基于涂料性能参数的红外隐身技术

根据数值传热学的方法模拟了目标表面温度分布,分析了隐身涂料的性能参数(短波吸收率αs、长波吸收率lα与表面发射率tε)对目标表面温度的影响;模拟了这些性能参数对红外探测系统作用距离的影响。分析结果表明:上述3种性能参数均会对目标表面温度产生影响。sα、lα与表面温度成正比,tε与表面温度成反比,影响幅度可达10℃左右;探测系统作用距离与背景温度、气象条件、探测器性能等多种因素相关,根据实际情况调整涂料性能参数可使作用距离最小。这些结果基本满足红外隐身涂料设计、选型与使用方面的实际需求。

地面目标红外特性及其隐身技术研究

随着红外搜索与制导技术的飞速发展,对于地面目标红外特征及其隐身技术的研究具有越来越重要的军事意义。在简化目标传热模型的基础之上,计算出目标的瞬时温度变化,并与背景的温度比较发现,目标与背景在一天之中均存在明显温差,最大温差可达10℃。从目标与背景的辐射对比度出发,分析了辐射对比度与目标表面发射率以及目标与背景温差的关系,发现了当目标与背景温差控制在±4℃之内时,采用固定发射率涂料可以使目标达到红外隐身的目的。

地面目标动态红外特征模拟

通过合理的假设,将复杂的三维辐射与对流耦合传热问题简化为一维瞬态传热问题,并运用多层有限差分的数值计算方法模拟出目标外表面温度场随时间的变化曲线图与目标波段辐射强度的方向图。在此基础上,根据目标与背景的辐射强度差值,计算出红外成像探测系统对目标的最大作用距离,并绘制出其在探测器工作波段内的方向图。通过比较分析出隐身涂料对作用距离的影响,在3～5μm波段最大作用距离由7km下降为5.5km,在8～12μm波段最大作用距离由13km下降为7.5km。

目标红外涂料隐身技术评判标准研究

隐身涂料在红外隐身技术的研究中占据重要位置。从涂料的隐身机理出发,以目标与背景的辐射对比度小于0.02作为红外隐身的评判标准,提出了一种关于涂料红外隐身技术的新的研究方向,并结合红外探测系统作用距离检验了这个评价标准。研究发现,考虑目标红外隐身时,不能盲目降低目标表面发射率。当辐射对比度减小到0.02时,作用距离比原先降低了71.4%。

基于辐射对比度的涂料隐身性能优化与评估

针对目前红外隐身涂料不能最大限度满足目标动态隐身需求以及没有合适的方法评估涂料隐身性能的问题,提出了一种隐身涂料性能优化与评估的方法。首先,以传热模型为基础,模拟计算了目标与背景的表面温度;然后,根据目标与背景的辐射对比度,对单一隐身涂料的发射率、短波和长波吸收率进行了优化设计;最后,定义了迷彩涂料隐身效能的评价参数,分析了多种红外迷彩涂料的隐身效能。研究结果表明:隐身涂料的性能参数经优化后有效提高了目标的隐身效率,从29.2%提高到79.2%;同时,隐身性能评价参数可以用来评估迷彩涂料的隐身效能。

海面舰艇红外隐身效能评估

运用红外辐射理论的知识,分析计算出舰艇在采用各种隐身手段情况下红外探测系统的最大作用距离,以及在不同最大温差ΔT下探测系统对目标的发现、识别与认清概率,通过结果的分析与比较可定量地评价出舰艇的各红外隐身技术的效能。其分析结果可为今后进一步对海面舰艇的隐身研究提供一定的借鉴。

