低轨星座红外探测器对临近空间高超声速目标的可探测性分析

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作   者：

田浩;  胡海飞;  蔡盛;  王久龙;  徐伟; 

作者机构：

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所; 

关键词：

低轨星座;  可探测性;  红外探测器;  高超声速;  信噪比; 

期刊名称：

红外技术

i s s n：

1001-8891

年卷期：

2024 年 06 期

页   码：

617-624

摘   要：

以STSS LEO红外探测平台为例，分析其对AGM-183A类空射式高超声速目标的可探测性。为了直观比较不同条件下目标的光电探测特性，将其量化为焦平面上输出信噪比超过阈值的像元数量。首先计算目标气动温度及光谱辐射强度，再利用探测器模型，计算在不同探测方向、距离和角度下，焦平面的信噪比峰值以及超过信噪比阈值的像元数量。分析结果表明，星下点模式下信噪比峰值最高（335），且超过信噪比阈值（6）的像元数最多（54×54），此像元数代表LEO星座对AGM-183A目标的最大可探测性。在临边探测模式下，给出目标可探测性随探测角度和目标温度的变化规律。结果表明，当目标温度接近800 K且探测方位角ψ小于10°（或大于170°）时，焦平面上超过信噪比阈值的像元数量为4×4，说明此时目标可探测性已经接近探测器的理论极限（3×3）。对比来看，温度的改变对目标可探测性的影响更为显著。在临边探测模式下，目标在飞行中段采用主动冷却手段降低表面气动温度以逃脱LEO探测的概率更高。从提高预警能力角度，要提高探测器在最不利角度对温度接近800 K目标的信噪比阈值（方位角ψ小于10°或大于170°时焦平面像元数量不低于8×8）。