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吴晗平 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118086737

商品编码：29434074189

包装：精装

出版时间：2013-03-01

基本信息

书名：红外搜索系统

定价：89.00元

作者：吴晗平

出版社：国防工业出版社

出版日期：2013-03-01

ISBN：9787118086737

字数：

页码：

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.581kg

编辑推荐

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红外搜索系统根据具体的应用场合和对象，也称为红外搜索和跟踪系统（IRST ）、红外警戒系统，由于往往是全方位搜索，因此也称为全方位红外搜索系统。海军红外搜索和跟踪（IRST ）系统是一种被动式监视设备，它能全方位探测和跟踪空中和水面威胁目标，尤其是在电磁传感器不起作用的区域，在水天线附近几度典型情况下更有效。掠海反舰导弹的性能的发展过程已反映了舰载红外自卫防御系统所具有的优点。在多传感器数据融合领域可利用雷达和IRST系统互补。雷达和红外组合保证用数据冗余技术进行探测，这就从根本上提高了目标跟踪、分类、识别性能，从而减少作战系统反应时间。作为空军和陆军的红外搜索系统也具有类似的与之要求匹配的功能和性能。本书以舰船红外搜索系统为基础，统揽使用方和研制、生产方的一致性，从系统总体、技术论证、设计、研制、生产、试验、检验质量管理等全过程、多角度出发，着重介绍了红外搜索系统的总体和关键技术内容，主要包括绪论、红外搜索系统总体、目标与环境红外辐射、红外辐射大气透过率的工程理论计算方法、大口径非球面红外光学系统、红外传感器、全方位红外动态点目标信息处理与图像仿真、扫描与稳定伺服系统、作用距离、探测概率与虚警概率、红外搜索系统的反对抗与作战效能。相关图书推荐：《红外热成像与信号处理》《激光与红外探测原理》《红外搜索系统》《空间激光通信技术与系统》

内容提要

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　　《红外搜索系统》以舰船红外搜索系统为基础，从系统总体、技术论证、设计、研制等全过程的工程角度出发，着重介绍了红外搜索系统的主体和关键技术内容。全书共分10章：章，绪论；第2章，红外搜索系统总体；第3章，目标与环境红外辐射；第4章，红外辐射大气透过率的工程理论计算方法；第5章，大口径非球面红外光学系统；第6章，红外传感器；第7章，全方位红外动态点目标信息处理与图像仿真；第8章，扫描与稳定伺服系统；第9章，作用距离、探测概率与虚警概率；0章，红外搜索系统的反对抗与作战效能。书中融合了作者的实际工作经验与科研成果，将基础理论与工程实际相结合，系统性和应用性强，概念清晰，思路明晰，易于理解，条理分明。
《红外搜索系统》可供从事红外系统工作的研究人员、工程技术人员以及管理人员学习、参考，尤其对于从事舰载、机载、车载等载体的红外搜索系统研究、管理人员有学习、使用、借鉴和参考价值；同时可供从事光电系统(装备)总体论证、技术设计、研制、试验、检验等方面工作的相关技术与管理人员学习、参考，对于从事电子系统(装备)的科研、管理和工程技术人员亦有的参考价值；也可作为光学工程、电子科学与技术、兵器科学与技术等学科(专业)硕士生、博士生的教材或参考书。