非球面人工晶状体在白内障超声乳化术的临床应用

目的:超声乳化术后植入非球面人工晶状体(Tecnis Z9001)或球面人工晶状体(Acrysof Nature),临床疗效的比较。方法:年龄相关性白内障患者59例60眼,随机分为2组,每组30眼。在超声乳化术后,一组植入非球面人工晶状体(Tecnis Z9001),另一组植入球面人工晶状体(Acrysof Nature)。在术后1/4,1及3mo检查术眼最佳矫正视力(BCVA);在术后1及3mo检查明视及暗视对比敏感度、眼波前像差等。结果:术后1/4,1及3mo,两组BCVA均无显著性差异(P>0.05)。在术后1及3mo,Tecnis组在明视1.5cpd,3.0cpd,6.0cpd,12cpd,18cpd及暗视1.5cpd,3.0cpd,6.0cpd,12cpd,18cpd的对比敏感度均明显优于Acrysof组,差别有统计学意义(P<0.05)。在术后1及3mo,两组四阶球差(SA)及高阶像差(HOA)比较,Tecnis组均低于Acrysof组,两组差别有统计学意义(P<0.05)。结论:非球面人工晶状体(Tecnis Z9001)与球面人工晶状体(Acrysof Nature)均可明显提高患者术后视力,但非球面人工晶状体(Tecnis Z9001)可以减少术眼的高阶像差尤其是球差,提高某些频率的对比敏感度,提高视觉质量。

目标红外迷彩伪装技术研究

随着红外迷彩伪装涂料的出现,利用其对目标红外热图像进行分割,破坏目标图像特征的特点,为目标红外对抗提供了一种新的有效手段。首先,以传热模型为基础,模拟出目标的表面温度,并通过实测得出背景的表面瞬态温度。然后,利用随机生成的方法,生成背景的红外纹理图像。最后,以目标与背景的辐射对比度为基础,对红外迷彩涂料的设计参数进行了优化,分析了红外迷彩涂料的设计参数和图案设计对目标伪装效果的影响,达到了较好的红外伪装效果。

海面目标天基红外探测概率研究与分析

天基红外成像侦察有着常规空基、地基、海基军事侦察手段无法比拟的空间优势,业已成为世界上各大军事强国重点发展的一项重要的军事侦察技术。首先,从海面目标的天基红外探测条件出发,推导出极限探测条件下的阈值信噪比和目标等效条带数的数学表达式。然后,以此为基础得出海面目标天基红外探测的探测概率公式。最后,分析了噪声等效温差、探测器瞬时视场、卫星轨道高度、目标与背景的零视距的实际等效温差、目标临界尺度以及大气透射率对天基红外目标探测概率的影响。研究表明对于大温差、大尺度的海面目标,天基红外探测的探测概率相对较高,但在大气透射状况一般时,要通过天基红外观测平台探测小温差、小尺度海面目标较为困难。研究结果对天基红外探测器的研制与设计具有一定的借鉴意义。

舰船8～14μm波段动态红外特征模拟

随着红外探测与制导技术的飞速发展,对于舰船红外特征的研究具有越来越重要的军事意义。在简化舰船动态传热模型的基础之上,模拟出舰船表面瞬时温度变化与目标辐射强度的周向分布结果。模拟结果表明舰船的主要部位的表面温度在一天之中变化显著,且在同一时刻部位间的温度也存在明显差异;舰船不同时刻的辐射强度沿周向差异显著,同一时刻不同方位角上的辐射强度存在一定差异,同一时刻同一方位角上的辐射强度随仰角的增大而增大。

海面舰船开尔文尾迹红外特征与探测的模拟

舰船在水面航行时,由于船体和水面的相互作用,在船后会形成一条清晰可见的V形的尾迹,即Kelvin尾迹。首先基于海浪谱模型,生成了粗糙海面的几何构型,并结合Kelvin尾迹模型,完成海面Kelvin尾迹的几何构型。然后,通过波面发射率计算、探测器视场模型建立及热像生成3个步骤,完成海面Kelvin尾迹的红外图像仿真。最后,根据尾迹与周围海水间的辐射温差,建立Kelvin尾迹的探测模型。研究结果表明:探测天顶角越大,Kelvin尾迹与周围海水间的发射率差异越明显,尾迹的红外图像特征越显著;同时,随着探测天顶角的增大,探测概率逐渐增大。

