1 中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国人民解放军 95899部队, 北京 100096
本文提出一种对飞行中的飞机蒙皮进行辐射测量和温度反演的方法。首先建立蒙皮辐射模型、大气传输模型和绝对辐射校正模型, 然后推导出温度反演的公式, 使用逐次逼近法计算蒙皮温度。在理论分析的基础上, 使用 8～12 μm的宽波段长波红外相机进行试验验证和温度反演, 对反演温度的不确定度计算并进行修约, 得到 5 km飞行高度的民航飞机蒙皮温度的修约结果为 268 K, 修约不确定度为 4K, 修约相对不确定度为 1.49%。论文研究工作对获取飞机目标红外辐射特性有重要参考价值。
长波红外 温度测量 蒙皮 大气衰减 逐次逼近 不确定度分析 long wave infrared, temperature measurement, skin,
1 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
无人机载光电吊舱对其载荷体积重量的要求苛刻，为了满足8～12.5 μm红外探测需求，设计并实现了一种轻巧紧凑的长波红外光学系统。系统F数为2，口径为150 mm，总视场为2.34°。光学系统采用二次成像折反射式结构，将常用的卡式主系统简化为折叠牛顿式主系统，将球面次镜简化为平面镜折叠光路，轴外像差通过非球面校正镜组校正。主系统采用全铝光机结构，结合后光路的光机材料匹配，在工作环境温度范围内，光学设计传函高于0.41@17 lp/mm，具有100%冷屏效率，而体积仅为Φ152 mm×125 mm。整机装调后，全视场传函高于0.24@17 lp/mm，像质清晰，满足预期。光学系统设计巧妙、结构轻小紧凑、加工装调成本低。设计思路和研制方法可为类似应用的无人机载光电吊舱长波红外仪器的光学系统提供参考。
光学设计 长波红外 折反式 冷屏效率 轻小型 optical design longwave-infrared catadioptric cold stop efficiency light and small 红外与激光工程
2020, 49(9): 20200031
