面源黑体用于8？滋m～9.4？滋m波段的大气透过率测试

王浩　王海风

摘 要：文章分析了被测目标的红外辐射特性、大气组分对红外辐射能量的吸收特性，针对现场实际测试环境，利用面源黑体和长波红外热像仪测试了在8？滋m～9.4？滋m波段内大气透过率的平均值，提升对目标测试的精度。

关键词：面源黑体；目标长波红外特性；大气透过率

1 引言

目标自身的红外辐射特征是目标探测和识别的重要参数之一，通过红外测试设备可获取目标的红外辐射温度、辐射亮度和辐射强度等重要特征信息，为光电探测设备的设计提供支撑依据。但是，大气透过率是影响红外辐射测量的重要因素，人们通常在进行目标的红外辐射特性测试时，采用MODTRAN等大气辐射传输计算软件，利用典型大气模式由地面能见度、大气温湿压等大气参数来计算某一段距离的大气透过率。由于测量现场大气环境变化的不确定性，使得现场大气与标准大气模式存在一定的差别，这就导致修正后的结果与实际情况存在较大的误差[1]。

文章根据红外辐射测量原理，对大气透过率的测量方法进行研究，结合现有的红外测试设备和测试的对象，提出了利用面源黑体测量8？滋m～9.4？滋m波段的大气透过率，用于修正目标和长波热像仪之间的距离对目标长波红外辐射的影响，从而提高在红外测试中的精度。

2 基本理论介绍

2.1 测试目标介绍

在文章中选取的测试目标为地面停放的飞机，利用长波红外热像仪测试飞机蒙皮的红外辐射特性。根据红外辐射的相关理论，飞机的红外辐射主要由四部分构成：飞机发动机的尾喷口及其它受热部件；飞机发动机的尾喷流；有气动加热所引起的飞机蒙皮的红外辐射；机身受阳关、月光、背景及人造光源等的照射所产生的反射和辐射，这四部分辐射的光谱分布特性如图1所示。飞机在地面静止停放时，其红外辐射主要来源于蒙皮的辐射和蒙皮对外界环境的反射，在长波波段主要为蒙皮自身的红外辐射，属于灰体辐射；对外界环境的反射主要集中在短波波段。

2.2 大气传输对目标测试的影响

大气传输的过程非常复杂，从目标发出的红外辐射在达到红外探测系统之前，会被大气中的某些气体分子吸收和被大气中的大气中的悬浮微粒散射，导致辐射能量衰减。

2.3 亮度守恒原理说明

3.2 测试设备说明

本次试验中选用的长波热像仪的主要参数如表2所示，选用的大面源黑体的技术指标如表3，测试所用热像仪和面源黑体见图5所示。

4 试验结果

在对某型飞机的地面测试过程中，将黑体与飞机等距离放置，其实验的具体参数为：黑体分别放置距离为：266m、3m；长波红外热像仪的测温设置：80℃～300℃热像仪测试黑体的画面示意图如图6所示，长波热像仪测试结果如表4所示，同时文章作者也计算了标准大气条件下传输距离266m是的透过率为0.904。在表4中依据对目标的测试时间，对黑体分别进行了三次测试，计算得到的大气透过率变化如图7所示，从图7可以看出三个不同的时间段大气透过率不同，大气透过率变化的标准差为：0.018。利用表4的测试数据，实时对目标测试的长波数据进行了大气透过率修正。

5 结束语

文章利用面源黑体和长波红外热像仪测试了距离为266m的波段大气透过率，通过实际测试，一方面表现出在测试过程中，大气透过率是变化的，利用标准大气计算的透过率与实际存在偏差；另一方面通过实际测量波段大气透过率，实时修正了对目标的测试数据，提高了目标的测量精度。

参考文献

[1]杨词银，张建萍，曹立华.基于大气透过率比例校正的目标辐射测量[J].光学精密工程，2012.

[2]R.D.小哈德逊.红外系统原理[M].北京：国防工业出版社，1975.

[3]张建奇，方小平.红外物理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004.

