1 中国科学院力学研究所 高温气体动力学国家重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学 工程科学学院, 北京 100049
3 光学辐射重点实验室, 北京 100854
高真空羽流指空间目标上火箭发动机在高真空环境工作时产生的燃气射流迅速膨胀扩散流动状态。这种急剧膨胀的羽流会对空间目标产生冲击、侵蚀, 其产生的辐射特性已应用于空间目标的探测、识别。基于无碰撞的自由分子流理论模型对高真空羽流的流场进行了快速预测分析方法研究, 获得了高真空羽流的膨胀、扩散分布特性, 得到了符合认识的流动规律结果, 在计算得到高真空羽流流动参数的基础上, 采用佛奥特线型函数描述稀薄气体的展宽, 结合逐线积分法+视在光线法计算得到高真空羽流的辐射特性。研究结果表明: 高真空羽流的轮廓特性及扩散分布是由喷管出口的点源强度所决定的, 点源强度越强, 羽流扩散的越厉害, 同时轴线上无量纲的密度、温度越高; 喷管出口温度相同时, 高真空羽流辐射强度随点源增加而增强;出口速度相同时, 羽流辐射强度随点源增加而减小;在点源强度相同时, 羽流辐射强度与推力正相关。
高真空羽流 解析解 点源强度 流动特性 红外辐射 vacuum plume analytical gaskinetic solutions exit speed ratio flow characteristics infrared radiation 红外与激光工程
2020, 49(1): 0104003
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 光学辐射重点实验室, 北京 100854
卫星遥感是研究地球大气背景红外辐射特性的重要手段, 受大气影响及传感器观测条件的限制, 无法获取多气象、多探测条件的辐射数据。针对该问题, 基于JHU地物光谱数据库, 分析了植被、水体、岩石等光谱辐射特性, 结合传感器光谱响应, 建立了3~5 μm基于光谱相关性的地表辐射波段转换模型, 并利用逐步回归法计算误差, 模型误差小于10%。利用MODIS、AIRS等多源遥感数据产品, 根据地表-大气-传感器辐射传输模型, 模拟不同时空分辨率、探测条件等的地球背景辐射中红外图像。结果表明, 利用多源遥感数据进行中红外图像仿真, 可以实现大尺度、具有细致纹理结构的图像模拟, 应用于遥感研究。
红外辐射 图像仿真 波段转换 大气传输 infrared radiation image simulation band extrapolation atmospheric transmission 红外与激光工程
2018, 47(11): 1104004
北京环境特性研究所 光学辐射重点实验室, 北京 100854
通过基于微面元理论的偏振双向反射分布函数模型, 推导分析了物体表面红外辐射偏振传输方程的Stokes表达式, 得出物体表面红外线偏振度与表面反射率(发射率)、波长、探测角度以及波长、目标与背景辐射差异等参数的数学关系；针对环境因素对红外偏振度的影响, 开展了不同材质以及标准黑体的中、长波红外偏振成像及红外高光谱偏振成像实验, 结果表明:黑体表面的红外偏振度与波长不相关, 进而提出以标准黑体红外偏振特性作为溯源基准进行红外偏振定量处理的方法.
