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軍用紫外探測技術(shù)及應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN：9787512400764
- 條形碼：9787512400764 ; 978-7-5124-0076-4
- 裝幀：暫無
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
軍用紫外探測技術(shù)及應(yīng)用 本書特色
作者從軍事應(yīng)用需求出發(fā)，以理論聯(lián)系實(shí)際的方式，盡量多地結(jié)合一些實(shí)例和圖示來介紹相關(guān)的基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)，以加深對紫外探測基本理論和設(shè)計(jì)方法的理解。紫外探測包含內(nèi)容較廣，本書主要集中在近年來研究應(yīng)用較為活躍的一些軍事領(lǐng)域。
軍用紫外探測技術(shù)及應(yīng)用 內(nèi)容簡介
本書闡述了軍用紫外探測及應(yīng)用的基本概念、基本理論和工程設(shè)計(jì)開發(fā)方法，內(nèi)容包括紫外輻射源、輻射的傳輸及測量、紫外光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、各類紫外探測器及應(yīng)用、光子計(jì)數(shù)和光子成像計(jì)數(shù)等檢測和處理、典型紫外探測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例分析以及系統(tǒng)的測試仿真與試驗(yàn)評估。
本書適合軍用紫外探測領(lǐng)域工程技術(shù)人員和相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參考，也可作為光學(xué)工程專業(yè)研究生、本科生的輔助教材。
軍用紫外探測技術(shù)及應(yīng)用 目錄
緒論1
0.1 概念定義1
0.2 系統(tǒng)應(yīng)用4
0.2.1 概述4
0.2.2 典型應(yīng)用5
第1章 輻射源11
1.1 導(dǎo)彈11
1.1.1 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作機(jī)制12
1.1.2 輻射機(jī)理14
1.2 飛機(jī)19
1.3 人工輻射源21
1.3.1 氣體放電光源21
1.3.2 發(fā)光二極管26
1.3.3 超高溫黑體29
1.3.4 紫外激光器29
1.4 自然輻射源32
1.4.1 太陽32
1.4.2 大氣36
1.4.3 氣輝37
1.4.4 閃電37
1.5 背景雜波環(huán)境38
第2章 輻射傳輸及測量40
2.1 中紫外輻射的大氣傳輸40
2.1.1 大氣40
2.1.2 紫外輻射衰減機(jī)理43
2.1.3 輻射傳輸?shù)膌owtran計(jì)算49
2.2 紫外輻射的測量55
2.2.1 紫外輻射傳輸?shù)臏y量55
2.2.2 輻射源的測量計(jì)算57
2.3 紫外輻射的測量儀器58
2.3.1 輻射計(jì)60
2.3.2 光譜輻射計(jì)65
2.3.3 成像光譜輻射計(jì)66
2.3.4 紫外成像儀67
第3章 紫外光學(xué)69
3.1 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)69
3.1.1 關(guān)鍵設(shè)計(jì)參量69
3.1.2 光學(xué)性能及像質(zhì)72
3.1.3 設(shè)計(jì)過程及分析77
3.2 紫外光學(xué)材料79
3.2.1 一般描述79
3.2.2 玻璃80
3.2.3 晶體85
3.2.4 其他透紫外材料87
3.3 濾光器88
3.3.1 一般描述88
3.3.2 干涉濾光器89
3.3.3 吸收型濾光器93
3.3.4 聲光濾光器94
3.3.5 組合型96
3.4 窗口/整流罩96
3.4.1 窗口96
3.4.2 整流罩98
3.5 典型光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)99
3.5.1 反射式紫外光學(xué)系統(tǒng)99
3.5.2 折反式紫外光學(xué)系統(tǒng)101
3.5.3 折射式紫外光學(xué)系統(tǒng)102
3.5.4 光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)110
第4章 紫外探測器112
4.1 光電真空紫外探測器112
4.1.1 主要組成單元112
4.1.2 典型器件123
4.2 固體紫外探測器130
4.2.1 光電二極管130
4.2.2 光敏電阻133
4.2.3 紫外擴(kuò)譜ccd134
4.2.4 寬禁帶探測器143
4.3 混合組件148
4.3.1 iccd組件148
4.3.2 電子轟擊ccd154
