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在现代战争中如何及早发现威胁,防止和减小精确制导导弹的攻击,已经成为导弹告警技术面临的新课题。紫外告警系统具有环境适应性强、虚警率低、体积小巧、无需制冷等优势,目前已发展成为装备量最大的导弹告警系统之一。由于我国的紫外告警技术起步较晚、技术较为落后,本文在以往相关研究工作的基础上,对紫外告警的传感器技术进行深入研究,为提高我国的紫外告警技术水平进行理论准备。
本研究系统阐述了导弹羽烟紫外辐射机理和羽烟颗粒的散射特性,以及大气的组成、结构和散射、吸收作用,根据前人的计算仿真和试验数据,分析了不同大气条件对目标紫外辐射衰减的影响;总结出导弹羽烟紫外辐射特性和大气紫外传输特性和大气背景紫外辐射分布,确定了紫外告警系统的最佳工作波段。在此基础上,进行了大视场紫外成像传感器设计,结合国内目前的技术基础,从组合结构、紫外物镜、滤光片和探测器件对大视场紫外成像传感器进行了设计。利用紫外灯模拟导弹羽烟紫外辐射,对大视场紫外成像传感器进行了原理上的验证,并用目标辐射和大气传输的一个模型对结果进行了计算和分析。研究表明:①导弹羽烟紫外辐射强度和波长的关系,波长越长,紫外辐射强度越大,其中一些波段会被吸收,铝颗粒的是影响紫外辐射分布的关键因素;②日盲紫外探测的最佳工作波段是270nm~290nm;③提出了多传感器组合设计时确定每个传感器视场的方程,结合我国目前的技术基础,对大视场紫外成像传感器各部分进行了选择和设计;④提出了简单的传感器探测性能估算方法。