1.1紅外系統(tǒng)的基本組成1.2紅外系統(tǒng)的分類1.3紅外系統(tǒng)的基本特點(diǎn)1.4紅外系統(tǒng)的應(yīng)用1.1

紅外系統(tǒng)的基本組成紅外系統(tǒng)是一種工作在紅外波段的輻射探測(cè)和觀察裝置。紅外系統(tǒng)最基本的功能是接收景物(目標(biāo)與背景)的紅外輻射,測(cè)定其輻射量大小以及景物特征空間分布,通常包括光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)調(diào)制器或光機(jī)掃描器、紅外探測(cè)器、信號(hào)處理器以及信號(hào)顯示、信號(hào)控制、信號(hào)存儲(chǔ)或信號(hào)傳輸?shù)茸酉到y(tǒng)。由于某些探測(cè)器工作時(shí)必須冷卻到較低的溫度,故有些紅外系統(tǒng)也包括探測(cè)器制冷器。典型的紅外系統(tǒng)組成框圖如圖1-1所示。1.2紅外系統(tǒng)的分類紅外系統(tǒng)可按照入射輻射的來源、工作方式以及功能特征等進(jìn)行類型劃分,如圖1-2所示。1.2.1主動(dòng)式紅外系統(tǒng)和被動(dòng)式紅外系統(tǒng)由圖1-2可知,總體上,紅外系統(tǒng)可分為主動(dòng)式紅外系統(tǒng)和被動(dòng)式紅外系統(tǒng)兩類。1.主動(dòng)式紅外系統(tǒng)所謂主動(dòng)式紅外系統(tǒng),是指由系統(tǒng)自身所帶的紅外光源照射景物,入射輻射被景物反射進(jìn)入系統(tǒng),從而完成探測(cè)任務(wù)的一種儀器。如果輻射光源來自第三方,則這種儀器稱為半主動(dòng)式紅外系統(tǒng)。紅外激光測(cè)距儀、紅外激光雷達(dá)、紅外照射式入侵報(bào)警器以及紅外照射式夜視儀就是典型的主動(dòng)式紅外系統(tǒng)。主動(dòng)式紅外系統(tǒng)是一種特殊的光電系統(tǒng),其工作原理與可見光系統(tǒng)類似,不屬于本書所討論的內(nèi)容。2.被動(dòng)式紅外系統(tǒng)被動(dòng)式紅外系統(tǒng)是通過接收景物自身紅外輻射,利用不同溫度景物紅外輻射特性的差異,完成目標(biāo)探測(cè)的一種儀器。被動(dòng)式紅外系統(tǒng)最顯著的特征是不需要借助外來輻射源進(jìn)行工作,而景物自身紅外輻射與其溫度有關(guān),所以也將被動(dòng)式紅外系統(tǒng)稱為熱紅外系統(tǒng)。通常情況下,紅外系統(tǒng)指的就是被動(dòng)式紅外系統(tǒng)。1.2.2紅外探測(cè)系統(tǒng)和紅外成像系統(tǒng)根據(jù)紅外系統(tǒng)的工作方式,可將紅外系統(tǒng)分為紅外探測(cè)系統(tǒng)和紅外成像系統(tǒng)兩類。1.紅外探測(cè)系統(tǒng)紅外探測(cè)系統(tǒng)是指通過接收目標(biāo)紅外輻射,經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后獲取目標(biāo)特征參量的一種裝置。根據(jù)所要獲取的目標(biāo)特征參量,紅外探測(cè)系統(tǒng)又可分為不同的種類:特征參量為目標(biāo)表面溫度時(shí),稱為紅外測(cè)溫儀;特征參量為目標(biāo)輻射量時(shí),稱為紅外輻射計(jì);特征參量為目標(biāo)輻射光譜分布時(shí),稱為紅外光譜儀;特征參量為目標(biāo)方位時(shí),稱為紅外測(cè)角儀;特征參量為目標(biāo)存在與否時(shí),稱為紅外報(bào)警器;等等。2.紅外成像系統(tǒng)紅外成像系統(tǒng)是指通過接收景物的紅外輻射,并將其轉(zhuǎn)換成可見光圖像的裝置。由于紅外成像系統(tǒng)通過攝取景物熱輻射分布,并將其轉(zhuǎn)換為人眼可見圖像,因此人們也將紅外成像系統(tǒng)稱為紅外熱成像系統(tǒng),或簡(jiǎn)稱為熱成像系統(tǒng)。根據(jù)紅外圖像的生成方式,可將紅外成像系統(tǒng)分為掃描型紅外成像系統(tǒng)和凝視型紅外成像系統(tǒng)。所謂掃描型紅外成像系統(tǒng),是指利用光機(jī)掃描器,使探測(cè)器依次掃過景物的各個(gè)部分,從而形成景物圖像的成像系統(tǒng);凝視型紅外成像系統(tǒng)是利用紅外焦平面陣列探測(cè)器,并借助器件內(nèi)的電子掃描部分完成景物的空間分解,生成景物圖像的成像系統(tǒng)。1.2.3紅外系統(tǒng)的功能特征將上述紅外系統(tǒng)的基本框架與應(yīng)用平臺(tái)結(jié)合,可賦予紅外系統(tǒng)豐富的功能特征,按照所拓展的功能特征,又將派生出許多紅外系統(tǒng)類型,如紅外偵察系統(tǒng)、紅外預(yù)警系統(tǒng)、紅外制導(dǎo)系統(tǒng)、紅外搜索系統(tǒng)、紅外遙感系統(tǒng)、紅外監(jiān)視系統(tǒng)、紅外導(dǎo)航系統(tǒng)、紅外生命探測(cè)儀、紅外無損探傷系統(tǒng)等。1.3紅外系統(tǒng)的基本特點(diǎn)與電視系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng)相比,紅外系統(tǒng)具有一些獨(dú)有的特性。1.適應(yīng)性強(qiáng)紅外系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)于電視系統(tǒng)。2.隱蔽性好由于紅外系統(tǒng)是以被動(dòng)方式工作的,無需借助外界光源和輻射照射,因此,紅外系統(tǒng)的隱蔽性和保密性很強(qiáng)。3.靈敏度高紅外系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)與背景之間的熱輻射或溫度差異非常敏感,只要存在或遺留有幾十毫度的溫度差別,就可完成探測(cè)或成像。4.分辨率高相對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)而言,紅外系統(tǒng)的方位探測(cè)精度或空間分辨率是很高的,角分辨率一般為十分之幾毫弧度,可以精確地進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)和識(shí)別。5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單紅外系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,無需太多的輔助裝置,使用靈活,擴(kuò)展方便。1.4紅外系統(tǒng)的應(yīng)用隨著紅外技術(shù)的發(fā)展,紅外系統(tǒng)的功能持