4.3.3 組件的性能評估比較155
4.4 小結(jié)164
第5章 信號檢測與處理166
5.1 光子信號的統(tǒng)計(jì)特性166
5.1.1 光子速率166
5.1.2 輻射源發(fā)射光子的泊松分布167
5.2 光子計(jì)數(shù)169
5.2.1 基本原理169
5.2.2 光電子脈沖的輸出特性170
5.2.3 檢測電路172
5.2.4 光子計(jì)數(shù)方法的優(yōu)點(diǎn)177
5.3 光子計(jì)數(shù)成像177
5.3.1 光子計(jì)數(shù)成像器件的讀出方式178
5.3.2 檢測原理及解算方法179
5.3.3 檢測電路185
5.4 模擬圖像的采集與處理190
5.4.1 采集190
5.4.2 處理193
5.5 數(shù)字圖像的處理及目標(biāo)檢測196
5.5.1 圖像的預(yù)處理196
5.5.2 點(diǎn)源目標(biāo)的檢測200
第6章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)209
6.1 基本設(shè)計(jì)理論209
6.1.1 基礎(chǔ)物理知識209
6.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的若干理論問題214
6.1.3 系統(tǒng)輸出snr及探測距離218
6.2 成像型紫外告警系統(tǒng)220
6.2.1 概述220
6.2.2 紫外成像傳感器222
6.2.3 信號處理226
6.3 概略型紫外告警系統(tǒng)231
6.3.1 概述231
6.3.2 紫外概略傳感器232
6.3.3 信號處理233
6.3.4 應(yīng)用方式235
6.4 天基紫外預(yù)警系統(tǒng)236
6.4.1 工作原理236
6.4.2 主要性能分析237
6.5 紫外超光譜成像探測系統(tǒng)239
6.5.1 概述239
6.5.2 工作原理240
6.5.3 系統(tǒng)模型及內(nèi)涵240
6.6 紫外通信系統(tǒng)248
6.6.1 工作原理及特點(diǎn)248
6.6.2 系統(tǒng)組成250
6.6.3 紫外通信的應(yīng)用256
6.7 紫外制導(dǎo)系統(tǒng)257
6.7.1 工作原理257
6.7.2 尋的器261
第7章 仿真測試與試驗(yàn)評估263
7.1 數(shù)字仿真評估263
7.1.1 探測系統(tǒng)仿真模型263
7.1.2 傳感器性能模型264
7.1.3 系統(tǒng)性能評估模型266
7.1.4 仿真評估途徑267
7.2 半實(shí)物仿真測試269
7.2.1 紫外場景仿真的要求269
7.2.2 半實(shí)物仿真體系結(jié)構(gòu)270
7.2.3 半實(shí)物仿真的基本組成272
7.2.4 仿真測試的應(yīng)用273
7.3 內(nèi)場性能測試274
7.3.1 成像品質(zhì)275
7.3.2 靈敏度及視場276
7.3.3 空間分辨力277
7.3.4 反應(yīng)時(shí)間/探測概率278
7.4 外場試驗(yàn)評估279
7.4.1 地面靜態(tài)外場試驗(yàn)279
7.4.2 地面動(dòng)態(tài)外場試驗(yàn)285
7.4.3 飛行試驗(yàn)287
7.5 紫外目標(biāo)模擬器288
7.5.1 設(shè)計(jì)要求288
7.5.2 紫外輻射源的模擬289
7.5.3 遠(yuǎn)場紫外模擬器291
7.5.4 近場紫外模擬器293
7.5.5 性能測試295
參考文獻(xiàn)296
0.1 概念定義1
0.2 系統(tǒng)應(yīng)用4
0.2.1 概述4
0.2.2 典型應(yīng)用5
第1章 輻射源11
1.1 導(dǎo)彈11
1.1.1 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作機(jī)制12
1.1.2 輻射機(jī)理14
1.2 飛機(jī)19
1.3 人工輻射源21
1.3.1 氣體放電光源21
1.3.2 發(fā)光二極管26
1.3.3 超高溫黑體29
1.3.4 紫外激光器29
1.4 自然輻射源32
1.4.1 太陽32
1.4.2 大氣36
1.4.3 氣輝37
1.4.4 閃電37
1.5 背景雜波環(huán)境38
第2章 輻射傳輸及測量40
2.1 中紫外輻射的大氣傳輸40
2.1.1 大氣40
2.1.2 紫外輻射衰減機(jī)理43
2.1.3 輻射傳輸?shù)膌owtran計(jì)算49
2.2 紫外輻射的測量55
2.2.1 紫外輻射傳輸?shù)臏y量55
2.2.2 輻射源的測量計(jì)算57
2.3 紫外輻射的測量儀器58
2.3.1 輻射計(jì)60
2.3.2 光譜輻射計(jì)65
2.3.3 成像光譜輻射計(jì)66
2.3.4 紫外成像儀67
第3章 紫外光學(xué)69
3.1 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)69
