张磊

(北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094)

0 引言

烟幕遮蔽是众多隐身技术中的一种，已有数十年的军事应用历史。目前，红外烟幕广泛应用于大气层内对红外制导及红外侦察设备的干扰，对于太空飞行器，烟幕遮蔽也是有效的隐身手段之一。太空飞行器的红外辐射主要来自温度引起的自发热辐射，在空间中释放烟幕，可以在其周围形成一定浓度的粒子层，并且与飞行器伴飞较长时间。在此期间，飞行器的红外辐射需要穿过粒子层才能被探测，由于粒子层具有对红外光的吸收和散射能力，飞行器可被探测到的能量将减少，以达到隐身的效果[1-5]。

由于太空飞行器载荷有限，烟幕的抛撒方式、粒子的种类和浓度、粒子在空间中的扩散情况都对其红外隐身效果有巨大影响。本文通过建立光线穿过粒子层的辐射传输模型，分析不同扩散情况、不同粒子，不同浓度下烟幕在不同波段的遮蔽效果，为烟幕遮蔽技术的发展提供基础支撑。

1 基于MIE散射的烟幕消光理论模型

1.1 MIE散射理论

球形粒子的消光因子Qe,散射因子Qs,吸收因子Qa根据MIE散射理论得到[6-9]：

(1)

(2)

Qa(m,χ)=Qe-Qa,

(3)

式中：m为粒子复折射率，m=n-ik，n为折射指数，k为吸收指数；χ为尺度参数；an，bn为MIE散射系数。

散射相函数Φ采用线性各向异性相函数

Φ(Θ)=1+A1(cosΘ)，

(4)

式中：A1=1。

烟幕是具有一定厚度、一定浓度的粒子系，这里采用独立散射假设计算粒子系辐射参数。

(5)

(6)

(7)

式中:β为消光系数；σs为散射系数；k为吸收系数；Ni为粒径Di的粒子数密度，单位为m-3;Ce,i,Cs,i，Ca,i分别表示粒径为Di的单粒子的消光截面、散射截面和吸收截面。……