本发明专利技术提供了一种低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法及系统，包括：建立被试产品入瞳处等效黑体探测模型，并得到入瞳处等效黑体温度与探测器辐照度的对应关系；建立低温氮气冷舱中目标模拟系统的背景杂散辐射分析模型，并计算目标模拟系统的背景杂散辐照度；根据产品最低信噪比与目标系统背景杂散辐照度计算该目标系统能模拟的最低目标辐照度；计算辐射源温度与被试产品入瞳处等效黑体温度的对应关系，并根据辐射源最高温度得到该目标系统能模拟的最高目标辐照度；根据最高目标辐照度与最低目标辐照度计算低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围。采用本发明专利技术可以满足复杂系统不同研发阶段的能量动态范围计算要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及红外目标能量动态范围分析领域，具体地，涉及一种低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法及系统，更为具体地，涉及一种应用于航天航空系统半实物仿真红外目标模拟器的目标能量动态范围分析方法及系统。
技术介绍
1、能量动态范围是近年来半实物仿真系统中目标模拟器系统设计研制中重点关注的问题之一。分析能量动态范围是目标模拟器设计的前提和基础。从探测系统角度，分析探测器像面上辐照度的动态范围，更能反应实际情况下探测端接收的能量动态范围。设计一套兼顾适用性与有效性的目标能量动态范围分析方法，是开展复杂目标系统论证的重要前提。
2、目前，国内外仿真系统红外目标能量动态范围分析多为针对辐射源的温度范围，还没有形成针对低温氮气冷舱中的目标模拟器能量动态范围的分析方法，无法支撑低温目标系统的性能论证。
3、专利文献cn115791096a公开了一种大动态范围红外目标辐射能量模拟试验系统，属于光学设备测试
，利用黑体模拟产生目标能量，并通过红外准直投影光学系统对接模拟目标辐射，包括两套对置可调的滤光片组件，实现模拟目标能量的准确、快速调整，滤光片组件包括滤光片、滤光片安装支架和一维运动平台，一维运动平台包括导轨平台、步进电机和光栅尺；两片滤光片通过滤光片安装支架固定在对应步进电机的输出轴上，沿导轨平台作往复直线运动，光栅尺平行固定在导轨平台远离滤光片的一侧，用于检测滤光片的位移。但该专利技术没有形成针对低温氮气冷舱中的目标模拟器能量动态范围的分析方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法及系统。
2、根据本专利技术提供的一种低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法，包括：
3、步骤s1：建立被试产品入瞳处等效黑体探测模型，并得到入瞳处等效黑体温度与探测器辐照度的对应关系；
4、步骤s2：建立低温氮气冷舱中目标模拟系统的背景杂散辐射分析模型，并计算目标模拟系统的背景杂散辐照度；
5、步骤s3：根据产品最低信噪比与目标系统背景杂散辐照度计算该目标系统能模拟的最低目标辐照度；
6、步骤s4：计算辐射源温度与被试产品入瞳处等效黑体温度的对应关系，并根据辐射源最高温度得到该目标系统能模拟的最高目标辐照度；
7、步骤s5：根据最高目标辐照度与最低目标辐照度计算低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围。
8、优选地，在所述步骤s1中：
9、所述入瞳处等效黑体探测模型分析计算步骤包含以下步骤：
10、步骤s1.1：根据普朗克公式计算各个温度下的黑体辐亮度；
11、步骤s1.2：根据被试产品的视场立体角与光瞳面积，计算探测器所接收到的光通量；
12、步骤s1.3：根据被试产品的探测器面积得到不同黑体温度下，探测器所能接收到的辐照度。
13、优选地，在所述步骤s2中：
14、所述背景杂散辐射分析计算步骤包含以下步骤：
15、步骤s2.1：按实际比例建立目标模拟系统及低温氮气冷舱的三维实体模型；
16、步骤s2.2：根据所处低温氮气冷舱环境及材料表面属性估算舱内各元件表面温度，并结合元器件面积计算各自辐射光源的能量；
17、步骤s2.3：通过非序列光线追迹得到目标模拟系统的背景杂散辐射能量；
18、在所述步骤s3中：
19、产品最低信噪比与计算得到的目标模拟系统的背景杂散辐射能量的乘积为该系统最低能模拟的目标辐照度，低于此值将不被产品所识别。
20、优选地，在所述步骤s4中：
21、所述辐射源温度与被试产品入瞳处等效黑体温度的对应关系计算步骤包含以下步骤：
22、步骤s4.1：根据普朗克公式计算各个温度下的黑体辐亮度；
23、步骤s4.2：根据视场立体角与光阑孔面积，计算探测器所接收到的光通量；
24、步骤s4.3：根据光阑孔成像到探测器上的面积得到不同黑体温度下，探测器所能接收到的辐照度；
