理论教育 高效测量技术:地面目标的辐射优化方案

高效测量技术:地面目标的辐射优化方案

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:考虑与图7-9所示相同的场景,假设天线波束很窄,地面目标位于其观测方向(θ,)上且占满了整个波束,则天线测量到的视在辐射亮温包含以下三部分:地面目标至天线间的大气向上辐射亮温TUP、地面目标自身辐射以及地面目标对入射到其表面上的大气向下辐射TDN的反射。以上给出了普遍意义上的地面目标辐射亮温模型。

高效测量技术:地面目标的辐射优化方案

考虑与图7-9所示相同的场景,假设天线波束很窄,地面目标位于其观测方向(θ,ϕ)上且占满了整个波束,则天线测量到的视在辐射亮温包含以下三部分:地面目标至天线间的大气向上辐射亮温TUP、地面目标自身辐射以及地面目标对入射到其表面上的大气向下辐射TDN的反射。

因此,天线接收到的地面目标的辐射亮温可以表达为

式中,et为地面目标的发射系数;Tt为地面目标的物理温度;其他参数与式(7-66)中定义相同。

对于理想金属目标,其发射率为0,即et=0,则式(7-67)简化为

当天线顶角θ比较小时,式(7-68)中大气向下辐射亮温TDN(θ,ϕ)可近似为

其中,T0为地面的物理温度。该公式在当天线顶角θ比较小时与实际测量情况有较好的一致性。(www.daowen.com)

于是,地面金属目标和背景的辐射亮温对比度可以表达为

对地面金属目标辐射探测的一个典型应用就是末敏弹,其主要应用场景是实现对近距离地面装甲车辆的探测,此时大气衰减可以忽略不计,t=1,因此地面和金属目标的对比度可简化为

假设地面的发射率eg=0.935,Tg=300 K,且TDN取典型值50 K,则可以得到ΔT=233.8 K,可见地面金属目标和地面背景之间有较高的亮温对比度。因此,末敏弹可以通过检测金属目标与地面背景的亮温差异实现对地面车辆的探测。

以上给出了普遍意义上的地面目标辐射亮温模型。实际中要掌握类似于装甲车辆这样的复杂目标的毫米波辐射特性,还需要针对具体目标研究其结构外形、表面涂层与伪装措施、环境辐射来源以及观测角度和气象条件对其辐射特性的影响。

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