天然雾对电磁波干扰的研究进展及其军事应用

文章分析了天然雾对可见光、红外、毫米波等波段的电磁波干扰原理、效果及影响因素;对天然雾的红外衰减性能进行了研究,在此基础上提出以人工造雾实现宽广地域伪装防护的新的伪装隐身方式。     

水雾的红外遮蔽性能测试及分析

测试和比较了天然雾、造雾剂成雾、超声波水雾等不同雾型的红外遮蔽效果,并结合雾的微物理性能特点分析了红外衰减性能差异产生的原因。结果表明天然雾的红外遮蔽性能有限;造雾剂可见光遮蔽效果优良,成雾的雾滴粒度小、数密度大,但含水量较小,红外遮蔽效果不明显;超声波水雾的雾滴粒径大、含水量大,雾幛的红外遮蔽效果突出。     

雾对10.6μm红外辐射的衰减特性研究

基于gamma雾滴尺寸分布模型及辐射雾和平流雾含水量与能见度的经验关系，计算并回归得到了平流雾和辐射雾对10.6μm红外辐射的衰减与含水量和能见度的关系，其对浓辐射雾得到的雾衰减与含水量的线性关系与文献所给实验结果和半径经验公式均很好的一致性，最后对雾的红外衰减和可见光衰减进行了比较，结果表明浓平流雾对10.6μm红外辐射雾衰减大于可见光的雾衰减。     

雾对10.6μm红外辐射的衰减特性研究

基于gamma雾滴尺寸分布模型及辐射雾和平流雾含水量与能见度的经验关系,计算并回归得到了平流雾和辐射雾对10.6μm红外辐射的衰减与含水量和能见度的关系,其对浓辐射雾得到的雾衰减与含水量的线性关系与文献所给实验结果和半经验公式均有很好的一致性.最后对雾的红外衰减和可见光衰减进行了比较,结果表明浓平流雾对10.6μm红外辐射的雾衰减大于可见光的雾衰减.     

人造雾的红外遮蔽性能试验研究

针对当前红外无源干扰烟幕在宽广地域伪装方面存在的技术难题,提出造雾剂造雾是实施大面积无源干扰的较佳方式.讨论了造雾剂造雾的原理,研究了在不同温度和相对湿度条件下不同造雾剂成雾的微物理特征和红外遮蔽效果.结果表明,当相对湿度较大、温度较低时成雾的含水量大,对可见光和红外的遮蔽效果较好.当可见光能见度<1m时,对25m处的人员靶标有较好的红外遮蔽效果,热像图上40m的人员靶标不能识别.     

基于去雾模型的红外图像对比度增强

为实现室外模糊红外图像对比度增强,提出一种基于去雾模型的红外图像增强方法。结合红外图像特点,对可见光去雾增强方法进行改进优化。采用三级高斯金字塔分解扩展实现图像快速均值滤波,获取透射率粗估计;通过图像统计信息自适应细化透射率,恢复出无雾图像;针对无雾图像整体亮度较暗现象,进一步采用背景抑制的分段对比度增强。实验结果表明:增强后图像细节信息突出,层次感丰富,人眼视觉效果良好。客观测评结果表明,该算法能有效增强红外图像对比度。嵌入式平台测试耗时28ms,可以实现实时红外图像增强处理。     

一种基于大气散射模型和Retinex的红外图像去雾算法

基于红外图像和可见光图像在有雾天气下退化过程中的相似性,可以使用大气散射模型对红外图像进行图像复原。但是图像在去雾复原处理后常常会有对比度低,细节不明显的特点,不利于人眼直接观察。针对这一情况,使用Retinex对去雾后的图像进行对比度增强。经过这两个算法处理后可以提高红外图像的对比度,突出其细节,提高其信噪比,并且具有良好的视觉效果。对算法的改进可以在计算处理速度和算法处理的效果上找到一个平衡点,为后期的嵌入式平台实现实时的视频去雾打下基础。     

水雾多光谱隐身实验研究

详细论述了水雾多光谱(可见光、红外等)隐身的原理,并通过对模型车施加水雾前后可见光及红外辐射衰减的实验研究,得出了水雾对军事目标可见光、红外辐射衰减的一般规律。     

用红外前视装置发射导弹

美海军最近成功地用红外前视装置探测和把导弹引向目标。这种导弹可对目标进行夜袭。作用距离比可见光的远。在最近一次试验中,在有雾、霾、高湿度、可见度不佳条件下用A-6飞机的红外前视装置发射导弹击中了一艘运动着的巡逻艇。过去在白天命     

基于伪暗原色的红外增强技术研究

基于红外图像与可见光雾化图像之间的相似性,通过比较红外图像的灰度均值和图像亮暗程度的灰度阈值,实现图像亮暗的自动判别,进而判断图像是否需要灰度反转。对原图或原图灰度反转图采用类似可见光去雾的暗原色先验算法——伪暗原色算法求出红外图像的粗糙透射率,结合导向滤波实现粗糙透射率的细化,依据大气散射物理模型得到最终增强的红外图像。实验结果表明,采用伪暗原色红外图像增强的算法可以提高红外图像的对比度,突出其细节,提高其信噪比,并且具有良好的视觉效果。     

A simple expression for estimating attenuation by fog at millimeter wavelengths

At millimeter wavelengths, fog attenuation is a function of the fog density, extent, index of refraction of the fog medium, and wavelength. The attenuation is usually determined by first estimating the index of refraction of water for the wavelength and temperature of interest and then calculating the attenuation using the Rayleigh approximation. In this communication fog attenuation is computed for a large set of wavelengths and indices of refraction. A regression analysis of the attenuation is then conducted as a function of wavelength and temperature. It is shown that an almost perfect fit can be obtained with a four-term regression on wavelength and temperature for the ranges of 3 mm <lambda < 3cm and-8degC< T < 25degC, respectively 5666. This expression produces a normalized fog attenuation; the total attenuation is easily computed by multiplying the normalized attenuation by the fog density and extent. If fog density data are not available, a formula for estimating the density from fog visibility is given.     