目录

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章 绪论
1.1 红外搜索系统的界定
1.2 与前视红外系统的比较
1.3 总体研究与设计的目的及意义
1.4 国外现状与发展趋势
1.5 在未来战争中的作用与地位
参考文献
第2章 红外搜索系统总体
2.1 搜索系统分类
2.2 系统组成及分析
2.3 系统工作原理
2.4 系统技术要求
2.5 工程技术特点
2.6 使命任务与技术要求分析
2.7 主要战术技术指标论证
2.8 总体设计应注意事项
参考文献
第3章 目标与环境红外辐射
3.1 黑体及其基本定律
3.2 辐射源分类及辐射量空间分布
3.3 点源、小面源、朗伯扩展源产生的辐照度
3.4 目标与环境的分类及特点
3.5 环境与目标辐射特性
3.6 目标辐射的简化计算程序
参考文献
第4章 红外辐射大气透过率的工程理论计算方法
4.1 大气衰减与透过率
4.2 大气层结构与大气的组成及吸收作用
4.3 大气中辐射衰减的物理基础
4.4 大气透过率数据表
4.5 海平面上大气气体的分子吸收
4.6 不同高度时的分子吸收修正问题
4.7 大气分子与微粒的散射
4.8 与气象条件有关的衰减
4.9 平均透过率与积分透过率的计算方法
4.10 计算举例
参考文献
第5章 大口径非球面红外光学系统
5.1 红外光学系统性能及其结构形式技术分析
5.2 红外光学材料
5.3 光学非球面
5.4 大口径红外非球面光学系统设计方法
5.5 设计举例
参考文献
第6章 红外传感器
6.1 红外成像系统概述
6.2 红外工作波段的选取分析
6.3 红外焦平面阵列非均匀性产生的原因及其校正技术
6.4 系统总体对红外传感器提出的功能及性能指标要求
6.5 红外传感器工作原理与组成
6.6 红外探测器件及物镜光学参数选取
参考文献
第7章 全方位红外动态点目标信息处理与图像仿真
7.1 全方位红外搜索系统点目标处理方法
7.2 双波段数据融合
7.3 红外搜索系统的被动测距方法与目标威胁判断
7.4 红外动态点目标图像仿真系统
参考文献
第8章 扫描与稳定伺服系统
8.1 扫描头伺服系统
8.2 稳定平台伺服系统
8.3 测角系统
8.4 导航信息接口
参考文献
第9章 作用距离、探测概率与虚蕾概率
9.1 红外搜索系统的目标探测距离概述
9.2 红外系统作用距离一般形式
9.3 频域信号处理对红外搜索系统作用距离的影响
9.4 时域信号处理对红外搜索系统作用距离的影响
9.5 一种作用距离简化计算方法
9.6 考虑背景辐射的红外搜索系统的作用距离方程修正及其等效检验
9.7 基于探测率温度特性与背景影响的红外搜索系统作用距离方程
9.8 基于D*值综合修正的红外搜索系统作用距离方程
9.9 虚警时间、虚警概率与探测概率
参考文献
0章 红外搜索系统的反对抗与作战效能
10.1 激光损伤及加固方法
10.2 综合性能评价方法研究
10.3 作战效能
参考文献

作者介绍

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吴晗平，男，1964年10月出生，湖南澧县人。工学博士，教授，博士生导师。现任武汉工程大学光电子系统技术研究所所长。中国光学学会光学教育专业委员会常务委员，中国电子学会量子电子学与光电子学分会委员，湖北省仪器仪表学会常务理事。《中国光学与应用光学》等期刊编委，多家核心期刊审稿专家。曾获省(部)级科技成果奖一等奖一项、三等奖四项。以作者出版国家军用标准一部，出版独撰学术专著两部，在外专业学术期刊上发表论文七十余篇。主要研究方向：光电子系统总体技术与设计，光电控制与检测技术，环境与可靠性工程技术，图像处理与目标识别，光机电一体化等。