25、步骤s4.4：根据与步骤s2计算得到的探测器上的辐照度对应相等，得到辐射源温度与入瞳处黑体等效温度的对应关系；
26、辐射源的最高温度转换为被试产品入瞳处的最高黑体等效温度，再转换为能模拟的最高目标辐照度；
27、所述辐射源包括：黑体、电阻阵和数字微镜阵列。
28、优选地，在所述步骤s5中：
29、根据探测器上能接收的最高目标辐照度与最低目标辐照度做商的结果，得到红外目标能量的动态范围。
30、根据本专利技术提供的一种低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析系统，包括：
31、模块m1：建立被试产品入瞳处等效黑体探测模型，并得到入瞳处等效黑体温度与探测器辐照度的对应关系；
32、模块m2：建立低温氮气冷舱中目标模拟系统的背景杂散辐射分析模型，并计算目标模拟系统的背景杂散辐照度；
33、模块m3：根据产品最低信噪比与目标系统背景杂散辐照度计算该目标系统能模拟的最低目标辐照度；
34、模块m4：计算辐射源温度与被试产品入瞳处等效黑体温度的对应关系，并根据辐射源最高温度得到该目标系统能模拟的最高目标辐照度；
35、模块m5：根据最高目标辐照度与最低目标辐照度计算低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围。
36、优选地，在所述模块m1中：
37、所述入瞳处等效黑体探测模型分析计算步骤包含以下步骤：
38、模块m1.1：根据普朗克公式计算各个温度下的黑体辐亮度；
39、模块m1.2：根据被试产品的视场立体角与光瞳面积，计算探测器所接收到的光通量；
40、模块m1.3：根据被试产品的探测器面积得到不同黑体温度下，探测器所能接收到的辐照度。
41、优选地，在所述模块m2中：
42、所述背景杂散辐射分析计算步骤包含以下步骤：
43、模块m2.1：按实际比例建立目标模拟系统及低温氮气冷舱的三维实体模型；
44、模块m2.2：根据所处低温氮气冷舱环境及材料表面属性估算舱内各元件表面温度，并结合元器件面积计算各自辐射光源的能量；
45、模块m2.3：通过非序列光线追迹得到目标模拟系统的背景杂散辐射能量；
46、在所述模块m3中：
47、产品最低信噪比与计算得到的目标模拟系统的背景杂散辐射能量的乘积为该系统最低能模拟的目标辐照度，低于此值将不被产品所识别。
48、优选地，在所述模块m4中：
49、所述辐射源温度与被试产品入瞳处等效黑体温度的对应关系计算步骤包含以下步骤：
50、模块m4.1：根据普朗克公式计算各个温度下的黑体辐亮度；
51、模块m4.2：根据视场立体角与光阑孔面积，计算探测器所接收到的光通量；<本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法，其特征在于，在所述步骤S1中：
3.根据权利要求1所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法，其特征在于，在所述步骤S4中：
5.根据权利要求1所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法，其特征在于，在所述步骤S5中：
6.一种低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析系统，其特征在于，在所述模块M1中：
8.根据权利要求6所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析系统，其特征在于：
9.根据权利要求6所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析系统，其特征在于，在所述模块M4中：
10.根据权利要求6所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析系统，其特征在于，在所述模块M5中：
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【技术特征摘要】
1.一种低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法，其特征在于，在所述步骤s1中：
3.根据权利要求1所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法，其特征在于，在所述步骤s4中：
5.根据权利要求1所述的低温氮气冷舱中红外目标能量动态范围分析方法，其特征在于，在所述步骤s5中：
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【专利技术属性】
技术研发人员：苏筱婷，李奇，田义，杨扬，王丙乾，朱斐越，佘少波，张琰，柴娟芳，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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