作者简介：王浩（1982，12-），男，汉，陕西富平县人，中国飞行试验研究院，硕士研究生，主要研究方向为目标电磁、红外散射特性研究。

王海风（1980，6-），男，汉，河南省太康县人，中国飞行试验研究院，硕士研究生，主要研究方向为目标电磁、红外散射特性研究。endprint

摘 要：文章分析了被测目标的红外辐射特性、大气组分对红外辐射能量的吸收特性，针对现场实际测试环境，利用面源黑体和长波红外热像仪测试了在8？滋m～9.4？滋m波段内大气透过率的平均值，提升对目标测试的精度。

关键词：面源黑体；目标长波红外特性；大气透过率

1 引言

目标自身的红外辐射特征是目标探测和识别的重要参数之一，通过红外测试设备可获取目标的红外辐射温度、辐射亮度和辐射强度等重要特征信息，为光电探测设备的设计提供支撑依据。但是，大气透过率是影响红外辐射测量的重要因素，人们通常在进行目标的红外辐射特性测试时，采用MODTRAN等大气辐射传输计算软件，利用典型大气模式由地面能见度、大气温湿压等大气参数来计算某一段距离的大气透过率。由于测量现场大气环境变化的不确定性，使得现场大气与标准大气模式存在一定的差别，这就导致修正后的结果与实际情况存在较大的误差[1]。

文章根据红外辐射测量原理，对大气透过率的测量方法进行研究，结合现有的红外测试设备和测试的对象，提出了利用面源黑体测量8？滋m～9.4？滋m波段的大气透过率，用于修正目标和长波热像仪之间的距离对目标长波红外辐射的影响，从而提高在红外测试中的精度。

2 基本理论介绍

2.1 测试目标介绍

在文章中选取的测试目标为地面停放的飞机，利用长波红外热像仪测试飞机蒙皮的红外辐射特性。根据红外辐射的相关理论，飞机的红外辐射主要由四部分构成：飞机发动机的尾喷口及其它受热部件；飞机发动机的尾喷流；有气动加热所引起的飞机蒙皮的红外辐射；机身受阳关、月光、背景及人造光源等的照射所产生的反射和辐射，这四部分辐射的光谱分布特性如图1所示。飞机在地面静止停放时，其红外辐射主要来源于蒙皮的辐射和蒙皮对外界环境的反射，在长波波段主要为蒙皮自身的红外辐射，属于灰体辐射；对外界环境的反射主要集中在短波波段。

2.2 大气传输对目标测试的影响

大气传输的过程非常复杂，从目标发出的红外辐射在达到红外探测系统之前，会被大气中的某些气体分子吸收和被大气中的大气中的悬浮微粒散射，导致辐射能量衰减。

2.3 亮度守恒原理说明

3.2 测试设备说明

本次试验中选用的长波热像仪的主要参数如表2所示，选用的大面源黑体的技术指标如表3，测试所用热像仪和面源黑体见图5所示。

4 试验结果

在对某型飞机的地面测试过程中，将黑体与飞机等距离放置，其实验的具体参数为：黑体分别放置距离为：266m、3m；长波红外热像仪的测温设置：80℃～300℃热像仪测试黑体的画面示意图如图6所示，长波热像仪测试结果如表4所示，同时文章作者也计算了标准大气条件下传输距离266m是的透过率为0.904。在表4中依据对目标的测试时间，对黑体分别进行了三次测试，计算得到的大气透过率变化如图7所示，从图7可以看出三个不同的时间段大气透过率不同，大气透过率变化的标准差为：0.018。利用表4的测试数据，实时对目标测试的长波数据进行了大气透过率修正。

5 结束语

文章利用面源黑体和长波红外热像仪测试了距离为266m的波段大气透过率，通过实际测试，一方面表现出在测试过程中，大气透过率是变化的，利用标准大气计算的透过率与实际存在偏差；另一方面通过实际测量波段大气透过率，实时修正了对目标的测试数据，提高了目标的测量精度。

参考文献

[1]杨词银，张建萍，曹立华.基于大气透过率比例校正的目标辐射测量[J].光学精密工程，2012.

[2]R.D.小哈德逊.红外系统原理[M].北京：国防工业出版社，1975.

[3]张建奇，方小平.红外物理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004.