文摘

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序言

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《红外搜索系统》 一、 导言：窥探隐秘世界，洞察先机 在现代科技日新月异的今天，信息的获取和分析能力已成为决定成败的关键。而“红外搜索系统”，顾名思义，它代表了一种超越可见光局限的全新感知维度，一种能够穿透黑暗、伪装与距离，直接捕捉物体自身热辐射信号的技术体系。它不仅仅是一套冷冰冰的设备，更是一种智慧的延伸，一种将无形的热能转化为有形信息，从而在瞬息万变的战场、复杂多变的工业环境、乃至深邃浩瀚的宇宙探索中，为人类提供前所未有的洞察力与决策支持。 本书《红外搜索系统》，旨在为您全面揭示这一前沿技术的核心奥秘。我们并非聚焦于某个具体的应用案例，而是致力于构建一个宏观而深入的技术全景图。从红外成像的基本原理出发，追溯其历史发展脉络，深入剖析不同类型红外探测器的制造工艺与性能参数，探讨先进的光学设计如何优化信号采集，再到信号处理算法的演进如何从微弱的红外信号中提取有价值的信息，最终如何将这一切整合为高效、可靠的搜索系统。这是一场关于物理学、光学、电子学、计算机科学以及材料科学等多学科交叉融合的探索之旅，旨在让读者深刻理解红外搜索系统的工作机制、技术挑战与未来发展方向。 二、 红外成像的基本原理：热辐射的语言 理解红外搜索系统，首先需要掌握红外辐射这一基本物理现象。一切高于绝对零度的物体都会向外辐射电磁波，其中一部分就落在红外波段。物体的温度越高，其辐射的红外能量就越强，其辐射的峰值波长也越短。换句话说，温度是红外辐射的“身份证”，而红外探测器则扮演着“翻译官”的角色，将这种肉眼不可见的“热语言”转化为人类可以理解的光学或电信号。 本书将从黑体辐射理论讲起，详尽阐述普朗克定律、维恩位移定律等关键公式，解释不同温度下的物体辐射特性。随后，我们将深入探讨实际物体并非理想的黑体，其辐射特性受到表面材料、发射率等多种因素的影响。在红外搜索系统中，对这些因素的精确理解和量化，是实现准确目标识别和环境感知的基石。我们还会讨论红外波段的划分，如近红外、中红外、远红外以及太赫兹波段，分析不同波段在穿透性、分辨率和信息特征上的差异，以及它们如何对应不同的应用场景。例如，中远红外波段能有效穿透烟雾、尘埃和植被，在军事侦察、目标跟踪和安检等领域具有独特优势。 三、 红外探测器的核心技术：捕捉微弱信号的艺术 红外探测器是整个红外搜索系统的“眼睛”，其性能直接决定了系统的探测灵敏度、分辨率和响应速度。本书将系统性地介绍各类主流红外探测器的技术原理、结构特点、性能指标以及发展趋势。 1. 热探测器： 这类探测器利用红外辐射引起的温度变化来工作。我们将详细介绍不同类型的热探测器，如热电堆、热敏电阻、焦电探测器和微热量计。对于微热量计，我们将重点阐述其在红外成像阵列中的应用，包括其工作原理、制造工艺，以及如何通过优化像素结构和读出电路来提高性能。我们会深入分析热探测器在响应速度、探测率（D）等关键参数上的表现，以及其在非制冷型红外相机中的重要作用。 2. 光子探测器： 这类探测器则直接利用红外光子的能量激发半导体材料中的电子，产生电信号。我们将重点讲解基于不同半导体材料的光子探测器，如： 硫属化物探测器 (如HgCdTe，MCT)： 深入分析其能带结构、pn结特性、量子效率、内光电效应以及响应速度。我们将探讨如何通过控制材料成分、掺杂工艺和结构设计来优化MCT探测器的性能，以满足不同红外波段（特别是中红外和远红外）的需求。 量子阱红外光电探测器 (QWIP)： 解释其利用量子阱材料的跃迁效应来探测红外辐射的原理，以及其在特定波段的优异性能。我们将讨论QWIP在多光谱、抗干扰探测方面的潜力。 超晶格探测器： 介绍这类探测器通过巧妙设计的周期性超晶格结构来调控能带，实现对特定红外波段的探测。 本书将详细对比各类探测器的优缺点，分析它们在灵敏度、噪声抑制、工作温度、成本和功耗等方面的差异，并指导读者如何根据具体应用需求选择最合适的探测器类型。 四、 光学设计与系统集成：精准聚焦与信息汇聚 强大的光学系统是捕获和聚焦红外辐射的关键，而高效的系统集成则能将分散的红外信号转化为可用的信息。 1. 红外光学元件： 红外光与可见光在介质中的传播特性存在差异，因此需要特殊的红外光学材料和设计。本书将介绍常用于红外光学系统的材料，如锗（Ge）、硅（Si）、硒化锌（ZnSe）、氟化钙（CaF2）、氟化钡（BaF2）等，分析它们的透过率、折射率、色散特性及其在不同红外波段的应用。我们将详细讲解透镜、反射镜、滤光片等红外光学元件的设计原则，包括像差的校正、焦距的计算、视场角的设计以及宽带抗反射涂层技术。 2. 光学系统设计： 针对不同的搜索场景，我们将探讨例如望远镜式、显微镜式、阵列式等不同构型的红外光学系统设计。例如，在远距离目标探测中，需要设计具有大口径、长焦距的光学系统；在近距离微小目标检测中，则需要高分辨率的光学系统。