一种红外成像系统作用距离的性能评价方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114199388A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202010903955.3(22)申请日2020.09.01(71)申请人四川航天系统工程研究所地址610000四川省成都市龙泉驿区航天北路工业区201号科研楼(72)发明人曹海乔培玉刘鹏飞王振鹏万文辉曾耀华荣晓旭(74)专利代理机构四川省成都市天策商标专利事务所(有限合伙)51213代理人赵以鹏(51)Int.Cl.G01J5/90(2022.01)G01J5/06(2022.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种红外成像系统作用距离的性能评价方法(57)摘要本发明公开了一种红外成像系统作用距离的性能评价方法，属于红外成像系统性能评估技术领域。本发明包括：对空间频率为f的目标，其与背景的实际温差在经过大气传输到达热成像系统时，应仍大于或等于该成像系统对应频率的MRTD(f)，同时目标对系统的张角应大于或等于探测水平所要求的最小视角。利用基于MRTD作用距离可以方便红外成像系统设计，提升了设计的便捷性和准确性。CN114199388ACN114199388A权利要求书1/1页1.一种红外成像系统作用距离的性能评价方法，其特征在于，包括：对空间频率为f的目标，其与背景的实际温差在经过大气传输到达热成像系统时，应仍大于或等于该成像系统对应频率的MRTD(f)，同时目标对系统的张角应大于或等于探测水平所要求的最小视角。2.根据权利要求1所述的一种红外成像系统作用距离的性能评价方法，其特征在于，所述根据基于MRTD(f)的作用距离预测的基本要求应满足以下关系式：式中：f为目标的空间特征频率；h为目标高度；Ne为按约翰逊准则发现、定位、识别和认清目标所需的等效条带；R为目标的距离；ΔT为热成像系统入瞳处目标与背景的表观温度差；MRTD(f)为热成像系统的最小可分辨温差。3.根据权利要求2所述的一种红外成像系统作用距离的性能评价方法，其特征在于，所述式中：SNRDT为阈值信噪比；MTFs(f)、MTFeye(f)分别为系统和人眼传递函数；α、β分别为水平和垂直方向的瞬时视场；τd为电子积分时间；τe为人眼积分时间；fp为帧频；Δf为噪声等效带宽。4.根据权利要求3所述的一种红外成像系统作用距离的性能评价方法，其特征在于，NETD的表达式为：式中：TB为背景温度；Ad为探测器单元尺寸；τ0为光学系统效率；λp为峰值波长；Mλ(TB)为*系统的辐射出射度；Δfi为噪声等效带宽；D(λP)为探测器的峰值探测率；F为光学系统F数；c2为第二辐射常数。2CN114199388A说明书1/6页一种红外成像系统作用距离的性能评价方法技术领域[0001]本发明涉及红外成像系统性能评估技术领域，尤其是一种红外成像系统作用距离的性能评价方法。背景技术[0002]红外成像系统是夜视系统家族中重要的一员，在现代战争中发挥着极其重要的作用。红外成像系统以其被动工作方式，不会被敌方电子干扰、隐蔽性好；图像直观，易于观察；精度高；低空探测性能好等特点，在各个邻域得到日益广泛的应用。从警戒系统、侦察系统，到机载、舰载、车载火控系统、地面防空系统、导弹制导、舰艇近区防御系统、以及反恐、反走私领域，红外成像系统都扮演了重要的角色。海湾战争中，多国部队从单兵到装甲车辆及各种作战平台都使用了大量的红外成像系统，如美军的OR－IC型机载热像仪能探测到16小时以前点燃过的炊烟、发射过的火炮和发动过的车辆等。在1945年夏，美军登陆进攻冲绳岛，红外夜视仪一亮相就显示出了它的优势。1982年4月～6月，英国与阿根廷的马尔维纳斯群岛战争，英军因为拥有大量的红外夜视仪，取得了胜利；还有1991年海湾战争中，美军装备了大量的红外夜视仪，在夜战中占据了优势。[0003]目前的红外成像系统可分为两种类型：光机扫描型和非扫描型(凝视型)。光机扫描型的通过借助光机扫描器使单元探测器依次扫过景物的各部分，形成景物的二维图像。非扫描型(凝视型)红外成像系统就是利用多元探测器面阵，使探测器中的每个单元与景物的一个微面元对应，因此可取消光机扫描。热释电红外成像统和凝视型红外成像系统就属于这种类型。[0004]近年来，红外成像系统在夜间或者不良气候下作战时的目标搜索跟踪、瞄准、制导等方面的应用显示出红外探测的巨大优越性。越来越广泛的应用使得对红外成像系统性能的研究也变得更加深入。性能评价对红外成像系统的设计来说非常重要，作为评价热像仪性能的一个重要参数——作用距离一直是人们所关注的焦点。红外成像系统作用距离的实测是在热像仪生产出来之后才能进行的，这是所谓的测量法，测量法能够准确的反映热像仪在特定环境中的性能，但是由于实验不可能在各种复杂的环境下进行