摘要：研究地面目标的红外立体特征,有助于全面掌握目标红外特性的细节,对红外热像的模拟、红外目标识别以及红外隐身设计等都有着重要的意义。文中通过对影响目标温度因素的定量分析,建立了地面目标表面温度的一般数学模型。以一维导热微分方程为例,计算了某建筑物墙壁不同方位的外表面温度在一天中随时间的变化关系,并与实际测量值进行了比较。在此基础上,最后对建筑物的红外辐射进行了理论计算和讨论。结果表明地面目标的红外立体特征在白天非常显著,在晚上的立体特征则没有白天显著。

摘要：卫星轨道辐射热流的计算对于卫星的热控设计和卫星红外特征研究等都具有重要意义。论文根据描述卫星运动模型参数的卫星轨道六要素,利用坐标变换方法确立了卫星任一表面与太阳、地球的位置角度关系,建立了卫星的表面辐射热流计算模型,可用以计算任意轨道参数的卫星在任意时刻太阳辐射、地球反照和地球辐射等主要轨道辐射热流,并以某轨道上六面体卫星为例给出了其不同表面在整个轨道运行期间的接收到的辐射热流计算结果。结果表明:卫星不同表面接收到的辐射热流密度随时间的变化是不一样的,主要取决于各表面与太阳和地球的角度关系。

摘要：卫星红外特征的研究对于卫星红外探测与识别以及卫星红外隐身设计都具有重要意义。论文首先计算了卫星的轨道辐射热流,接着计算了卫星各个表面的温度随轨道运行周期的变化,在此基础上计算了卫星各表面的自身辐射的红外辐射以及反射环境的红外辐射,由此建立了计算卫星红外周期性特征的数理模型,并以某轨道上六面体卫星为例,数值计算了卫星六个不同表面在中红外和远红外两个大气窗口的周期性红外辐射特征,相关结果可为卫星红外探测识别以及红外隐身设计提供参考数据。

摘要：不同于传统的离散光谱测温,热像仪测温的实质是一种在一定波段范围内的基于探测器光谱响应的连续光谱测温。除了目标的发射率会影响热像仪所测温度与真实温度的关系外,反射的环境辐射也是热像仪测温结果的重要影响因素。目前的热像仪测温精度研究在对目标反射环境辐射的处理中,大都把环境辐射看做是均匀入射的或者是把目标看做了镜面反射体,这样做虽然可以大大简化模型,但是却远远不符合实际情况。针对这一现状,利用辐射度学原理和热像仪探测器的光谱响应特性,建立了在环境辐射非均匀入射条件下的热像仪对漫射目标的测温模型,结果表明:环境辐射对热像仪测温的影响,除了与目标的反射率和环境辐射源的温度有关外,还与环境辐射源对目标所张的投影立体角有关。根据所得模型,分析了热像仪测温的影响因素,重点对几种典型环境辐射条件下对热像仪测温的影响进行了定量计算和分析,并进行了实验验证。相关结果一方面可以为热像仪测温设计提供参考,另一方面可以为复杂环境条件下热像仪测温与真实温度的误差估算提供理论依据。

摘要：星等的大小代表了星体对于人眼的可观测程度。卫星星等的理论计算对于观测跟踪卫星光学系统设计等具有重要的指导意义。结合天文学、轨道动力学、辐射度学、光度学和计算数学理论,建立了计算人造卫星星等的物理数学模型。计算了卫星的可见光反射能量随轨道运行的瞬时特征,结合人眼的视觉特性,推导出了轨道卫星星等的计算方法,并进一步针对卫星表面为灰体的情况给出了一种计算卫星星等的方法及星下点卫星星等的周期性计算曲线,结果表明:星下点观测的卫星星等随卫星在轨道上位置的变化非常显著,对同一卫星,不同星下点观测到的星等差异仅在日照区就可达5个等级之多。

摘要：为了研究实际应用场景下光子晶体薄膜的红外隐身效果,选择具有中、远红外隐身性能的光子晶体薄膜和低发射率薄膜,以某吉普车的引擎舱为研究对象,分析了贴附薄膜后目标的自身辐射和反射环境的辐射对隐身效果的影响。设计并制备了一种具有中、远红外隐身效果的光子晶体薄膜,分别于白天和晚上在室外进行实验,测试了光子晶体薄膜以及低发射率薄膜对引擎舱隐身效果的影响。研究结果表明,太阳辐射对光子晶体薄膜中、远红外隐身效果影响较小,且光子晶体薄膜能够更好地实现目标与背景融合,综合来看光子晶体在中、远红外隐身效果优于低发射率薄膜。

摘要：全面考虑半导体致冷器件冷热端的瞬时温度特性,对研究半导体致冷的精确控制有重要意义。根据半导体致冷器件的工作原理,结合实际工作情况,推导出了半导体致冷器件任意时刻的表面温度计算公式,从而可以得到任意时刻的致冷量,所用方法和结果可用以指导对半导体致冷实时温度控制系统的设计。

摘要：由于卫星表面热控涂层在空间恶劣环境下发生性能退化,导致实际参数与设计参数发生偏差,而重复计算卫星温度场和红外辐射耗时非常大。本文首先根据地面模拟实验数据建立了热控涂层性能退化模型,然后在卫星温度场和表面红外辐射计算模型的基础上,推导了卫星表面节点温度灵敏度和红外辐射灵敏度的计算公式。结合具体的卫星模型和轨道参数,求解了卫星表面节点温度灵敏度和红外辐射灵敏度。结果表明,热控涂层性能退化造成的卫星红外辐射特性变化,可直接利用卫星红外辐射灵敏度来分析,避免了卫星温度场和空间红外辐射的重复计算。