在多數(shù)情況下,相對(duì)于可見光而言,紅外目標(biāo)為低對(duì)比度的弱目標(biāo);紅外光學(xué)零件的剩余反射率也比可見光大的多,因此紅外光學(xué)系統(tǒng)的自身抗干擾能力很低,紅外系統(tǒng)對(duì)溫度分辨率的要求越來越高,通常都要求對(duì)0.1℃以下物體的細(xì)小溫差進(jìn)行分辨。要使紅外系統(tǒng)在惡劣環(huán)境條件下始終獲得穩(wěn)定清晰的圖像,除了電子學(xué)盡可能降低噪聲外,光學(xué)系統(tǒng)往往要采取多種措施來抑制和降低這些干擾。
紅外探測器所接收到的輻射主要由三部分組成:①目標(biāo)輻射;②直接到達(dá)探測器的內(nèi)部輻射;③通過透鏡表面的反射到達(dá)探測器的內(nèi)部輻射,這其中包括鏡筒的熱輻射與探測器自身的冷輻射,即一次冷反射像(Narcissus)。對(duì)于具有內(nèi)置掃描器的紅外光學(xué)系統(tǒng),這些內(nèi)部輻射都將對(duì)圖像造成致命的干擾,產(chǎn)生固有的圖像缺陷。
抗干擾的主要方法有:
1)高的冷光闌效率
紅外系統(tǒng)的內(nèi)部輻射往往要比目標(biāo)輻射強(qiáng)的多,尤其在高溫的環(huán)境下,如不考慮冷光闌效率,熱圖像隨著溫度的升高很快變白,甚至使探測器飽和,降低紅外系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)使用范圍,相關(guān)的實(shí)驗(yàn)證明:不考慮冷光闌效率,紅外系統(tǒng)無法在環(huán)境溫度條件高于50℃的情況下正常工作。
2)輔助光學(xué)系統(tǒng)
利用發(fā)射率很低的反射面,合理設(shè)計(jì)曲率,使冷反射散焦,同時(shí)使內(nèi)部熱輻射散射無法進(jìn)入探測器。
3)減小光學(xué)掃描噪聲
在整個(gè)掃描視場中,由于系統(tǒng)的漸暈和光束移動(dòng)而造成接收能量的變化,從而以交變?cè)肼暤男问匠霈F(xiàn),對(duì)圖像產(chǎn)生干擾,所以具有內(nèi)置掃描器的紅外光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)是無漸暈的,同時(shí)盡可能減小光束的移動(dòng)。
4)光學(xué)零件的高效增透
相對(duì)目標(biāo)的輻射而言,光學(xué)零件1%的剩余反射對(duì)紅外圖像的干擾都是非常明顯的。好的鍍膜技術(shù)對(duì)于提高號(hào)外圖像質(zhì)量是相當(dāng)關(guān)鍵的,它使紅外光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變的簡單。
5)改變透鏡曲率
使任意光學(xué)表面的冷反射像相對(duì)于冷的探測器明顯散焦,來減小冷像的強(qiáng)度,同時(shí)使內(nèi)部熱輻射盡可能少的進(jìn)入探測器;這種辦法往往是以犧牲光學(xué)系統(tǒng)的其他性能為代價(jià)的。
6)濾除冷像
利用冷像和景物像的光譜特性的不同,合理使用濾光片,可以減小冷像的強(qiáng)度而對(duì)景物像沒有什么影響。
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