激光漫反射板防护效果研究

为了科学地评估激光漫反射板在激光角度欺骗干扰过程中的防护效果,采用坐标转换的方法,将导引头接收到的指示激光和干扰激光的能量密度放在同一坐标系进行比较,并计算出制导空域干扰覆盖率,分析了漫反射板和目标的法线方向差异对防护效果的影响。结果表明,对于典型立方体型目标,当漫反射板的法线与目标垂直面的法线方位相同、俯仰相差在0°~60°范围时,该垂直面的制导空域干扰覆盖率为100%,仅当漫反射板的法线与目标顶部水平面的法线方向完全相同时,该面的制导空域干扰覆盖才为100%;要实现全面的防护,需要根据激光来袭方向和可能的被照射面,设置多个漫反射板进行针对的防护。此研究方法和结果对于激光漫反射板的合理布设和使用有一定参考价值。

太阳漫反射板衰减监测辐射计的设计及性能评估

论述了太阳漫射板星上定标原理,研究了太阳漫射板衰减监测方法。针对星上太阳漫反射板双向反射分布函数(BRDF)的衰变,设计了以太阳为参照,通过与星上漫反射板反射辐射量比对测量实现监测功能的多波段星上漫反射板衰减监测辐射计(SDDM)。介绍了星上定标与漫射板监测的关系,设计了SDDM积分球两开口入光+挡板的光机结构,消除了入射光角度变化与探测器响应的相关性。根据光机结构设置的监测过程,给出了SDDM的监测物理模型,并对SDDM滤光片探测器动态范围设置及信噪比进行了验证和分析。在实验室模拟了太阳照射SDDM太阳观测端口的角度变化,对其透过率模型进行了多次重复测量,结合漫射板相对双向反射比因子(BRF)测量不确定度、卫星姿态及漫射板安装误差进行分析,得到SDDM测量的漫射板监测不确定度优于0.88%。

空间紫外遥感仪器漫反射板的真空紫外辐照特性

由于漫反射板漫反射率值的变化将直接影响空间紫外遥感仪器在轨辐射定标结果，因此，对各种影响因素进行了研究。基于空间紫外辐照环境构建了漫反射板真空紫外辐照特性研究装置，利用该装置对空间紫外遥感仪器Al＋MgF2漫反射板的真空紫外辐照特性进行了研究。实验结果表明，真空紫外辐照加速了漫反射板漫反射率值的衰减，漫反射板在160～300nm整个波段出现衰减现象；衰减程度随辐照时间的增加不断增大；各波长处的衰减呈线性规律变化，衰减速率随波长的不同而不同。文中对可能引起衰减的原因进行了初步分析。

激光引偏干扰中漫反射板假目标的布设方法

激光引偏干扰是一种对抗半主动激光制导武器的有效手段,漫反射板假目标是激光引偏干扰系统的标准配置设备,为了提高漫反射板假目标在激光引偏干扰中的诱偏效果,研究了漫反射板的布设方法。根据半主动激光制导武器的来袭威胁信息和漫反射板的反射特性,分析了漫反射板假目标的布设位置、漫反射面的朝向和多个假目标布设的具体要求,给出了量化的约束关系式,并指出了实际布设过程中的近似处理方法。研究结果对于漫反射板假目标的布设具有理论指导意义。

紫外-真空紫外空间遥感仪器漫反射板的制备

在铝制漫反射板传统工艺的基础上,提出了紫外-真空紫外遥感仪器使用的铝制漫反射板物理磨砂和化学磨砂的新工艺与检测方法,并搭建了主要测试装置。测试结果表明,新工艺的朗伯余弦辐射特性得到明显改善,在0°与45°入射时,归一化曲线接近标准余弦曲线;300nm处半球反射率均匀度从0.77提高到0.98;200～400nm处半球反射率平均提高33%;将其应用于紫外-真空紫外遥感仪器上进行了角度响应测试,漫反射特性明显优于美国2002年发射的同类仪器SBUV/2。

碳卫星CO_2探测仪发射前的漫反射板定标

为了提高CO_2探测仪的在轨辐射定标精度,建立了在轨辐射校正原理,并对关键环节漫反射板的制备、BRDF定标和应用进行了系统的研究。根据CO_2探测仪的工作原理与系统组成,介绍了星上定标设备和在轨辐射定标策略,确定了漫反射板的制备方法和优化工艺参数,制定了以标准灯和标准探测器为传递链路的漫反射板BRDF的精确定标方法。对漫反射板基准BRDF、角度修正因子和半球反射率进行了测试,对其实验室定标精度进行了分析,并通过在轨初期的应用结果予以验证。发射前的定标结果表明,漫反射板在760nm、1 610nm和2 060nm 3个波段的定标精度均优于3%。在轨初期的测试结果表明CO_2探测仪1 610nm波段在轨绝对辐射定标精度优于5%。CO_2探测仪漫反射板的定标结果满足仪器辐射定标对漫反射板定标的精度要求。

