所示。由图可知,在人员逐渐接近探测器时信号幅值逐渐增大,由于脚步 信号一般不超过6步/s,主频一般小于6Hz,成排或成连的士兵通过时,产生 的频谱是低于20Hz的噪声,通过频域分析或小波分析能很好地区别出人 和车的通过情况。
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2.2 空中目标的主要特征
2.2.1 背景辐射 现代战争中,主要对付的空中目标有三类,即固定翼飞机(如隐形飞机)、武
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2.2 空中目标的主要特征
喷气流的辐射对从目标飞机的侧向和前半球攻击的红外导弹来说,是极重 要的红外源。测量和计算表明,喷气流辐射在与喷流轴线垂直的正侧向为 最大。由于飞机机体的遮挡作用,它在飞机前半球内的角分布,要比余弦 定律描述的衰减得快,尤其是当角(飞行方向与喷气流的正侧向之间的夹 角)大于60°时,则衰减得更快。
第2章 目标特性
1 ２.１ 地面目标的主要特征 2 ２.２ 空中目标的主要特征 3 ２.３ 水面与水中目标的主要特征
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2.1 地面目标的主要特征
2.1.1 坦克的主要特征 坦克是现代陆上作战的主要武器,有“陆战之王”的美称,坦克是装有大
威力火炮,具有高度越野机动性和装甲防护力的履带式装甲战斗车辆,主 要用于同敌方坦克和其他装甲车辆作战,也可以压制和摧毁反坦克武器、 野战工事,歼灭敌方有生力量。 坦克是现代陆上作战的主要武器,有“陆战之王”的美称,坦克是装有大 威力火炮,具有高度越野机动性和装甲防护力的履带式装甲战斗车辆,主 要用于同敌方坦克和其他装甲车辆作战,也可以压制和摧毁反坦克武器、 野战工事,歼灭敌方有生力量。
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2.1 地面目标的主要特征
车辆特性和特征与坦克的基本类似,不同的是,轮式车辆的主频偏低,一 般在13~40Hz,而发动机的噪声无论是通过空气传播还是地震动传播,幅 值偏小,定位距离偏短,其运动过程中产生的地震动信号如图2-3所示。
2.1.3 人员的主要特征 地面人员的运动也可以通过地震动传感器进行探测,其脚步信号如图2-4
装直升机和精确制导弹药(如巡航导弹)。由于三类目标属于有源飞行器, 红外特性非常明显,采用红外探测系统能很好地识别和区分。除红外探测 系统外,目前还使用毫米波探测系统、声探测系统等。为了更好地了解目 标的特性,首先将三类目标的背景辐射叙述如下。 1. 导弹类 导弹或火箭能以多种形式作为红外辐射源,如火箭或空气喷气发动机的喷 口、喷气流、气动加热的飞行器表面再入大气层时烧蚀形成的尾迹及冲 击波层内的热空气等,均可成为强的辐射源。这些类型的辐射源随飞行的 方式、阶段、探测的波段与方向的不同而改变其重要性。
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2.1 地面目标的主要特征
由于其在大气中传输时,存在一定的大气窗口,红外线在大气中传播时,大 气对某些波长的红外线产生强烈的吸收,使传播的能量受到损失,而对另 外一些波长的红外谱线则吸收较少,透射率较高。大气对红外线吸收比较 少的波段,也就是透射率比较高的波段,被形象地称为“大气窗口”。几 乎一切与大气有关的光学设备只能去适应这些窗口。大气的红外透射曲 线如图2-1所示。
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2.1 地面目标的主要特征
具有代表性的坦克型号有苏联/俄罗斯的T-72、T-80、T-90,美国的M1A1、 M1A2,英国的“挑战者1”、“挑战者2”,法国的“勒克莱尔”AMX-56,德 国的“豹2”,日本的90式,中国的99式等。典型坦克的特性及技术参数见 表2-1。
展望未来,坦克仍然是未来地面作战的重要突击兵器,许多国家正依据各 自的作战思想,积极地利用现代科学技术的最新成就,发展21世纪初使用 的新型主战坦克。坦克的总体结构可能有突破性的变化,出现如外置火炮 式、无人炮塔式等布置形式。火炮口径有进一步增大趋势,火控系统将更 加先进、完善;动力传动装置的功率密度将进一步提高;各种主动与被动 防护技术、光电对抗技术以及战场信息自动管理技术,将逐步在坦克上推 广应用。各国在研制中,十分重视坦克无人化,减轻质量,减小形体尺寸,控 制费用增长。可以预料,新型主战坦克的摧毁力、生存力和适应性将有较 大幅度的提高。这也是坦克未来的发展方向。
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2.1 地面目标的主要特征
2.1.2 车辆的主要特征 车辆分军用车辆和民用车辆,军用车辆主要指步兵战车,它是供步兵机动
作战时使用的装甲战斗车辆,分为履带式和轮式两种。民用车辆主要指小 汽车和货车两大类,主要以轮式车辆为主。装甲人员输送车具有高度的机 动性和一定的防护能力,主要用于战场上输送步兵,也可协助车载武器进 行战斗。多数装甲人员输送车的战斗部全重为6~16t,乘员2~3人,载员 8~13人,履带式装甲人员输送车陆上最大时速为55~70km,最大行程为 300~500km,轮式装甲人员输送车陆上最大时速可达100km,最大行程可 达1000km。各国步兵战车性能见表2-2。
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2.2 空中目标的主要特征
2. 飞机和直升机 飞机是目前对空战术导弹的主要攻击目标。喷气式飞机有四种红外辐射
源:作为发动机燃烧室的热金属空腔、排出的热燃气、飞机壳体表面的自 身辐射和飞机表面反射的环境辐射(包括阳光、大气与地球的辐射)。 (1)喷口辐射 在研究以2.7μm 和4.3μm 为中心的两个波段的辐射时,对马赫数小于 2~2.5的飞机,其主要的红外源是燃烧室的热金属空腔辐射(或简称喷口辐 射)及喷气流辐射。图2-5所示为一涡轮喷气式发动机原理图。它由压缩 机、燃烧室、涡轮、尾喷管等组成。
坦克车在行驶过程中,对地面的冲击以及声波对地面的激励,对于非刚体 的地球介质,第2章 目标特性这种激励将引起地球介质的变形。变形在地 球介质中的传播即形成地震波。通常把坦克车辆作为激励源,采用地震动 传感器在一定距离内进行探测,获得的信号分析后可知,信号主频率在 100Hz以下。其运动过程中产生的地震动信号如图2-2所示。采用高灵敏 度的电磁式地震动传感器,能很好地探测坦克的接近距离。通过信号时域、 频域的分析,能分辨出坦克的类型及行驶速度等特征。