红外制导的发展趋势及其关键技术(11)

军用车辆的红外辐射特性研究在目标探测、识别和隐身方面有着重要的应用价值。本文以军用车辆的乘员舱和车轮的红外辐射特性研究为主要内容，分析了军用车辆的乘员舱和车轮部分的温度场分布以及乘员舱的红外辐射亮度分布。考虑乘员舱和车轮表面受到的太阳辐射、天空背景辐射和地面辐射，另外，对于乘员舱的半透明介质部分，考虑各种辐射对其的穿透作用和辐射在其内部的衰减，对于车轮的橡胶层部分，考虑其由于负重产生的弹性变形能和车辆行驶过程中与地面之间的摩擦生热，建立乘员舱和车轮的温度计算模型，在采用蒙特卡洛方法求解乘员舱和车轮部分复杂辐射边界条件的基础上，利用有限容积法对乘员舱和车轮的温度场进行数值计算；在温度计算模型的基础上，考虑乘员舱和车轮自身辐射和对太阳、天空背景以及地面的反射辐射的影响，建立乘员舱和车轮的红外辐射亮度计算模型，并计算得到了乘员舱的红外辐射亮度分布。分析了不同的外界环境条件下，车辆的不同状态以及材料的不同物性等对乘员舱和车轮的温度分布以及对乘员舱红外辐射亮度分布产生的影响。

1、空间目标与深空背景

空间目标是指高度约100kin以上的战略导弹、卫星、空间飞行器站、空间站和中继站等。导弹和飞行器发射时会发出强烈的红外及其它波段的辐射，利用同步卫星监测系统，可以探钡4识别导弹的发射；利用导弹弹头和假目标再入大气层时所产生的可见光和红外辐射特性的不同，供反导武器系统探测和识别出真弹头；绕地球飞行的各种空间目标在向阳区可探测到表面温度约300．450K的红外辐射，在背阳阴影区可探测到表面温度约200K左右的红外辐射。

深空背景是辐射温度约为3．5K的冷背景，对现有军用红外探测系统来说，这种微弱辐射可忽略不计。若设空间目标表面温度为200-400K，有效发射面积为lm2，则在距离空间目标250km处的8．14微米红外探测系统产生的红外辐照度约为10-14_10"”W／era2。深空中具有类似辐射量值的星体只有几十个。另外深空中5等星以上的星体有1000多颗，10等星以上的星体有30多万颗1321。深空场景的红外成像仿真的目标是能生成一年不同时刻深空背景及空间飞行物如空间站、卫星的动态红外场景。场景建模分两部分，第一部分是建立起深空背景红外模型；第二部分是建立近地各等星体及空间飞行物随时间变化的动态景象模型。在此空间模型基础上，把目标嵌入深空背景中，实现目标和深空背景的合成，生成面向

同步卫星和导弹视觉的红外动态场景系统。

2、空中目标与天空背景

典型目标红外辐射特性的研究空中目标是指高度约20．30km以下的各种类型的飞机和战术导弹，以及它们可能施放的红外诱饵等。飞机和导弹的红外辐射源主要有发动机的辐射和自身的气动加热引起的蒙皮辐射等。天空背景除了由地球大气散射和辐射形成的红外天空背景外，还包括云、雾、雪、雨等。天空红外辐射特性和天空红外传输特性(如透过率和天空长波辐射)由大气参数的垂直分布加以确定。可利用大气传输模型，如低分辨率大气传输模 型Lowtran等进行计算，其计算精度约在10％．20％之间。对于晴朗天空，在地面