基于气象参数的地物背景红外特征研究

随着红外探测技术的飞速发展,地物背景红外特征研究也具有越来越重要的军事意义。根据热平衡方程建立了地物背景表观温度的经验模型,并推导出了与4种基本气象参数相关联的背景表观温度表达式。在此基础上,运用最小二乘法对实测数据拟合出了未知参数bi（i=1～5）。经对比发现,模拟结果与实测结果基本相符,其误差控制在3.5℃以内。模拟结果很好地反映出了背景表观温度的基本走势。在缺少有效观测手段时,这种方法可以快速地对地物背景的表观温度给出较好的初步估计。通过误差分析,发现环境温度的测量精度对背景温度计算精度的影响最为明显。

非球面人工晶状体临床应用的启示

非球面人工晶状体是波前像差技术与现代白内障手术完美结合的产物,也是多学科联合发展的结果。非球面人工晶状体较传统球面人工晶状体可明显改善白内障患者的视功能。倘若能实现个体化设计,非球面人工晶状体有望取代球面人工晶状体成为人工晶状体的主流。

永磁电机变频器扇区过渡缺陷的分析与解决

应用空间矢量脉宽调制方式的变频器在对永磁电机进行供电时 ,会出现扇区过渡缺陷。依据空间矢量脉宽调制的原理 ,分析了产生这些问题的原因 。

基于Visual LISP的直线同步电机CAD系统的研制

针对直线同步电机的计算机辅助设计与绘图 ,利用内嵌于AutoCAD的VisualLISP进行二次开发 ,编制了一个专用的优化设计绘图软件 ,该软件可直接在AutoCAD环境下运行 ,实际应用效果良好。

永磁电励均匀混合式直线同步电机设计

本文介绍了一种新型永磁电励均匀混合式直线同步电机 ,分析了其等效磁路以及推力表达式 ,阐述了这种电机的设计要点。最后 ,给出了与普通电励磁直线同步电机的对比试验结果。

海水非温度分层条件下的舰船尾流红外探测可行性研究

在海面行驶时,舰船后面会形成一条清晰可辨且持续时间很长的尾流区,其长度可达数千米。利用红外成像技术进行尾流探测已成为世界上各大军事强国重点发展的一项军事侦察技术。首先,从空间分辨率和温度分辨率两方面考虑,推导出了舰船尾流的红外探测条件。然后基于红外测温原理,推导出了海水非温度分层条件下舰船尾流与周边海水之间的等效温差的表达式。最后,以阀值信噪比和目标等效条带数为基础,得出了舰船尾流的红外探测概率。研究结果表明,在海水非温度分层条件下,只有当探测天顶角较大时,才能以一定概率探测到尾流;而且随着天顶角的增大,探测概率逐渐提高。

三相SPWM控制器SM2001及其在变频器中的应用

介绍了三相SPWM控制器SM2001的工作原理和使用方法,给出了其在变频器中的硬件电路与软件编程的应用。试验结果表明,采用SM2001的变频电源输出波形良好,性能满足要求。

海面舰船多波段动态红外图像仿真

由于目前红外制导武器越来越多地使用红外成像探测器,对水面舰船形成了越来越严峻的威胁,所以对于目标的红外热像的仿真就显得由为的重要。在建立舰船目标动态传热模型的基础之上,模拟出舰船各部位的表面瞬时温度分布,利用计算机图形学的方法建立出舰船目标的三维几何构形,并综合考虑了周围环境、太阳、目标与探测器相对位置以及大气传输对目标红外特征的影响,模拟出舰船多波段的具有较强真实感的红外热图像。

基于等效温度法的海天背景红外场景仿真

海天背景作为舰船目标的主要背景,在海战场红外场景仿真研究中占据重要位置。利用实测数据拟合得出的大气发射率关联式计算出不同仰角下的天空背景的辐射亮度。基于Cox-Munk粗糙海面模型,计算出海面的平均发射率、反射率及双向反射率。定义焦平面探测器象元探测到的海域为海面子区域,在子区域划分足够精细前提下,假设一个子区域中仅包含一个小波面,并采用等效温度补偿的方法,计算出小波面的辐射亮度。通过小波面辐射亮度值与图像灰度值间的转换,生成双波段海天背景的红外仿真图像。