李宏刚 陈晓

摘 要 红外探测器广泛应用于试飞测量中，但是红外受到降雨的影响也比较突出，对雨天中波红外探测距离指标的分析关系到使用范围的大小。

关键词 红外探测器;距离模型;使用范围

1 红外探测器作用距离数学模型

红外成像系统作用距离可以依据约翰逊法则来进行计算，假定在某一距离，接收的目标辐射能量刚好能达到预期的使用效果，则这个距离称为探测系统的最大作用距离，也就是探测目标的最大距离。

当目标进入红外系统入瞳中心的张角小于系统探测器的瞬时视场角时，即目标在探测器上的成像理论上小于一个像素时，但由于大气散射和光学系统影响，目标通常在10个像元左右，即

大小。假设经过衰减后的目标辐射亮度为，辐射面积为，经过衰减后的均匀背景的辐射亮度为，背景面积为;红外光学系统的入瞳面积为，目标到探测器的有效距离为，如图16所示：

图16 均匀背景下小目标辐射的关系

红外成像系统作用距离的数学模型如下式所示：

其中，R为目标到系统的作用距离，m;为信号提取因子;为目标的有效辐射面积，cm2;为目标的辐射亮度，

;为目标在焦平面上所占的像元数：

为背景辐射亮度，

;为光学系统入瞳面积，m2;为大气透过率;为工作时光学系统的透过率;为探测器单个像元面积，cm2;为工作时的积分时间，s;为波段有效探测度，cmHz1/2/W;SNR为探测器输出的、可探则的最低信噪比[1]。

2 雨雪气象天气对探测距离的影响

2.1 大气透射率