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炸点测量系统的作用距离分析

张伟政  
【摘要】: 从探测器靶面上辐照度信噪比的概念、探测器的可探测辐照度最小值出发,在详细分析目标、天空背景的光谱辐射特性、大气条件、光谱滤波技术以及系统各环节对探测器靶面上目标与背景辐照度信噪比的影响的基础上,推导了炸点测量系统对爆炸的飞行弹体的作用距离方程,分析了影响作用距离的诸因素。 在此基础上,从分析飞行弹体的爆炸温度出发,推导了弹体爆炸时辐射峰值波长的范围,分析了黑体辐射的普朗克公式,计算出目标在光谱通带内的辐出度和辐射亮度。对复杂的天空背景,则借鉴太阳辐射学中研究大气对太阳辐射的散射辐射强度的方法,导出了计算天空光谱辐射亮度的公式。根据与炸点测量系统的实际工作环境条件相近的大气模式,从理论上分析了天空光谱辐射特性及规律。 计算了到达探测器靶面上目标和背景的光谱辐照度。对炸点测量系统探测器靶面上的辐照度信噪比、目标在探测器靶面上的辐照度以及实验数据进行分析。结果表明40km距离处,目标与背景在光电探测器上的辐照度信噪比大于可探测最小信噪比;目标在探测器靶面上的辐照度满足探测器所能探测到的辐照度最小值;实验数据上推导出系统的作用距离能达到这一指标。 最后,从辐照度信噪比这一因素出发,提出了几个提高系统作用距离的措施。 本研究为解决炸点测量系统的主要技术关键——海平面水平作用距离大于40km这一难题提供了理论及实验数据。


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