调频连续波激光引信云雾回波特性仿真

调频连续波（FMCW）激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的干扰。为研究FMCW激光引信系统参数对云雾回波特性的影响,利用FMCW激光引信探测模型,对激光引信在不同收发间距、激光波长以及相对云雾位置条件下的云雾回波特性进行仿真。仿真结果表明:FMCW激光引信的收发间距和激光波长会对云雾回波特性产生明显影响,收发间距越大,在可见光波段和近红外波段的激光波长越短,云雾后向散射越弱。所得的仿真结果可为FMCW激光引信抗云雾干扰方面的优化设计提供参考。     

太赫兹波段信号在雾中的传输特性研究

太赫兹（THz）波提供的通信带宽和容量远大于毫米波。与可见光和红外光相比,THz脉冲的波长较长,在随机介质中传播时,不但会发生时域和空域的形变,介质中的粒子还会对入射波发生散射,这些都会使得脉冲信号发生衰减。根据Mie理论与随机离散分布粒子的波传播与散射理论,计算了THz波信号入射下雾滴粒子的消光系数,分析了不同THz波波长下,雾滴粒子消光系数随粒子尺寸的变化。结合雾滴粒子谱分布,考虑粒子群的平均体系散射特性,得到了不同波长下的平均反照率与相函数。最后分析了THz波段信号在不同能见度雾中的传输特性。结果表明:大气环境中,雾对THz波产生的吸收和衰减不容忽视,不同THz信号的水的折射率虚部的变化严重影响了THz信号在雾中的传输。     

雾衰减经验模型的适用性分析

雾衰减经验模型的计算是预测雾衰减的一种重要方法。为了将雾衰减经验模型应用到实际中进行适用性分析, 从米氏散射理论出发, 采用理论推导和仿真分析的方法, 计算了Kruse模型、Kim模型和Ijaz模型中激光在不同能见度下的衰减, 分析了3个模型在计算衰减系数时的差异, 并通过搭建自由空间光通信实验平台, 将实验结果与仿真结果对比分析。结果表明, 650nm波长的激光在雾衰减信道下的衰减结果与Kim衰减模型更接近。此研究结论为西安地区自由空间光通信系统雾衰减系数分析提供了参考依据。     

可见光和红外波段大气体散射强度特性

搜集整理了气溶胶、雾和雨的观测资料,运用米氏理论计算并分析了大气体散射强度特性.结果表明:大气体散射能量主要集中在前向较窄的散射角区间内,体散射相函数随散射角的分布取决于粒子尺度谱、波长和复折射指数,不同类型粒子体散射相函数随散射角的分布特性有较大的差异;大气单散射反照率受波长和复折射指数虚部影响,其值范围变化较大,相...     

水雾的热红外伪装性能分析

利用Mie散射理论,在水的复折射指数随波长变化的情况下,通过雾滴消光效率因子和gamma 尺寸谱分布计算了热红外波长范围内的消光系数,建立了热红外波段gamma尺寸谱分布雾的含水量与消光系数的关系,分析了含水量为0.1和0.5时的红外探测器探测距离随传输路径L之间的变化关系.结论表明,水复折射指数、雾滴尺寸谱分布对雾的热红外辐射传输衰减有着较大影响,水雾遮蔽伪装时需充分考虑.     

等体积不同纵横比水滴粒子的光学特性计算

不同重力场环境中水滴粒子的形状会偏离球形,为了研究水滴粒子非球形化程度对其光学特性的影响,本文计算了不同方向取向下,等体积不同纵横比水滴粒子在3.0~5.0 μm波段的光学特性。研究发现虽然不同纵横比水滴粒子的光学特性在3.0~5.0 μm波段的变化趋势相似,但具体数值仍然明显依赖于水滴粒子的空间取向和偏离球形程度。总体而言,水滴粒子的吸收截面只在方位角θ较小和波长较短时随其纵横比显著变化;而散射截面、不对称因子和散射相函数则在任意方位角和波长下都对水滴粒子的纵横比有较明显的依赖。因此,由于光学特性对水滴粒子的纵横比有较强的依赖性,由水滴粒子所组成的水雾的辐射传输特性会强烈依赖于水滴粒子的形状。     

Optical imaging through clouds and fog

Imaging and detection of objects at optical wavelengths offers better resolution than at microwave or millimeter wavelengths. However, the imaging is severely affected by scattering from fog and clouds. This paper presents a study of optical imaging through clouds by using the point-source vector radiative transfer theory. The point-spread function including complete polarization characteristics is presented with numerical examples at 1 /spl mu/m wavelength showing the effects of aperture size and optical depth on the shower curtain effects.