类B-2型飞行器因其独特的气动布局和较强的隐身能力，成为攻防对抗和预警探测识别工作中重点关注的目标之一。通过构建类B-2型飞行器的气动外形，基于真实可压缩气体模型和辐射平衡壁面边界条件预测典型飞行工况（12 km@0.8 Ma）下的绕流场、尾喷焰和壁面温度，结合窄谱带高温气体辐射物性数据库，采用视在光线法求解辐射传输方程，获得不同观测角度、不同波段条件下目标本体和尾喷焰的红外辐射特性。结果表明：类B-2型飞行器在俯视观测角度下辐射强度最强，本体在长波波段内的辐射强度较中波波段高出近两个量级。中波波段内目标辐射强度主要来自尾喷焰，长波波段内主要来自本体。研究可为类B-2型飞行器的目标特性识别提供理论参考。

石墨烯具有优异的光、电、热以及力学性质，而悬空石墨烯避免了衬底带来的褶皱、载流子散射和掺杂等影响因素，可以充分展现石墨烯的本征物理特性，因此在高性能石墨烯微电子和光电子器件研究中具有重要意义。然而，目前悬空石墨烯器件还存在着制备方法复杂、成品率低、性能不稳定等挑战。文中提出了一种利用六方氮化硼吸附石墨烯，将其定点转移到金属电极，制备悬空石墨烯焦耳热红外辐射器件的新方法。六方氮化硼对悬空石墨烯具有良好的支撑悬挂作用，有效提高了悬空石墨烯的力学稳定性，避免了坍塌、断裂等失效情况。真空热退火处理后悬空石墨烯的电阻降低到退火处理前的约六分之一，载流子迁移率比退火前提高了约18倍。当偏置电压为8 V时，拉曼光谱测试发现石墨烯温度为836 K，器件在955 nm波长处表现出强烈的红外辐射信号。

烧蚀效应是高超声速飞行器目标特性分析评估中的重要问题之一。基于高温反应气体动力学方程与辐射输运方程，建立了飞行器表面防热材料热化学烧蚀流场及其红外辐射特性的计算模型和方法。以钝锥体弹头外形及其表面防热材料碳-碳为对象，研究了材料烧蚀效应对再入目标流场红外辐射特性的影响，分析了再入体烧蚀流场及尾流在不同波段红外辐射的分布特征和变化规律。研究发现：典型状态计算结果与试验测量及文献预测结果一致，表明烧蚀流场及红外辐射模型和方法的可行性；材料热化学烧蚀现象对再入流场红外辐射特性产生严重影响，使3~8 μm波段尾流积分辐射强度增加一个量级以上，并随着尾流长度增加而增大；烧蚀流场红外辐射主要来自CO、NO和CO₂等化学组分，烧蚀对1~3 μm波段流场红外辐射影响相对较弱；再入速度不变情况下，烧蚀流场在3~8 μm波段红外辐射强度随再入高度降低而增强；再入高度不变情况下，烧蚀流场在同样波段红外辐射强度随着再入速度减小而减弱。

在火箭发动机喷焰红外辐射预测过程中，由于弹道参数的不确定性因素存在，会影响喷焰红外辐射信号计算结果的置信度。文中以Atlas-IIA低空喷焰为研究对象，以来流速度、来流温度、来流压力和飞行攻角为不确定性输入变量，采用拉丁超立方试验设计样本，开展喷焰反应流场与红外辐射特性计算，获得各样本点对应的喷焰红外辐射响应值，利用非嵌入混沌多项式（No-intrusive Polynomial Chaos, NIPC）方法构建代理模型，采用响应面法求解NIPC多项式系数，基于统计参量研究各参量对红外辐射信号的不确定度和敏感性。结果表明来流特性引起的辐射强度不确定度与波段的选取有较高的关联度。来流速度对光谱辐射强度的灵敏程度最高，来流压力和攻角次之，来流温度的影响可忽略不计；来流速度对2.5~3.2、2.8~3.0 μm谱带内的辐射强度敏感，主Sobol指数占比均在80%左右，来流压力对4.35~4.65 μm波段辐射强度的影响占比为70%；各参数间的耦合作用对喷焰红外辐射的影响不高于4%。该研究可为火箭发动机尾喷焰红外辐射准确预估和置信度评估提供理论支撑。