CO_2探测仪星上定标铝漫反射板的制备与试验

为了研制CO2探测仪定标漫反射板,采用物理研磨和化学腐蚀相结合的工艺方法制作了铝漫反射板试验样块,搭建了相对双向反射分布函数和半球反射率的测试装置。在0°和45°入射光的情况下,对可见近红外波段的测试结果表明:表面粗糙度影响铝漫反射板的朗伯特性,240#研磨砂制作的漫射板的朗伯特性最佳;化学腐蚀不仅能提高铝漫反射板的朗伯特性,也能提高铝漫反射板的半球反射率。当选取碱蚀温度为室温20℃、NaOH溶液浓度为52.6 g/L时,最佳腐蚀时间约为4 min;镀膜使铝漫反射板的半球反射率平均提高20%,但会使其朗伯特性稍变差;不同波长处铝漫反射板的相对双向反射分布函数略有不同,但变化趋势相同。实验确定了影响漫反射板漫反射特性的关键参数,并定量优化了这些工艺参数,为进一步研制CO2探测仪星上定标漫反射板提供了依据。

硫酸钡漫反射板在250～400nm光谱辐射亮度标定中的应用研究

表面喷涂硫酸钡的漫反射板正入射时是最接近朗伯特性的用于标定光谱辐射亮度的实用漫反射板。通过实验测量硫酸钡漫反射板 2 5 0～ 4 0 0nm的半球反射率和双向反射分布函数表明 ,实测的双向反射分布函数与假定漫反射板为朗伯表面根据测量的半球反射率计算的双向反射分布函数的相对差值为 6 7% ,实测的双向反射分布函数随散射角的变化可达 2 8%。为提高光谱辐射亮度标定的准确性 ,考虑双向反射分布函数的微小变化和漫反射板上的光谱辐射照度的不均匀性 ,通过对光谱仪视场内每一小面元积分 ,最后可精确求得所测光谱辐射亮度 。

定标漫反射板实验室系统级BRDF测量方法

星上定标系统是卫星遥感器的重要组成部分,用于实现仪器的星上辐射定标等功能。介绍了安装在某一时间调制型傅里叶变换光谱仪上的星上定标系统,该星上定标系统采用漫反射板太阳辐射定标方法进行仪器在轨全口径、全光路、全视场的星上辐射定标。定标漫反射板在光谱仪光路最前端反射太阳光,通过已知的大气外太阳照度和漫反射板的双向反射分布函数BRDF确立辐亮度标准。定标漫反射板的BRDF需要在实验室进行精确测量。介绍了在光谱仪整机状态下使用太阳模拟器和标准漫反射板进行定标漫反射板实验室系统级BRDF测量的方法,对使用定标漫反射板系统级BRDF进行星上辐射定标时的绝对辐射定标精度进行了分析,绝对辐射定标精度能够满足≤5%的指标要求。

半圆形漫反射板对储热式真空管集热性能的影响

从理论上推导出单根储热式玻璃-金属真空管在有、无漫反射板两种不同情况下的晴天模型。利用该模型计算出理论的瞬时热效率及平均热效率，并确定半圆形漫反射板与真空管的最佳距离。同时通过实验对该真空管在有、无半圆形漫反射板两种不同的情况下的热效率进行对比。理论和实验表明，加置漫反射板以后，真空管的热效率提高了6．8％～24．2％，半圆形漫反射板与真空管的最佳距离约为1倍管径。

漫反射板法标定成像光谱仪的精度分析

用漫反射板法标定成像光谱仪时不仅要考虑定标仪器的精度,还要了解成像光谱仪几何参数和仪器参数对标定结果的影响。本文根据漫反射板法标定成像光谱仪原理,推导了以定标角度、距离等几何参数和成像光谱仪仪器参数为自变量的探测器沿景物像元方向采集到的信号电子数变化表达式,据此对几何参数和仪器参数对标定的影响进行了分析。结果表明,F/#分别为3和4,入瞳口径为0.1～0.2m,辐照度标准灯照射距离取0.5～2m,且其测量精度为1mm时,只要照射角小于12°,满足0.5°的测量精度,都可以使探测器采集到的信号电子数相对变化小于1%,从而可发挥标准探测器精度高的优势,使利用漫反射板的定标方法实现较高的精度。

漫反射板法定标成像光谱仪特性研究

采用漫反射板法定标成像光谱仪是近年来发展起来的一种辐射定标新技术,它具有实现容易、定标精度较高的特点。文章根据漫反射板定标法的原理,对于成像光谱仪狭缝平行和垂直纸面两种特殊定标状况,推导出相应的光谱辐射信号电子数采集表达式,数值分析了在此两种定标状况下成像光谱仪光谱辐射定标的特性。结果表明,成像光谱仪狭缝取向对光谱辐射定标结果有明显不同的影响,对于狭缝平行纸面情况下,不同景物像元相同光谱通道采集到的信号电子数是不同的,越靠近辐照度标准灯,采集到的信号电子数越多,反之亦然;对于狭缝垂直纸面情况下,不同景物像元相同光谱通道采集到的信号电子数是相同的。