红外偏振成像 红外偏振特性 黑体红外偏振特性 定量分析 infrared polarization imaging infrared polarization characteristic infrared polarization characteristic of black-body quantitative analysis
1 北京环境特性研究所光学辐射重点实验室, 北京 100854
2 信阳师范学院物理电子工程学院, 河南 信阳 464000
偏振探测不仅可以获得目标的光谱、 强度、 偏振态以及空间几何形状等参数, 还可以获得更丰富的目标信息, 有利于改善对目标的探测和识别能力。 红外辐射偏振成像是近年来发展起来的一种新的红外探测技术, 主要通过目标与场景的红外辐射偏振特性差异进行目标探测与识别。 但由于红外辐射偏振信息在传输过程中, 其偏振态会受到传输介质的影响, 而通常基于实验分析总结目标红外偏振特性的方法难以对偏振传输过程中的影响因素进行估计, 也不能定量描述各相关参数对于红外偏振信息的影响。 通过微面元理论的双向反射分布函数模型, 建立了基于偏振双向反射分布函数的红外辐射偏振传输方程, 推导分析了目标表面发射率对红外辐射偏振度的影响, 结果表明: 目标表面发射率对目标红外偏振度影响可以忽略; 在理论分析基础上, 有针对性的开展红外光谱偏振探测试验, 试验数据分析与理论推导结论吻合。 这表明: 材料表面发射率的变化不影响目标表面的红外辐射偏振度。 该研究成果有利于提高红外伪装探测的目标识别效率, 可为进一步提高红外偏振成像系统的伪装目标探测提供新的途径和方法, 如在伪装目标探测识别中, 通过探测其表面的红外辐射偏振特性的改变实现伪装目标识别探测。
红外偏振成像 红外辐射偏振传输 偏振度 发射率 Infrared polarization imaging Infrared radiation polarized transmission Degree of polarization Emissivity
1 光学辐射重点实验室, 北京 100854
2 中国长峰机电技术研究设计院, 北京 100854
舰船动力系统的高温排气羽流是舰船红外辐射的重要来源之一, 通过建立基于CFD数值方法的排气羽流流场分布模型和基于窄带模型C-G近似方法的高温排气红外辐射模型, 重点研究了合成风速对排气羽流流场和红外辐射的影响。仿真结果表明: 合成风速的大小对排气羽流的形状及辐射分布区域影响显著, 合成风速增加一倍的情况下, 排气羽流在中波红外谱段平均辐射强度降低了48.1%。也对计算模型可能产生偏差的物理因素进行了初步分析, 如不完全燃烧产生的碳粒子对羽流红外辐射传输有显著影响。
舰船 排气羽流 红外辐射 warship exhaust plume infrared radiation 红外与激光工程
2016, 45(9): 0904004
1 西安电子科技大学,理学院,陕西,西安,710071
2 北京环境特性研究所,北京,100854
提出了一种强噪声背景下弱小目标的快速检测方法,解决了在此背景下存在厚云层和大运动杂波的问题.在分析了强噪声背景图像之后,提出了采用矩形结构元的形态滤波算子进行背景抑制,对处理后的图像进行双门滤波,实验结果令人满意,易于硬件实现.
矩形结构元 形态滤波 双门滤波 自适应门限 Rectangle structure cell Morphological filter Double gated filter Recursive threshold
1 西安电子科技大学,理学院,陕西,西安,710071
2 目标与环境光学特征国防科技重点实验室,北京,100854
测量了特殊的镀金聚酯薄膜、镀铝绝热材料和硅化合物材料表面的激光(1.06 μm)双向反射分布函数、光镜反射率谱、总体反射率谱以及等效光学常数,利用多参数优化的遗传算法,建立了材料表面的BRDF统计模型.并采用Powell算法反演了铝基绝热材料在不同波段上、某一波长的光学常数.
粗糙表面 双向反射分布函数 半球反射率谱 等效光学常数 Rough surface BRDF Hemisphere reflectivity spectrum Equivalent optical constant
1 目标与环境光学特征国防科技重点实验室,北京,100854
2 西安电子科技大学,理学院,陕西,西安,710071
首次研究了地面相控阵雷达天线工作温度变化规律,根据传热学理论,建立了地面相控阵雷达天线工作温度传输的静态理论模型,计算了四种不同环境条件下的某型号相控阵雷达天线,给出了相控阵雷达工作温度随热损耗、风速的变化关系.
相控阵雷达 天线 工作温度 热平衡方程 Phased array radar Antenna Working temperature Heat balance equation
1 浙江大学CAD & CG国家重点实验室,浙江,杭州,310027
2 航天工业总公司二院二○七所,北京,100854
采用多层有限差分法模型等方法,考虑气象等外部因素的影响,在一年四季中对城市建筑物各部分及其周围物体的表面温度进行了逐时计算;运用计算机图形学方法实现了其造型,并绘制出该建筑物在一年不同季节及在一天不同时刻的真实感较强的红外图像.
多层有限差分法 城市建筑物 计算机图形学 真实感红外成像. multi layer finite difference method city building computer graphicsp realistic infrared image.
