不同温度下的红外对比度,并通过测量得到的数据,进一步建立了红外对比度与目标和背景温度差的模型。
【关键词】：红外热像仪 傅里叶光谱辐射计 大气透过率 发射率 辐射特性
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V271.4
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 主要符号表12-13
• 第1章 绪论13-17
• 1.1 论文背景13-15
• 1.2 国内外发展现状15-16
• 1.3 本文内容与章节安排16-17
• 第2章 红外辐射探测系统的标定17-30
• 2.1 红外热像仪的标定17-23
• 2.1.1 红外热像仪各部分构成及其标定原理17-19
• 2.1.2 A655SC型热像仪的室内定标实验19-23
• 2.2 FTIR辐射计的标定原理23-29
• 2.2.1 FTIR辐射计的组成及标定原理23-27
• 2.2.2 FTIR辐射计的标定实验27-29
• 本章小结29-30
• 第3章 辐射特性测量方法的影响因素求解30-46
• 3.1 大气透过率的求解30-36
• 3.1.1 利用MODTRAN3.7 计算大气透过率31-33
• 3.1.2 大气透过率与探测距离的关系33-36
• 3.2 蒙皮表面的红外辐射发射率的求解36-45
• 3.2.1 蒙皮的全波发射率测量37-41
• 3.2.2 蒙皮的光谱发射率测量41-45
• 本章小结45-46
• 第4章 蒙皮红外辐射特性求解46-59
• 4.1 大气能量偏移因子计算所需数据采集47-51
• 4.2 大气能量偏移模型的建立51-54
• 4.3 大气能量偏移模型在蒙皮表面温度测量中的应用54-57
• 本章小结57-59
• 第5章 红外对比度及红外隐身性能指标的研究59-64
• 5.1 红外隐身效能评估指标59-60
• 5.2 目标与背景的红外对比度60-63
• 本章小结63-64
• 结论64-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文70

【参考文献】

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本文编号：780751