為保障我國(guó)空間資源安全,亟需對(duì)空間目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)成像與識(shí)別。雖然紅外成像通過(guò)獲取目標(biāo)輻射信息,可解決光照不足條件下目標(biāo)探測(cè)難題,但仍難區(qū)分目標(biāo)表面材質(zhì),無(wú)法滿足對(duì)重點(diǎn)空間目標(biāo)精確識(shí)別的迫切需求。將偏振成像技術(shù)與紅外成像技術(shù)相結(jié)合,利用目標(biāo)紅外偏振信息,輔助判讀目標(biāo)材質(zhì)屬性、工作狀態(tài)、載荷種類等信息,可為空間目標(biāo)管理部門提供決策依據(jù),這種方法不僅具有廣闊的應(yīng)用前景還有重要的實(shí)際意義。本文針對(duì)在軌衛(wèi)星的天基高精度探測(cè)識(shí)別需求,提出基于微偏振片的空間目標(biāo)紅外偏振成像方法,重點(diǎn)研究目標(biāo)紅外偏振特性模型、紅外偏振光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及微偏振片設(shè)計(jì),具體研究?jī)?nèi)容如下:首先,針對(duì)現(xiàn)有目標(biāo)紅外輻射偏振特性模型未考慮實(shí)際粗糙表面導(dǎo)致的遮蔽效應(yīng)問(wèn)題,本文基于微面元雙向反射分布函數(shù)模型,利用穆勒矩陣構(gòu)建出含有遮蔽函數(shù)的粗糙表面紅外輻射偏振度的斯托克斯解析模型。根據(jù)分時(shí)偏振成像和實(shí)時(shí)偏振成像方式的優(yōu)缺點(diǎn)以及天基系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求,確定采用微偏振片成像方式。然后,針對(duì)天基空間目標(biāo)成像識(shí)別需求,設(shè)計(jì)了長(zhǎng)焦距、大口徑、緊湊型同軸折反式長(zhǎng)波紅外偏振望遠(yuǎn)成像光學(xué)系統(tǒng),系統(tǒng)焦距600mm,視場(chǎng)角1.47°,F數(shù)1.2。設(shè)計(jì)結(jié)果表明... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

被動(dòng)偏振成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

第1章緒論4圖1.2紅外偏振探測(cè)系統(tǒng)原理圖1.2.3紅外偏振特性及成像實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀(1)國(guó)外現(xiàn)狀1990年，美國(guó)油漆樣品在復(fù)雜背景下的偏振特性進(jìn)行研究，圖1.3是噴漆金屬板在沙漠背景中的角度圖，當(dāng)表面不光滑（灰暗、粗糙表面、骯臟表面）時(shí)，會(huì)看到較小的偏振特征，偏振特征的范圍在理想光滑表面的30-100%之間，2-6K范圍內(nèi)的偏振特征分量對(duì)于從正常角度看60度的表面是典型的[12]。a)b)圖1.3噴漆金屬板在沙漠背景中的角度圖a)總輻射率7Kb)垂直方向偏振輻射度分量2.9K1998年，LawrenceB.Wolff等人利用Cincinnati電子公司的紅外傳感器在3-5微米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)成像。。如圖1.4所示。左圓柱體由聚甲醛樹脂制成，右圓柱體由鋼制成（此圓柱體底部有一個(gè)“邊緣”）。兩個(gè)圓柱體都被加熱到70攝氏度，除了金屬圓柱體最右邊垂直條紋左邊的明亮條紋是由于反射，所有其他部分極化主要是由于熱發(fā)射。還顯示了金屬的部分極化率明顯高于電介質(zhì)的部分極化率[13]。

