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第1章 绪论1

1.1 红外搜索系统的界定1

1.2 与前视红外系统的比较1

1.3 总体研究与设计的目的及意义2

1.4 国外现状与发展趋势3

1.4.1 国外研制与装备情况3

1.4.2 红外搜索系统的发展趋势9

1.5 在未来战争中的作用与地位10

参考文献12

第2章 红外搜索系统总体13

2.1 搜索系统分类13

2.1.1 行扫描搜索系统13

2.1.2 圆锥—旋转扫描搜索系统13

2.1.3 螺旋线扫描搜索系统14

2.1.4 周视搜索系统14

2.2 系统组成及分析14

2.2.1 红外扫描头14

2.2.2 信号处理装置15

2.2.3 稳定平台15

2.2.4 测角系统16

2.2.5 导航接收单元16

2.2.6 电源单元16

2.2.7 随动伺服系统16

2.2.8 显控台16

2.3 系统工作原理16

2.4 系统技术要求18

2.4.1 材料、零部件与元器件19

2.4.2 设计要求20

2.4.3 结构24

2.4.4 尺寸和质量25

2.4.5 环境适应性25

2.4.6 安全性25

2.4.7 人机工程25

2.4.8 性能特性26

2.5 工程技术特点27

2.5.1 系统的关键技术27

2.5.2 光学系统方案选取28

2.5.3 系统软件研制工程化要求29

2.5.4 系统可靠性、维修性与保障性要求29

2.5.5 电磁兼容性要求30

2.6 使命任务与技术要求分析30

2.6.1 使命任务30

2.6.2 系统特点31

2.6.3 技术要求分析32

2.7 主要战术技术指标论证32

2.7.1 搜索目标的运动特性33

2.7.2 系统主要战技指标的确定34

2.8 总体设计应注意事项37

参考文献38

第3章 目标与环境红外辐射39

3.1 绝对黑体及其基本定律39

3.1.1 绝对黑体与非黑体39

3.1.2 普朗克（Max Planck）定律41

3.1.3 斯特藩—波耳兹曼（Stefan-Boltzmann）定律41

3.1.4 维恩（W.Wien）位移定律43

3.1.5 朗伯余弦定律44

3.2 辐射源分类及辐射量空间分布45

3.2.1 辐射源分类45

3.2.2 辐射量空间分布46

3.3 点源、小面源、朗伯扩展源产生的辐照度48

3.3.1 点源产生的辐照度49

3.3.2 小面源产生的辐照度49

3.3.3 朗伯扩展源产生的辐照度50

3.4 目标与环境的分类及特点52

3.4.1 空间目标与深空背景52

3.4.2 空中目标与天空背景52

3.4.3 地面目标与地物背景53

3.4.4 海面目标与海洋背景54

3.5 环境与目标辐射特性54

3.5.1 天体背景辐射特性55

3.5.2 太阳辐射特性56

3.5.3 天空背景辐射特性56

3.5.4 海洋背景辐射特性58

3.5.5 自然辐射源与目标辐射源59

3.6 目标辐射的简化计算程序64

参考文献65

第4章 红外辐射大气透过率的工程理论计算方法66

4.1 大气衰减与透过率66

4.2 大气层结构与大气的组成及吸收作用67

4.2.1 大气层结构67

4.2.2 大气的组成及吸收作用68

4.3 大气中辐射衰减的物理基础68

4.4 大气透过率数据表69

4.5 海平面上大气气体的分子吸收90

4.6 不同高度时的分子吸收修正问题93

4.6.1 吸收本领随高度而改变的修正93

4.6.2 分子密度随高度而降低所引起的修正94

4.6.3 纯吸收时的透过率计算程序96

4.7 大气分子与微粒的散射97

4.8 与气象条件有关的衰减100

4.9 平均透过率与积分透过率的计算方法101

4.9.1 平均透过率的计算方法101

4.9.2 积分透过率的计算方法101

4.10 计算举例102

参考文献106

第5章 大口径非球面红外光学系统107

5.1 红外光学系统性能及其结构形式技术分析107

5.1.1 军用红外光学系统的性能特性108

5.1.2 传统光学系统结构109

5.1.3 现代新型红外光学系统113

5.1.4 传统红外光学结构与现代红外光学结构比较121

5.2 红外光学材料123

5.2.1 红外光学材料应具备的性能124

5.2.2 红外光学材料的应用125

5.3 光学非球面127

5.3.1 光学非球面定义127

5.3.2 光学非球面的数学表述127

5.3.3 非球面的初级像差129

5.3.4 实用非球面的评价指标132

5.4 大口径红外非球面光学系统设计方法133

5.4.1 设计过程与两镜R-C系统设计方法133

5.4.2 大口径光学系统特点136

5.4.3 轻量化设计方案138

5.4.4 消热差技术139

