热成象系统的综合评价参数——光谱匹配因数

论证了红外探测器和热成象系统的所有评价参数：响应度Ｒ、探测度Ｄ、信号Ｖｓ、信噪比Ｖｓ／Ｖｎ、最大作用距离／ｍａｘ及温差分辨率ＮＥＴＤ、ＭＲＴＤ、ＭＤＴＤ等，无一例外，均要求光谱匹配因数要大。光谱匹配因数能定量反映热成象系统中不同光谱响应的红外探测器，在不同天气和不同光学系统光谱透过率下，对不同温度目标辐射光谱分布的光谱匹配，因此它是能真实、客观、全面、系统、综合、定量反映热成象系统探测效果的最佳综合评价参数。

双波段热成像系统光谱匹配因数

计算了双波段 (3～ 5 μm ,8～ 1 4 μm)HgCdTe红外探测器及热成像系统 ,在不同天气 (晴、小雨、轻雾 )条件下 ,对不同温度 (T =30 0 ,5 0 0 ,80 0 ,1 0 0 0K)目标辐射的光谱匹配因数。并与长波 (8～ 1 4 μm)热成像系统光匹配因数进行了对比。结果表明 ,双波段HgCdTe热成像系统 ,对室温、中温及高温目标均有较高的光谱匹配因数 (α 0 .5 3)。这大大改进提高了单波段长波热像仪对中高温目标的光谱匹配因数 ,同时还大大提高了适应天气变化的能力。

远距离热成像系统的光谱匹配因数

本文导出了远距离热成像系统的光谱匹配因数：并证明了红外系统的最大作用距离．

红外探测器探测度D（T，f）探讨

本文导出了红外探测器探测度Ｄ＊（Ｔ，ｆ，ｌ）与光谱匹配因数α（ωλＴ，ｒλ）之间的关系，对Ｄ＊（５００Ｋ，ｆ，ｌ）值进行了探讨。由于实际应用中目标温度差别很大，Ｄ＊（５００Ｋ，ｆ，ｌ）值与实际探测结果并不一致。笔者导出了一个重要的关系式：Ｄ＊（Ｔ，ｆ，ｌ）＝Ｋ（Ｔ，ｒλ）Ｄ＊（５００Ｋ，ｆ，ｌ）。给出了ＨｇＣｄＴｅ、Ｉｎｓｂ和ＰｂＳ红外探测器的一种Ｋ—Ｔ曲线。提出了迅速简便获得Ｄ＊（Ｔ，ｆ，ｌ）值的修正系数法，从而得到与实际应用结果相一致的Ｄ＊（Ｔ，ｆ，ｌ）值。

热成像温差分辨率与微分光谱匹配因数的关系

由近距离低温面目标热成像系统的信号方程和噪声等效温差ＮＥＴＤ的定义，导出了ＮＥＴＤ∝１／Ｍ，并由此得到ＭＲＴＤ∝１／Ｍ，ＭＤＴＤ∝１／Ｍ从而证明了热成像系统的温差分辨率：ＮＥＴＤ、ＭＲＴＤ、ＭＤＴＤ均要求微分光谱匹配因数Ｍ要大。这为选用光谱匹配因数Ｍ和Ｍ作为热成像系统的综合评价参数奠定了理论基础。

近距离热成像系统的光谱匹配因数──微分光谱匹配因数

导出了适用于近距离面目标热成像系统的微分光谱匹配因数（亦称质量因数）且。当Ｔ≈３００Ｋ、λ＝８～１４μｍ时，当Ｔ≈１０００Ｋ，λ＝３～５μｍ时，决定热成像系统的温度分辨率：ＮＥＴＤ，ＭＲＴＤ，ＭＤＴＤ。