3.1.1 關(guān)鍵設(shè)計(jì)參量69
3.1.2 光學(xué)性能及像質(zhì)72
3.1.3 設(shè)計(jì)過程及分析77
3.2 紫外光學(xué)材料79
3.2.1 一般描述79
3.2.2 玻璃80
3.2.3 晶體85
3.2.4 其他透紫外材料87
3.3 濾光器88
3.3.1 一般描述88
3.3.2 干涉濾光器89
3.3.3 吸收型濾光器93
3.3.4 聲光濾光器94
3.3.5 組合型96
3.4 窗口/整流罩96
3.4.1 窗口96
3.4.2 整流罩98
3.5 典型光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)99
3.5.1 反射式紫外光學(xué)系統(tǒng)99
3.5.2 折反式紫外光學(xué)系統(tǒng)101
3.5.3 折射式紫外光學(xué)系統(tǒng)102
3.5.4 光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)110
第4章 紫外探測器112
4.1 光電真空紫外探測器112
4.1.1 主要組成單元112
4.1.2 典型器件123
4.2 固體紫外探測器130
4.2.1 光電二極管130
4.2.2 光敏電阻133
4.2.3 紫外擴(kuò)譜ccd134
4.2.4 寬禁帶探測器143
4.3 混合組件148
4.3.1 iccd組件148
4.3.2 電子轟擊ccd154
4.3.3 組件的性能評估比較155
4.4 小結(jié)164
第5章 信號檢測與處理166
5.1 光子信號的統(tǒng)計(jì)特性166
5.1.1 光子速率166
5.1.2 輻射源發(fā)射光子的泊松分布167
5.2 光子計(jì)數(shù)169
5.2.1 基本原理169
5.2.2 光電子脈沖的輸出特性170
5.2.3 檢測電路172
5.2.4 光子計(jì)數(shù)方法的優(yōu)點(diǎn)177
5.3 光子計(jì)數(shù)成像177
5.3.1 光子計(jì)數(shù)成像器件的讀出方式178
5.3.2 檢測原理及解算方法179
5.3.3 檢測電路185
5.4 模擬圖像的采集與處理190
5.4.1 采集190
5.4.2 處理193
5.5 數(shù)字圖像的處理及目標(biāo)檢測196
5.5.1 圖像的預(yù)處理196
5.5.2 點(diǎn)源目標(biāo)的檢測200
第6章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)209
6.1 基本設(shè)計(jì)理論209
6.1.1 基礎(chǔ)物理知識209
6.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的若干理論問題214
6.1.3 系統(tǒng)輸出snr及探測距離218
6.2 成像型紫外告警系統(tǒng)220
6.2.1 概述220
6.2.2 紫外成像傳感器222
6.2.3 信號處理226
6.3 概略型紫外告警系統(tǒng)231
6.3.1 概述231
6.3.2 紫外概略傳感器232
6.3.3 信號處理233
6.3.4 應(yīng)用方式235
6.4 天基紫外預(yù)警系統(tǒng)236
6.4.1 工作原理236
6.4.2 主要性能分析237
6.5 紫外超光譜成像探測系統(tǒng)239
6.5.1 概述239
6.5.2 工作原理240
6.5.3 系統(tǒng)模型及內(nèi)涵240
6.6 紫外通信系統(tǒng)248
6.6.1 工作原理及特點(diǎn)248
6.6.2 系統(tǒng)組成250
6.6.3 紫外通信的應(yīng)用256
6.7 紫外制導(dǎo)系統(tǒng)257
6.7.1 工作原理257
6.7.2 尋的器261
第7章 仿真測試與試驗(yàn)評估263
7.1 數(shù)字仿真評估263
7.1.1 探測系統(tǒng)仿真模型263
7.1.2 傳感器性能模型264
7.1.3 系統(tǒng)性能評估模型266
7.1.4 仿真評估途徑267
7.2 半實(shí)物仿真測試269
7.2.1 紫外場景仿真的要求269
7.2.2 半實(shí)物仿真體系結(jié)構(gòu)270
7.2.3 半實(shí)物仿真的基本組成272
7.2.4 仿真測試的應(yīng)用273
7.3 內(nèi)場性能測試274
7.3.1 成像品質(zhì)275
7.3.2 靈敏度及視場276
7.3.3 空間分辨力277
7.3.4 反應(yīng)時(shí)間/探測概率278
7.4 外場試驗(yàn)評估279
7.4.1 地面靜態(tài)外場試驗(yàn)279
7.4.2 地面動(dòng)態(tài)外場試驗(yàn)285
7.4.3 飛行試驗(yàn)287
7.5 紫外目標(biāo)模擬器288
7.5.1 設(shè)計(jì)要求288
7.5.2 紫外輻射源的模擬289
