一种基于波长生长的红外预警谱段选择方法

童锡良,周 峰,余恭敏

(北京空间机电研究所,北京 100094)

1 引 言

导弹红外预警相机探测主动段导弹及尾焰的红外信号,预警谱段决定相机的光谱敏感范围。选择合适的探测谱段能提高探测率,减少虚警；反之会降低目标背景对比度,降低探测性能。

美国最早在米达斯预警试验卫星上采用2.3 μm短波红外波段,杂波干扰强。国防支援计划(DSP)预警卫星早期采用了2.7 μm短波红外单波段,预警探测性能有所改善,但虚警率较高。从第二代DSP开始,到后续的天基红外系统(SBIRS)和新一代可替代红外监视系统(AIRSS)等天基预警卫星都采用了2.7～2.9 μm和4.3～4.4 μm的短、中波红外双谱段探测方式,虚警问题得到改善。目前详细谱段和选择方法未见公开[1,2]。

针对预警探测谱段选择的模型和方法已有一些相关研究。徐琰珂等对DSP预警卫星的探测距离和信噪比进行分析,得出在2.7 μm和4.3 μm处可实现远探测距离和高信噪比[3]。范伟等考虑了目标辐射强度、大气背景辐射强度、斜程透过率等因素,以目标背景视在对比度为目标函数得到了最佳谱段[4]。叶庆等基于对比度模型,引入了大气路径程辐射、太阳散射影响,得出2.63～2.83 μm和4.18～4.50 μm为探测谱段[5]。刘尊洋等提出了一种基于点目标辐射通量表观对比度的谱段选择方法,讨论了目标高度对表观对比度的影响[6]。张光明等将信杂比作为目标函数进行探测波段选择[7]。张伟等基于综合信噪比模型,针对不同目标辐射特性与背景杂波水平,选择出了最佳探测波段2.73～2.85 μm与4.2～4.43 μm[8]。Lomheim T.S.等指出谱段选择要综合考虑背景辐射特征、大气透过率和背景杂波等因素[9]。……