5.5 设计举例140

5.5.1 系统主要技术指标140

5.5.2 设计过程141

5.5.3 系统像差分析147

5.5.4 系统热差分析148

5.5.5 设计结果151

参考文献154

第6章 红外传感器157

6.1 红外成像系统概述157

6.2 红外工作波段的选取分析160

6.2.1 光谱辐出度160

6.2.2 光谱辐射对比度160

6.2.3 光谱辐射对比度极值波长161

6.2.4 两个红外波段的一些实际比较162

6.3 红外焦平面阵列非均匀性产生的原因及其校正技术163

6.3.1 两点温度校正法165

6.3.2 恒定统计平均法166

6.3.3 时域高通滤波法168

6.3.4 人工神经网络法168

6.3.5 四种算法的优点和缺点169

6.4 系统总体对红外传感器提出的功能及性能指标要求170

6.4.1 主要功能170

6.4.2 红外传感器性能指标171

6.5 红外传感器工作原理与组成171

6.5.1 红外传感器工作原理171

6.5.2 红外传感器组成171

6.6 红外探测器件及物镜光学参数选取173

6.6.1 红外探测器组件的选取173

6.6.2 物镜光学系统的设计考虑及参数选取175

6.6.3 物镜的温度补偿176

参考文献177

第7章 全方位红外动态点目标信息处理与图像仿真178

7.1 全方位红外搜索系统点目标处理方法178

7.1.1 点目标信号预处理178

7.1.2 点目标提取179

7.1.3 目标航迹（点迹）处理180

7.2 双波段数据融合183

7.3 红外搜索系统的被动测距方法与目标威胁判断184

7.3.1 双站定位测距184

7.3.2 单站定位测距188

7.3.3 目标威胁判断190

7.4 红外动态点目标图像仿真系统190

7.4.1 技术实现方法分析191

7.4.2 系统组成及工作原理192

7.4.3 仿真数学模型194

7.4.4 仿真结果196

参考文献197

第8章 扫描与稳定伺服系统198

8.1 扫描头伺服系统198

8.1.1 功能及性能指标198

8.1.2 方位驱动单元199

8.1.3 俯仰伺服单元200

8.2 稳定平台伺服系统203

8.2.1 功能及性能指标203

8.2.2 组成与工作原理204

8.2.3 数学模型及参数计算205

8.2.4 程序框图208

8.3 测角系统209

8.3.1 功能及性能指标209

8.3.2 组成与工作原理210

8.3.3 测量元件、模块选型及计算211

8.3.4 粗精组合纠错212

8.3.5 锁存213

8.4 导航信息接口214

8.4.1 功能及性能指标214

8.4.2 组成与工作原理214

8.4.3 参数计算及元件选择215

参考文献217

第9章 作用距离、探测概率与虚警概率217

9.1 红外搜索系统的目标探测距离概述217

9.2 红外系统作用距离一般形式218

9.3 频域信号处理对红外搜索系统作用距离的影响221

9.4 时域信号处理对红外搜索系统作用距离的影响224

9.5 一种作用距离简化计算方法226

9.6 考虑背景辐射的红外搜索系统的作用距离方程修正及其等效检验228

9.6.1 作用距离方程推导与修正228

9.6.2 等效作用距离折算方法232

9.6.3 △J的计算232

9.6.4 检验方法233

9.7 基于探测率温度特性与背景影响的红外搜索系统作用距离方程234

9.7.1 归一化探测率D＊与光谱探测率D＊（λ）及其物理特点234

9.7.2 作用距离方程推导与修正236

9.7.3 辐射源温度与测试D＊用温度不同时的处理方法238

9.8 基于D＊值综合修正的红外搜索系统作用距离方程239

9.8.1 问题提出239

9.8.2 探测器1/f噪声对D＊值影响分析239

9.8.3 D＊值的综合修正方法240

9.8.4 作用距离方程修正241

9.9 虚警时间、虚警概率与探测概率241

参考文献242

第10章 红外搜索系统的反对抗与作战效能244

10.1 激光损伤及加固方法244

10.1.1 激光破坏机理244

10.1.2 激光与光学介质薄膜相互作用的机理245

10.1.3 激光对光伏（PV）传感器的损伤246

10.1.4 激光对光导（PC）传感器损伤246

10.1.5 激光对CCD传感器的破坏247

10.1.6 红外光学材料的激光损伤248

10.1.7 光电探测器的非线性效应249

10.1.8 抗激光加固方法249

10.2 综合性能评价方法研究251

10.3 作战效能253

10.3.1 系统作用距离要素253

10.3.2 火力要素254

10.3.3 反应时间要素254

10.3.4 抗性能下降能力255

10.3.5 可用度255

参考文献256