我们会深入分析像差（球差、色差、像散、场曲等）对成像质量的影响，以及通过多透镜组合、非球面镜等先进技术进行校正。 3. 系统集成与封装： 将探测器、光学系统、电子学线路和机械结构有机结合，构成一个稳定可靠的红外搜索系统。本书将探讨不同类型的红外搜索系统设计，如便携式、车载式、机载式和固定式。我们将重点关注系统的热稳定性、结构强度、电磁兼容性以及抗振动、抗冲击等环境适应性设计。此外，还将介绍红外光学系统的精密装调、校准以及维护技术。 五、 信号处理与信息提取：从噪声中发现真相 探测到的原始红外信号往往包含噪声和干扰，需要经过精密的信号处理才能提取出有价值的信息。 1. 图像预处理： 原始红外图像可能存在坏点、噪声、非均匀性等问题。本书将介绍一系列预处理技术，如坏点校正、平场校正（NUC）、增益补偿、去噪算法（如中值滤波、高斯滤波、双边滤波）等，以提高图像质量和后续分析的准确性。 2. 特征提取与目标识别： 这是红外搜索系统的核心功能。我们将深入探讨各种特征提取方法，包括： 边缘检测： 如Sobel算子、Canny算子等，用于识别目标的轮廓。 纹理分析： 如LBP（局部二值模式）、Gabor滤波器等，用于描述目标的表面细节。 形状分析： 如Hu矩、傅里叶描述子等，用于描述目标的形状特征。 光谱特征分析： 对于多光谱红外系统，利用不同波段的辐射差异进行目标分类。 在目标识别方面，我们将介绍基于模板匹配、统计分类器（如SVM、KNN）以及深度学习（如CNN）等先进算法。重点分析这些算法在红外图像中的优势和挑战，以及如何构建有效的红外目标数据库。 3. 目标跟踪与场景理解： 在动态场景中，如何稳定地跟踪目标是红外搜索系统的重要任务。我们将讨论各种跟踪算法，如卡尔曼滤波、粒子滤波、深度学习跟踪器等。同时，还会探讨如何利用红外信息进行场景理解，例如目标分割、背景抑制、目标计数等。 4. 信息融合： 在复杂环境下，单一的红外信息可能不足以做出准确判断。本书将介绍如何将红外信息与其他传感器信息（如可见光、雷达、声纳等）进行融合，以提高系统的鲁棒性和识别精度。 六、 应用领域与发展趋势：拓展感知边界 红外搜索系统凭借其独特的优势，已在众多领域展现出强大的应用潜力。 1. 军事与安全领域： 夜间侦察、目标跟踪、导弹预警、反恐反潜、边界监控、战场态势感知等。我们将详细阐述红外搜索系统在这些场景下的具体应用，以及其在提高作战效率、保障人员安全方面的重要作用。 2. 工业与民用领域： 工业无损检测： 锅炉、管道、电力设备、集成电路等的热点检测，用于预测故障，保障设备安全运行。 环境监测： 森林火灾探测、火山活动监测、大气污染物探测等。 医疗诊断： 辅助诊断疾病（如炎症、肿瘤等），实现非侵入式体温测量。 安防监控： 智能视频监控、周界防范、人脸识别（在特定光照条件下）。 天文学与遥感： 探测遥远星体的红外辐射，研究宇宙物质分布；地球资源勘探、气象监测。 自动驾驶与机器人： 夜间避障、障碍物识别、行人检测。 3. 未来发展趋势： 更高灵敏度、更高分辨率的探测器： 推动新型材料和制备工艺的发展。 更智能的信号处理算法： 结合人工智能技术，实现更精确、更快速的目标识别和场景理解。 多光谱与高光谱红外技术： 提取更丰富的信息，实现更精细的目标分类。 小型化、集成化与低功耗设计： 拓展便携式应用和嵌入式应用。 先进的红外隐身与反隐身技术： 在军事领域的需求推动下，相关技术将持续发展。 与新兴技术的融合： 如与5G、物联网、大数据等技术的结合，构建更智能化的感知网络。 七、 结论：开启未知之门 《红外搜索系统》不仅仅是一本技术手册，更是一扇通往未知世界的大门。通过对本书的学习，您将能够深刻理解红外技术是如何悄无声息地改变着我们感知世界的方式，如何在黑暗与混沌中揭示真相，如何在瞬息万变的挑战中洞察先机。从基础的物理原理到前沿的技术应用，本书力求提供一个全面、系统、深入的视角，帮助您掌握红外搜索系统的核心知识，激发您在相关领域的研究与创新。愿本书能够成为您探索红外世界，开启无限可能的起点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名是《红外搜索系统》，然而，我翻阅了整本书，从封面到封底，从前言到附录，都没有找到任何关于“红外搜索系统”的内容。这让我感到非常困惑和失望。我期待的是一本能够深入浅出地介绍红外探测技术、信号处理、目标识别算法，甚至可能包括实际应用案例的书籍。例如，我希望书中能详细讲解红外成像原理，不同类型红外探测器的特性和选择，以及如何有效地从复杂的背景噪声中提取目标信号。我甚至设想书中会包含一些关于先进的红外搜索与跟踪（IRST）系统的架构设计，例如多传感器融合技术，或者利用机器学习和深度学习来提升搜索系统的鲁棒性和准确性。我也对书中可能会涉及的实际部署场景，如航空、航海、军事侦察，甚至是环境监测和工业诊断中的应用，抱有浓厚的兴趣。然而，这本书的内容却完全偏离了我对书名的预期，让人不禁怀疑其书名是否真实反映了其内容，抑或存在某种误导。我不得不说，这是一次令人费解的阅读体验，我在寻找关于红外搜索系统的知识时，得到的却是一片空白。