空间环境对漫反射板的影响

光学系统在空间环境条件下的衰变对卫星遥感仪器探测精度有重要影响．漫反射板是星载光学遥感仪器辐射定标的重要工具．本文通过对ＡＤＥＯＳ／ＴＯＭＳ和Ｅａｒｔｈ Ｐｒｏｂｅ／ＴＯＭＳ仪器馒反射板漫反射率衰变特性的比较，分析研究了原子氧和太阳紫外辐射对漫反射板的影晌．结果表明，太阳紫外辐照和原子氧剥蚀引起的漫反射板反射率衰变系数分别为０．０００４９／ｈ和１．２ × １０－１７ｃｍ２，但在卫星入轨初期，太阳紫外辐照的影响可增加约４倍．

用于地球同步轨道遥感仪器星上定标的漫反射板特性分析

为实现静止轨道遥感仪器的可见光近红外波段星上定标,设计了以太阳作光源,漫反射板作目标的方案。其中,漫反射板的光学特性和空间环境变化是关键技术。介绍了漫反射板的双向反射分布特性,以及双向反射分布函数(BRDF)的测试,进行了漫反射板的空间环境模拟试验。试验结果表明能够满足应用的需要。

平面漫反射板对真空太阳集热管能量采集的影响

提出了平面漫反射板对真空太阳集热管能量采集贡献的计算模型.计算结果表明,在垂直入射光线下,平面漫反射板对真空太阳集热管能量采集的贡献较大,且依其结构因子的不同而不同.

“高分五号”全谱段相机可展开定标漫反射板设计

为了对"高分五号"卫星全谱段光谱成像仪的太阳反射谱段辐射性进行长期监测与校正,并针对其谱段范围宽、精度要求高、口径大、使用寿命长等特点与要求,优化设计了可展开的漫反射板进行全光路全视场的辐射定标。定标漫反射板安装在相机光学系统的前端侧面,不影响相机正常成像,在定标时通过驱动机构展开漫反射板到相机前端,根据"高分五号"卫星轨道特点、定标能量要求及相机安装矩阵等设计定标漫反射板展开角度为39°。研制了430 mm×430 mm大尺寸聚四氟乙烯漫反射板组件以保证在展开时满足全光路全视场的定标,漫反射板在420~2400 nm光谱范围内半球反射率高于95%,在相机观测方向BRDF变化优于2.5%。同时,设计了漫反射板稳定性监视辐射计用于监测漫反射板在轨性能衰减,监测精度1.5%。在轨定标精度分析为4.76%,满足指标要求。

带漫反射板的真空太阳能集热管阵列的集光特性分析

在假定反射板的反射辐射为理想漫反射的条件下，用辐射分析的方法分析了吸热管直接接收和经过反射后接收的太阳辐射，从而得到了有效太阳辐射，为进一步研究真空管集热器的光学性能和优化结构提供依据。

紫外光谱辐射定标中的漫反射板反射特性研究

建立了紫外波段漫反射板双向反射分布函数的测量装置,研究了在特定接收条件下铝漫反射板双向反射分布函数(BRDF)随入射角的变化,并对测量误差作了相应的分析,漫反射板定标的相对精度小于2.5%。测量了铝漫反射板从250～650nm的半球反射比。随着波长的增加,铝漫反射板的半球反射比略呈上升趋势,在紫外探测仪的探测波段300～360nm之间变化约6%。监测了铝漫反射板的半球反射比随时间的长期变化。铝漫反射板在制备一年后,其半球反射比基本保持稳定,在紫外探测仪的探测波段300～360nm范围内,其半球反射比平均下降约0.9%。

激光箔片与漫反射板的反射效率及其应用分析

漫反射板的辐射强度与反射角成余弦关系,小角度反射时散射光能量很大,在很大角度反射时其辐射功率几乎接近零。光箔片云团由于其分布的随机性,入射能量被散射,在各方向有较为均匀的散射能量。在充分考虑遮挡效应的基础上对箔片云的有效反射面积做了建模分析,与漫反射板比较,箔片云散射能量明显没有漫反射板小角度反射时大,但其各方向均有稳定均匀的散射光强。

稀土掺杂漫反射板星上光谱定标技术

星上光谱定标是星载光谱成像仪光谱图像数据定量化应用的基础。文章针对某光谱成像仪特点和任务要求,在中国首次选用稀土掺杂聚四氟乙烯漫反射板法对其进行星上光谱定标,并进行了地面模拟。通过寻峰处理和回归分析计算出了光谱定标方程,模拟了载荷的星上光谱定标过程,并利用汞灯标准谱线和滤光片吸收峰波长对定标精度进行了检验。