7.5.3 遠(yuǎn)場紫外模擬器291
7.5.4 近場紫外模擬器293
7.5.5 性能測試295
參考文獻(xiàn)296
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軍用紫外探測技術(shù)及應(yīng)用 節(jié)選
《軍用紫外探測技術(shù)及應(yīng)用》闡述了軍用紫外探測及應(yīng)用的基本概念、基本理論和工程設(shè)計(jì)開發(fā)方法，內(nèi)容包括紫外輻射源、輻射的傳輸及測量、紫外光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、各類紫外探測器及應(yīng)用、光子計(jì)數(shù)和光子成像計(jì)數(shù)等檢測和處理、典型紫外探測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例分析以及系統(tǒng)的測試仿真與試驗(yàn)評估！ 盾娪米贤馓綔y技術(shù)及應(yīng)用》適合軍用紫外探測領(lǐng)域工程技術(shù)人員和相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參考，也可作為光學(xué)工程專業(yè)研究生、本科生的輔助教材。
軍用紫外探測技術(shù)及應(yīng)用 相關(guān)資料
插圖：軍用紫外探測技術(shù)大多基于近地大氣中“日盲區(qū)”和大氣層中“紫外窗口”的基礎(chǔ)上，其中中紫外波段由于處在日盲區(qū)而具有更獨(dú)特的應(yīng)用，可用于紫外告警、紫外預(yù)警、紫外通信及紫外成像輔助導(dǎo)航、偵察等。利用導(dǎo)彈尾焰在日盲紫外波段的輻射可對其進(jìn)行告警探測；利用高空大氣層在中紫外區(qū)背景的均勻、簡單特性，可進(jìn)行天基紫外預(yù)警；利用中紫外輻射易被氧吸收及其在大氣中的強(qiáng)烈散射特性可進(jìn)行紫外保密通信。在近紫外區(qū)，地面或近地面的飛機(jī)等空中目標(biāo)擋住了大氣散射的太陽紫外輻射，因而在均勻的紫外背景上形成一個(gè)“暗點(diǎn)”，可藉此進(jìn)行探測或制導(dǎo)。在諸多的軍事紫外探測應(yīng)用中，基于日盲紫外光譜區(qū)的導(dǎo)彈告警發(fā)展最迅猛、應(yīng)用最成功。早在20世紀(jì)六七十年代，美國就已經(jīng)開始了在紫外波段探測洲際導(dǎo)彈發(fā)射的研究工作。早期的研究工作主要集中在對導(dǎo)彈羽煙紫外輻射的精確測量。其間，為人們所感興趣的首要是中紫外區(qū)，然后是真空紫外區(qū)。在這些譜區(qū)，地球造成的紫外背景輻射很小，信號探測看起來很有希望。但是，由于難以確定信號強(qiáng)度是否大于地球輻射，再加上紫外輻射特有的非熱態(tài)，不易建立模型和理論，紫外探測難以付諸實(shí)施，研究工作再一次轉(zhuǎn)向了亮度較高且易建立模型的羽煙紅外特征。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，美國戰(zhàn)略防務(wù)部門開始重新考慮利用導(dǎo)彈羽煙紫外輻射來探測導(dǎo)彈發(fā)射的可行性。相關(guān)基礎(chǔ)研究工作的進(jìn)展也提供了良好的技術(shù)支撐。進(jìn)展之一是通過地球軌道觀測衛(wèi)星獲得了背景紫外輻射的數(shù)據(jù)，進(jìn)展之二是紫外傳感器技術(shù)獲得重大進(jìn)展，特別是高紫外靈敏度陰極、電荷耦合器件（CCD）和高增益微通道板的研究取得了突破。目前，美國航空航天局研究的EBCCD紫外成像系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于探測火箭，此外帶有紫外探測陣列的MX衛(wèi)星和Clmentine任務(wù)衛(wèi)星也應(yīng)用于天基預(yù)警。軍用紫外探測技術(shù)從20世紀(jì)90年代起進(jìn)入實(shí)質(zhì)性研究和應(yīng)用開發(fā)，并在多個(gè)領(lǐng)域取得重大突破。被譽(yù)為21世紀(jì)最具影響力高技術(shù)之一的紫外告警技術(shù)異軍突起，在短短的十幾年間，發(fā)展成為迄今世界上型號最多、裝備量最大的導(dǎo)彈告警裝備，并已逐漸成為一種標(biāo)準(zhǔn)配置而越來越多地出現(xiàn)在各類高價(jià)值（包括民用）平臺上；美國已率先研制出低功率紫外通信系統(tǒng)，并成功地將其應(yīng)用于空間飛行器與衛(wèi)星間、海軍艦船間以及艦船與艦載機(jī)間的秘密通信。2000年，美國GTE公司為美國海軍研制并裝備了紫外通信系統(tǒng)；同年前后，美軍空軍SR71黑鳥高空偵察機(jī)首次安裝了紫外成像偵察設(shè)備；此外，紫外制導(dǎo)方面，美國的“毒刺”導(dǎo)彈等采用紅外紫外雙色導(dǎo)引，大大增強(qiáng)了抗干擾性能。
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