第1章緒論4圖1.2紅外偏振探測(cè)系統(tǒng)原理圖1.2.3紅外偏振特性及成像實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀(1)國(guó)外現(xiàn)狀1990年，美國(guó)油漆樣品在復(fù)雜背景下的偏振特性進(jìn)行研究，圖1.3是噴漆金屬板在沙漠背景中的角度圖，當(dāng)表面不光滑（灰暗、粗糙表面、骯臟表面）時(shí)，會(huì)看到較小的偏振特征，偏振特征的范圍在理想光滑表面的30-100%之間，2-6K范圍內(nèi)的偏振特征分量對(duì)于從正常角度看60度的表面是典型的[12]。a)b)圖1.3噴漆金屬板在沙漠背景中的角度圖a)總輻射率7Kb)垂直方向偏振輻射度分量2.9K1998年，LawrenceB.Wolff等人利用Cincinnati電子公司的紅外傳感器在3-5微米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)成像。。如圖1.4所示。左圓柱體由聚甲醛樹脂制成，右圓柱體由鋼制成（此圓柱體底部有一個(gè)“邊緣”）。兩個(gè)圓柱體都被加熱到70攝氏度，除了金屬圓柱體最右邊垂直條紋左邊的明亮條紋是由于反射，所有其他部分極化主要是由于熱發(fā)射。還顯示了金屬的部分極化率明顯高于電介質(zhì)的部分極化率[13]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室正在研犮軍用熱紅外偏振成像技術(shù)[J]. 岳楨干.  紅外. 2019(04)
[2]長(zhǎng)波紅外高光譜偏振特性的偽裝目標(biāo)識(shí)別方法[J]. 徐文斌,陳偉力,李軍偉.  光譜學(xué)與光譜分析. 2019(01)
[3]材料表面偏振雙向反射分布函數(shù)模型修正[J]. 汪杰君,王鵬,王方原,葉松,王新強(qiáng).  光子學(xué)報(bào). 2019(01)
[4]用于海面目標(biāo)探測(cè)的中波紅外實(shí)時(shí)偏振成像系統(tǒng)研究[J]. 韓平麗,劉飛,魏雅喆,邵曉鵬.  紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2018(06)
[5]基于長(zhǎng)波紅外的海面場(chǎng)景偏振特性分析與建模[J]. 張景華,張焱,石志廣.  紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2018(05)
[6]非制冷中波紅外光學(xué)系統(tǒng)精簡(jiǎn)無(wú)熱化設(shè)計(jì)[J]. 陳炳旭,牟達(dá),林鶴,楊旭,高佳旭.  長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[7]分孔徑紅外偏振成像儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王琪,梁靜秋,梁中翥,呂金光,王維彪,秦余欣,王洪亮.  中國(guó)光學(xué). 2018(01)
[8]采用長(zhǎng)波紅外高光譜偏振技術(shù)的目標(biāo)探測(cè)實(shí)驗(yàn)[J]. 徐文斌,陳偉力,李軍偉,王廣平,武敬力.  紅外與激光工程. 2017(05)
[9]飛機(jī)材料及其偽裝涂層的熱紅外偏振特性研究[J]. 尋麗娜,薛模根,曾獻(xiàn)芳,王峰,謝琛.  紅外技術(shù). 2016(09)
[10]基于微偏振片陣列的偏振成像技術(shù)研究[J]. 趙永強(qiáng),張宇辰,劉吾騰,張艷,李琳,潘泉.  紅外與激光工程. 2015(10)

博士論文
[1]長(zhǎng)焦距寬光譜紅外雙波段消熱差探測(cè)成像光學(xué)系統(tǒng)研究[D]. 白瑜.電子科技大學(xué) 2017
[2]空間目標(biāo)紅外偏振特性獲取關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 牛繼勇.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2015
[3]金屬光柵和微納結(jié)構(gòu)中等離子體共振特性及機(jī)理研究[D]. 劉志敏.中南大學(xué) 2014

碩士論文
[1]面向移動(dòng)端的長(zhǎng)波紅外成像系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)[D]. 張凌志.華中科技大學(xué) 2017
[2]基于長(zhǎng)波的紅外偏振成像技術(shù)研究[D]. 王曉娟.天津大學(xué) 2016
[3]近紅外波段金屬線柵偏振器的設(shè)計(jì)與制作[D]. 金秋楓.蘇州大學(xué) 2013
[4]空間目標(biāo)天基紅外探測(cè)光學(xué)系統(tǒng)研究[D]. 李剛.中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2013
[5]長(zhǎng)波紅外系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)[D]. 雷媛萍.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3070797