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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Qxa149

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NEP211

一、响应率R211

第五节 探测器的特性参数211

三、探测率D、D212

四、时间常数τ214

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