紅外系統作用距離實時計算系統

趙 煜，吳 平，孫文芳

（南京航空航天大學 理學院，江蘇 南京211100）

引言

紅外系統在預警探測領域中的作用日益重要。當某一距離上所接收的目標輻射剛好能達到預期的使用效果時，則此距離即為紅外系統的作用距離。影響紅外系統作用距離的主要因素有大氣的傳輸特性、探測系統的性能和目標的紅外輻射特性等［1］。其中，紅外輻射在傳輸過程中受大氣環境和傳輸距離的影響很大［2－3］，因此大氣透過率的計算成為紅外系統作用距離計算的重要部分。一般來說大氣透過率計算途徑有2種：1）利用專業計算軟件進行精確計算；2）利用經驗公式進行粗略計算。專業計算軟件計算精度較高但使用復雜，且難以在紅外系統仿真軟件中直接調用其計算結果，而經驗公式無法描述復雜的大氣情況［4］。文中將介紹通過利用 MODTRAN軟件生成的不同波長的大氣透過率，配合紅外距離探測模型，建立紅外探測距離計算系統，能夠通過簡潔的參數操作，實現了紅外系統作用距離實時計算。

1 紅外系統作用距離計算

紅外系統的最大作用距離是評價紅外探測系統的一項關鍵指標。紅外輻射在大氣傳輸過程中，因為大氣分子的選擇性吸收、氣溶膠的散射、氣象條件和海拔及天頂角等因素，使得大氣透過率τ成為與波長、傳輸距離以及大氣條件等因素有關的復雜參量，難以準確地用函數表示出來，且作用距離是其自身的隱函數，這使得計算過程存在很大困難［5－6］。采用光譜間隔等分法，可得到紅外系統探測距離［7］：