1、1制冷型探测器在不同大气条件下红外搜索系统作用距离计算问题已知条件：1、制冷型探测器：35 30（像元） 像素：3202402、35m 波段在海面情况下（分别针对喷气式飞机和舰艇）传输透过率分析。 （晴朗和浓雾）3、能量计算（探测距离）（1）海面对空 20km，喷气式飞机，翼展 30m（2）海面 20km，舰艇（3）相对孔径、透过率4、非制冷型红外探测器光学系统参数：f=30180；F ：2.1；透过率： 70%求晴朗和浓雾大气条件下红外搜索系统作用距离。解：搜索系统的作用距离方程为： 21*0)(4nsfFDIS其中： ： 红外辐射强度 ： 大气透过率 iI ： 光学系统透过率 D ： 通光
2、口径0： 探测率 ： 信号过程因子* F ： 光圈数 ： 视场角： 系统带宽 ：信噪比fnsu对于制冷型波段在 3-5 m, 30u (像元)分辨率为 320 240 =180mm=18cm F=2.1 晴朗时 T=25 RH=90%f C1) 通过查阅红外技术知在 3-5 m 波段范围内，飞机的辐射强度=483.4953Isrw2) 大气透过率为大气中水蒸气透过率与大气中 CO2中透过率的乘积即2COH相对湿度为空气中试样水蒸气含量与饱和时水蒸气含量比值即 SR2经查表知 25 饱和水蒸气的质量为 =22.80 CS3mg则 356.4208.mgRHsw又因为高度为 h 的水平距离 X 所
3、具有的透射比等于长度为 的等效海平面上透射比X即 kP00其中 P：高度为 h 处的大气压强P0：平面上的大气压强k ：常数 对 H2O 系统 k=0.5，对 CO2系统 k=1.5 。又因为根据已知有 h=10km d=20km水平距离 X= = =10 kmhd2103经查表得 当 h=10km 时对于 H2O 系统： =0.518k0对于 CO2系统： =0.141k0根据以上数据可求得对于水蒸气全路程可凝结水的毫米数为 KOHWWXOH2200= 4.56 17.32 0.518 = 40.911mm经查表可得在 3-5 m 范围内，可凝结水毫米数为 40.911mm 的透过率对所有数
4、值进行加和取平均 23.0 5.0.13.24.9( /2HO晴 朗 ）=0.001+0.029+0.084+0.233+0.509+0.768+0.883+0.922+0.961+0.961+0.940+0.922+0.883+0.824+0.623+0.465+0.334+0.233+0.172+0.0375）/20= 0.539对于 CO2的等效海平面的水平距离为 kmXKCOCO 42.1.0723220经查表可得在 3-5 m 范围内,海平面水平距离为 的 CO2的透射率的平均值为：2COX3= ( 1+1+0.875+0.993/2）/2023.1.24.95.012CO晴 朗 =
5、 0.82322()()HOCO（ 晴 朗 ） 晴 朗 晴 朗=0.539 =0.44483.0有浓雾时：经查表得 T=30 时，饱和空气中水蒸气质量为 30.04 3mgRSW则水蒸气全路程可凝结水的毫米数为 2 200KHOSHOXX=30.04 0.9 17.32 0.518=242.561mm经查表可得在 3-5um 波段范围内，可凝结水的毫米数为 242.56mm 的透过率平均值为23.0 5.0.13.24.9( )(0.40)2( .362Ho 浓 雾 ）对于 CO2的透过率，由于海平面的水平距离没有改变则 没有改变2co则 （晴朗）= （浓雾）=0.8232co2co则有浓雾的大气透过率：（浓雾）= （浓雾） （浓雾）2Ho2co=0.36030.823=0.297由公式 可得，0/DfFcmf571.82/0视场角 021.18243030/ umufbqw取信号因子 系统宽带 =26.12 信噪比67.f3zH5nsu412103.WHcmDZ则晴朗时搜索系统的作用距离为 21*0)(4nsfFISkm765.3 5)108.260.(1267.3.749.8. 2121在浓雾时搜索系统的作用距离为 21*0)(4nsfFDIS1123/23.18.970.8.57.0.67 2(16).6km
