典型道路背景下目標(biāo)紅外隱身技術(shù)理論和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著紅外探測技術(shù)的發(fā)展，紅外探測設(shè)備空間和光譜分辨率持續(xù)提升，目標(biāo)紅外隱身面臨日益嚴(yán)峻的考驗(yàn)。未來目標(biāo)紅外隱身的有效手段將是使得目標(biāo)與背景的紅外輻射特征相同，也即在紅外光譜發(fā)射率相同的前提下兩者的實(shí)際溫度要實(shí)時(shí)相同。為此本文理論和實(shí)驗(yàn)研究了典型道路背景下表面輻射性質(zhì)相同時(shí)如何通過調(diào)節(jié)目標(biāo)的物性使得其與背景的表面溫度實(shí)時(shí)相等，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的紅外隱身。
　　首先通過紅外熱像儀測量原理的討論，獲得了目標(biāo)紅外隱身的技術(shù)要求。從理論上說明了

2、使得目標(biāo)和背景紅外特征相同的有效手段是保證兩者在紅外探測設(shè)備響應(yīng)波段內(nèi)的光譜性質(zhì)相同且表面實(shí)際溫度實(shí)時(shí)相等。
　　此后基于目標(biāo)和典型道路背景的一維傳熱模型，研究了周期性環(huán)境條件下在目標(biāo)和典型道路背景表面輻射性質(zhì)相同時(shí)目標(biāo)的紅外隱身。借助數(shù)值計(jì)算和理論分析手段闡述了仿真材料和道路表面溫差與二者厚度和物性的關(guān)系，并討論了幾種典型材料在日周期環(huán)境下的應(yīng)用效果，評估其相對優(yōu)劣。研究結(jié)果表明，周期性環(huán)境條件下，仿真材料和道路的表面溫差與二者

3、的無量綱厚度和熱慣量密切相關(guān)。仿真材料無量綱厚度不小于1時(shí)，其溫度分布僅取決于其熱慣量，熱慣量一定時(shí)，其上表面溫度不變，也即此時(shí)仿真材料和道路的表面溫差不隨仿真材料導(dǎo)熱系數(shù)或體積比熱容而變化。仿真材料無量綱厚度小于1時(shí)，其溫度分布同時(shí)受到其熱慣量和無量綱厚度的制約，或者說仿真材料和道路的表面溫差與仿真材料熱慣量和無量綱厚度有關(guān)，且此時(shí)若仿真材料滿足集總熱容條件，則二者表面溫差取決于仿真材料熱慣量與無量綱厚度的乘積，也即取決于仿真材料的體

4、積比熱容。此外，若混凝土層和仿真材料無量綱厚度均不小于1，且熱慣量相等時(shí)，二者溫度分布相同，表面溫度相等。上述結(jié)論適用于任何地域、任何周期性環(huán)境條件，對仿真材料表面溫度控制具有重要的指導(dǎo)意義。此外，還發(fā)現(xiàn)相變材料的應(yīng)用效果要遠(yuǎn)優(yōu)于非相變材料，在保證仿真材料和道路表面溫差不變的前提下，應(yīng)用相變材料可以使得仿真材料更薄、更輕。
　　最后利用仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究了相變材料在目標(biāo)紅外隱身中應(yīng)用效果。通過I-DEAS軟件建模分析了簡化平板