● 摘要
复杂目标的红外特性是目标特性分析中重要的组成部分。利用电子计算机进行仿真计算是研究红外目标辐射特征的重要手段，在隐身与反隐身技术、系统仿真技术、目标特征的提取及识别技术等方面具有重要的理论和实际意义。本文针对上述课题背景，对复杂背景下目标红外辐射特性的相关内容做了一些研究工作。复杂背景下目标红外特性分析需要考虑多个因素，包括目标自身的红外辐射、目标对复杂背景辐射的散射、以及大气的辐射传输影响。本文重点研究了复杂背景下目标红外特性分析计算的两项关键技术：（1）大气辐射传输对目标红外特性影响分析。空间目标红外辐射特性分析必须考虑大气辐射传输影响，本文在介绍大气辐射基本知识的基础上，利用大气传输模型LOWTRAN7软件计算了光谱大气透过率、大气辐射以及在目标高度上太阳、天地背景辐射强度（或照度）的空间分布和谱分布。通过计算实例，分析大气辐射传输对目标红外特性的影响。（2）目标对复杂背景辐射的散射研究。双向反射分布函数（BRDF）的求解是目标对复杂背景辐射的散射分析计算的关键，本文以BRDF和粗糙表面散射理论为基础，分析了BRDF与雷达散射截面（RCS）关系；并有效地将粗糙表面散射理论、BRDF和OpenGL的光照模型相结合，实现了目标对复杂背景辐射的散射的可视化计算，仿真结果表明了该方法的可行性和有效性。在以上理论研究基础上，形成一款适合工程应用的复杂背景下目标红外特性分析软件，该软件具有良好的人机交互界面和一定的实用价值，为复杂背景下目标红外特性分析提供重要的理论依据。