舰船在**领域有着极其重要的地位，其尾迹对海面的温度和高度都会造成相较明显的变化，且具有持续时间长、不易消除等特点，所以模拟舰船尾迹和海面红外辐射图像可以更为直观地识别舰船目标，具有强烈的**需求。以MODTRAN软件模拟的不同背景环境下大气对8 μm～14 μm波段的透过率为数据基础，结合Cox-Munk坡度概率分布模型并考虑海浪遮挡因素建立了一种舰船尾迹红外辐射模型，模拟了不同背景环境、不同探测距离的红外尾迹图像。仿真结果表明：相同探测条件下，随着探测距离增大，舰船尾迹辐射亮度减小，但粗糙海面对红外辐射的遮挡作用显著减弱，海面舰船尾迹更易被识别；大气传输模型对红外成像结果影响较大，夏季背景辐射能量大且海面平均遮挡作用小，舰船尾迹红外成像更为清晰。

红外辐射在大气中传输会在大气分子、气溶胶粒子的吸收和散射以及大气自身辐射的影响下发生变化，导致红外辐射测量精度的降低。为消除大气在红外目标模拟器校准中的影响，在基于恒定标准源的宽动态红外辐射测量方法的基础上，提出了一种红外目标模拟器的大气传输校准方法。在水平均匀大气近距离的红外目标模拟器校准中，利用卷积神经网络的数据分析能力建立了不同波段、不同温度、不同距离下的大气透过率和大气程辐射的动态模型，将探测器输出电压作为基于编码器-解码器结构的卷积神经网络的输入，按照训练流程对网络进行训练，在实验环境下预测了大气传输对红外辐射的影响。所建模型能够反映大气透过率和大气程辐射的动态变化规律，并通过红外辐射反演对提出的方法进行了验证。实验结果表明：基于编码器-解码器结构的卷积神经网络算法能够较好地预测大气透过率和大气程辐射，在三个波段下的平均误差为3.0783%、3.8186%、5.3452%，低于传统方法，降低了大气透过率和大气程辐射的影响，从而减小了红外辐射的测量误差，提高了校准精度。

红外偏振成像技术具有探测距离远，目标识别率高等多种优势，但在复杂环境下目标偏振特性易受背景辐射影响，使得红外偏振设备的探测能力大幅降低。本文基于偏振双向反射分布函数，综合考虑目标和背景间的辐射耦合效应，建立了目标偏振度计算模型。对比研究了有强辐射背板和无强辐射背板两种情况下目标偏振度的变化情况，并针对陆基和机载探测等小角度探测情况，仿真研究了目标和背板的温度、夹角等参数对目标偏振度的影响规律。研究结果表明：目标和背板温度相同时，辐射耦合效应会显著降低目标的偏振度，但不会改变目标偏振度随温度升高而增大的趋势。当目标和背板温度为30 °C、40 °C和50 °C时，目标偏振度的最大值分别为无强辐射背板时的63.7%、44.9%和42.2%。可见温度越高，目标和背板间的辐射耦合效应越强，目标偏振度降低的比例越大。此外，辐射耦合效应的强弱不仅与温度有关，还与目标和背板的夹角有关。随着夹角的增大，目标偏振度先增大后减小，且在夹角约为105°处取得极大值。因此，辐射耦合效应会在一定程度上改变目标偏振度，从而影响红外偏振设备的探测能力。最后，通过搭建的长波红外偏振成像系统，对建立的目标偏振度计算模型进行了实验验证，实验结果与仿真分析结果基本一致。本文研究成果对提升陆基和机载红外偏振设备的探测和识别能力具有一定的指导意义。