评分☆☆☆☆☆

《红外搜索系统》这个书名无疑勾起了我浓厚的阅读兴趣，因为我一直对那些能够“看透”表象、揭示隐藏信息的技术充满向往。我原本以为这本书将带领我进入一个充满科技魅力的世界，详细介绍红外线这一看不见的光是如何被捕捉、分析并转化为有价值信息的。我期待书中能够深入阐述红外探测器的物理基础，例如热辐射的普适性，以及不同材料和设计如何影响探测效率和光谱响应范围。我希望能够学习到先进的信号处理技术，如数字信号处理（DSP）算法，以及如何从充满噪声的环境中提取微弱的目标信号，并进行有效的滤波和增强。此外，我还渴望了解目标识别和分类的策略，比如如何基于红外特征区分飞机、车辆、甚至是生物体，并结合图像处理技术实现智能化的搜索和跟踪。我甚至设想书中会探讨红外搜索系统在天文学、医学诊断、环境监测等非军事领域的创新应用，展现其多方面的潜力。然而，这本书的内容却令我大失所望，它提供的完全不是我对红外搜索系统的认知和期待，这无疑是一次令人费解的阅读之旅。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《红外搜索系统》这个书名时，我的脑海中立刻勾勒出了一幅幅关于高科技侦测的画面。我原本期待这本书能够深入浅出地讲解红外探测技术在现代战争和民用领域的广泛应用。我希望书中能够详细介绍红外传感器的工作原理，例如如何捕捉物体发出的热辐射，以及如何将这些微弱的信号放大和处理。我期待能够了解不同类型的红外探测器，如制冷型和非制冷型，它们的优缺点以及适用的场景。我还对红外图像的形成过程，以及如何从中提取有用的信息，例如目标的形状、大小、温度等特征，充满兴趣。更重要的是，我希望书中能够阐述红外搜索系统是如何实现对目标的定位、跟踪和识别的，例如在复杂的战场环境中，如何从杂乱的背景中准确地锁定目标。我也设想书中会包含一些实际的案例分析，展示红外搜索系统在反导、反恐、搜救等方面的成功应用。然而，令人匪夷所思的是，这本书的内容与它的书名毫无关联，这让我对这本书的编撰和出版流程产生了疑问，也让我这次阅读体验充满了意外和困惑。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到《红外搜索系统》这本书时，我立刻被它简洁而专业的书名所吸引。我一直对利用红外线进行目标探测和识别的技术充满好奇，尤其是在现代科技日益发展的今天，红外搜索系统在国防、安全、科研等领域都扮演着至关重要的角色。我原本以为这本书会带领我走进一个充满挑战与创新的世界，详细阐述红外探测器的基本原理，如黑体辐射、普朗克定律，以及光电探测器、热释电探测器等不同类型的器件如何将红外辐射转化为电信号。接着，我期待能够学习到如何对这些信号进行有效的处理，例如降噪、滤波、信号增强等技术，以便更清晰地分辨出目标。更进一步，我希望书中能深入探讨目标识别的算法，比如基于特征匹配、模板匹配，或者更先进的机器学习方法，来区分不同的红外目标。当然，我更希望书中能包含一些实际的系统设计案例，让我们了解如何在复杂的实际环境中构建一个高效可靠的红外搜索系统。然而，令人意外的是，整本书的内容与红外搜索系统毫不相干，这让我对内容的真实性和书名的准确性产生了深深的疑问。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《红外搜索系统》这个书名本身就自带了一种高科技的神秘感，让我对其中蕴含的知识充满了期待。我一直以来都对光学、物理学以及计算机科学交叉的领域特别着迷，而红外搜索系统恰恰是这样一个集大成者。我设想书中会详细介绍红外光谱的原理，不同波段红外辐射的应用，以及如何设计高效的红外探测器阵列来覆盖广阔的搜索区域。我也期待能够深入理解信号采集、数据传输以及后期的图像处理和目标跟踪算法，例如卡尔曼滤波、粒子滤波在目标跟踪中的应用，以及如何通过多帧图像融合来提高目标的可靠性。此外，我非常希望能够了解一些关于红外隐身技术以及如何对抗红外搜索系统的策略，这在军事领域尤其重要。我甚至设想书中会涉及一些前沿的AI技术，如何利用深度学习模型来自动识别和分类红外目标，减少人为干预，提高搜索效率。然而，当我翻开这本书，却发现内容与我所期望的完全是风马牛不相及，这让我感到非常失望，也让我对这本书的价值产生了质疑。