作者简介：王浩（1982，12-），男，汉，陕西富平县人，中国飞行试验研究院，硕士研究生，主要研究方向为目标电磁、红外散射特性研究。

王海风（1980，6-），男，汉，河南省太康县人，中国飞行试验研究院，硕士研究生，主要研究方向为目标电磁、红外散射特性研究。endprint

摘 要：文章分析了被测目标的红外辐射特性、大气组分对红外辐射能量的吸收特性，针对现场实际测试环境，利用面源黑体和长波红外热像仪测试了在8？滋m～9.4？滋m波段内大气透过率的平均值，提升对目标测试的精度。

关键词：面源黑体；目标长波红外特性；大气透过率

1 引言

目标自身的红外辐射特征是目标探测和识别的重要参数之一，通过红外测试设备可获取目标的红外辐射温度、辐射亮度和辐射强度等重要特征信息，为光电探测设备的设计提供支撑依据。但是，大气透过率是影响红外辐射测量的重要因素，人们通常在进行目标的红外辐射特性测试时，采用MODTRAN等大气辐射传输计算软件，利用典型大气模式由地面能见度、大气温湿压等大气参数来计算某一段距离的大气透过率。由于测量现场大气环境变化的不确定性，使得现场大气与标准大气模式存在一定的差别，这就导致修正后的结果与实际情况存在较大的误差[1]。

文章根据红外辐射测量原理，对大气透过率的测量方法进行研究，结合现有的红外测试设备和测试的对象，提出了利用面源黑体测量8？滋m～9.4？滋m波段的大气透过率，用于修正目标和长波热像仪之间的距离对目标长波红外辐射的影响，从而提高在红外测试中的精度。

2 基本理论介绍

2.1 测试目标介绍

在文章中选取的测试目标为地面停放的飞机，利用长波红外热像仪测试飞机蒙皮的红外辐射特性。根据红外辐射的相关理论，飞机的红外辐射主要由四部分构成：飞机发动机的尾喷口及其它受热部件；飞机发动机的尾喷流；有气动加热所引起的飞机蒙皮的红外辐射；机身受阳关、月光、背景及人造光源等的照射所产生的反射和辐射，这四部分辐射的光谱分布特性如图1所示。飞机在地面静止停放时，其红外辐射主要来源于蒙皮的辐射和蒙皮对外界环境的反射，在长波波段主要为蒙皮自身的红外辐射，属于灰体辐射；对外界环境的反射主要集中在短波波段。

2.2 大气传输对目标测试的影响

大气传输的过程非常复杂，从目标发出的红外辐射在达到红外探测系统之前，会被大气中的某些气体分子吸收和被大气中的大气中的悬浮微粒散射，导致辐射能量衰减。

2.3 亮度守恒原理说明

3.2 测试设备说明

本次试验中选用的长波热像仪的主要参数如表2所示，选用的大面源黑体的技术指标如表3，测试所用热像仪和面源黑体见图5所示。

4 试验结果

在对某型飞机的地面测试过程中，将黑体与飞机等距离放置，其实验的具体参数为：黑体分别放置距离为：266m、3m；长波红外热像仪的测温设置：80℃～300℃热像仪测试黑体的画面示意图如图6所示，长波热像仪测试结果如表4所示，同时文章作者也计算了标准大气条件下传输距离266m是的透过率为0.904。在表4中依据对目标的测试时间，对黑体分别进行了三次测试，计算得到的大气透过率变化如图7所示，从图7可以看出三个不同的时间段大气透过率不同，大气透过率变化的标准差为：0.018。利用表4的测试数据，实时对目标测试的长波数据进行了大气透过率修正。

5 结束语

文章利用面源黑体和长波红外热像仪测试了距离为266m的波段大气透过率，通过实际测试，一方面表现出在测试过程中，大气透过率是变化的，利用标准大气计算的透过率与实际存在偏差；另一方面通过实际测量波段大气透过率，实时修正了对目标的测试数据，提高了目标的测量精度。

参考文献

[1]杨词银，张建萍，曹立华.基于大气透过率比例校正的目标辐射测量[J].光学精密工程，2012.

[2]R.D.小哈德逊.红外系统原理[M].北京：国防工业出版社，1975.

[3]张建奇，方小平.红外物理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004.

作者简介：王浩（1982，12-），男，汉，陕西富平县人，中国飞行试验研究院，硕士研究生，主要研究方向为目标电磁、红外散射特性研究。

王海风（1980，6-），男，汉，河南省太康县人，中国飞行试验研究院，硕士研究生，主要研究方向为目标电磁、红外散射特性研究。endprint