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第一章 红外辐射 1

第一节 辐射计量 1

一、红外与可见光辐射计量的差别 1

二、度量红外辐射的参量 3

第二节 黑体辐射 6

一、吸收、反射、透过率及系数 6

二、普朗克(Max Planck)定律及其近似式 9

三、维恩(W.Wien)位移定律 13

四、斯？藩-玻耳兹曼(Stefan-Boltzmann)定律 14

五、兰伯特(J.H.Lambert)定律 26

第三节 非黑体辐射 29

一、基尔霍夫(Kirchhoff)定律 29

二、影响发射率的因素 31

三、方向、半球、光谱、总发射率与吸收率的基本霍夫定律形式 40

第四节 气体辐射 45

一、气体辐射的特点 45

二、H.C.Hottel法 46

三、喷气流(羽流)红外辐射场的数值计算法 52

一、目标辐射 53

第五节 目标和背景辐射 53

二、背景辐射 66

参考文献 77

第二章 红外辐射在大气中的传输 79

第一节 辐射在大气中的传输方程 79

一、辐射传输微分方程 79

二、辐射传输微分方程的积分解 86

三、高温燃气的辐射传输方程及其解 86

一、地球大气的组成 89

第二节 地球大气的组成和结构 89

二、水汽、二氧化碳和气溶胶的含量 103

三、大气层的结构 109

第三节 大气的吸收衰减 113

一、大气的选择吸收 114

二、几种吸收谱线的形状 114

三、分子吸收的逐线计算法 119

四、分子吸收的波带模型法 123

五、斜路程的大气吸收 133

六、表格法计算大气吸收 135

七、大气的连续吸收 148

第四节 大气的散射 149

一、散射效率因素Qxa 149

二、相函数 154

三、多散射 156

四、散射衰减的工程计算法 159

第五节 LOWTRAN法 161

一、分子吸收衰减 162

三、气溶胶衰减 163

二、分子散射 163

参考文献 169

第三章 红外探测器 172

第一节 半导体探测器的几个物理问题 172

一、固体能带理论 172

二、本征和非本征激发 174

三、热平衡条件下的自由载流子浓度 177

四、载流子的产生与复合 178

第二节 热探测器 180

一、温差电偶 180

二、测辐射热计 184

三、热释电探测器 185

第三节 光子探测器 188

一、外光电探测器 188

二、光电导探测器 190

三、光伏探测器 200

第四节 光探测器的噪声 205

一、探测器噪声 206

二、背景噪声 209

二、噪声等效功率NEP 211

一、响应率R 211

第五节 探测器的特性参数 211

三、探测率D、D 212

四、时间常数τ 214

五、响应波段 215

六、红外探测器的背景限 216

七、暗阻、工作温度等 217

第六节 CCD及红外阵列探测器 218

一、CCD及红外阵列探测器 218

二、红外CCD的发展 221

参考文献 223

第四章 光学系统 225

第一节 典型光学元件的物像关系 225

一、反射镜和透镜 225

二、非球面镜 233

第二节 光学系统的参数 236

一、光阑、入瞳 236

二、相对孔径、f/数 238

三、视场、视场角 239

第三节 像差 240

一、球差 243

二、彗差 246

三、色差 248

四、像质评价 249

第四节 红外光学系统 252

一、反射式系统 252

二、折射反射系统 255

三、折射系统 256

四、导弹的几种红外光学系统举例 257

一、转动平面反射镜 259

第五节 光学扫描系统 259

二、反射折射棱镜 265

第六节 辅助光学系统 270

一、场镜 270

二、浸没透镜 272

三、光锥 274

第七节 光学调制 275

一、调制盘的空间滤波作用 275

二、调制盘提供目标的方位信息 278

参考文献 291

第五章 红外点源探测系统 293

第一节 非接触式红外测温计 293

一、全辐射测温法 293

二、双色测温法 294

三、辐射温度计举例 295

第二节 红外点源系统及其跟踪 296

一、位标器的类型 297

二、陀螺的进动及章动 304

三、位标器的跟踪 311

四、在电磁力矩作用下的陀螺运动分析 320

第三节 导引头的输出信号 325

一、各环节的运动方程 326

二、导引头的输出信号 328

第四节 位标器的跟踪误差及最大转角 331

一、位标器的跟踪误差 331

二、位标器的最大转角 332

第五节 红外系统的作用距离 334

一、无背景辐射下的作用距离 334

二、均匀背景作用下的作用距离 338

第六节 虚警概率与探测概率 340

第七节 红外系统设计方法的几个问题 345

一、红外系统几个重要参数的确定 346

二、红外系统设计举例 352

参考文献 360

第六章 红外成像制导系统 361

第一节 导言 361

第二节 外红成像系统 362

一、热像仪的原理 363

二、热像仪的基本技术参数 366

三、热成像系统的类型 368

第三节 热像仪的系统性能 390

一、噪声等效温差(NETD) 391

二、最小可分辨温差(MRTD) 397

三、最小可探测温差(MDTD) 399

第四节 红外成像制导 399

一、总述 399

二、红外成像制导系统的组成 401

第五节 图像处理 402

一、波门跟踪 402

二、相关跟踪 411

第六节 红外成像寻的器 418

一、光学系统及结构 418

二、工作原理 420

三、性能参数的估算 422

第七节 玫瑰扫描亚成像制导 428

一、玫瑰扫描 428

二、玫瑰扫描位标器 432

三、玫瑰扫描亚成像位标器的信号处理 436

参考文献 439