Дослідження мінімально можливої температури об'єктів для складання інфрачервоної сигнатури
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2025.99.%25pКлючові слова:
сигнатура, інфрачервоний діапазон, вимірювання, оптимізація, чутливістьАнотація
Актуальність. При складанні сигнатури в заданій області інфрачервоного діапазону реальних земних об'єктів, що потрапляють на спадаючу гілку кривої Планка, необхідно враховувати сильне загасання інфрачервоного випромінювання зі збільшенням довжини хвилі. У той же час таке загасання призводить до значного зниження достовірності результатів вимірювань зі збільшенням довжини хвилі. Отже, щоб зберегти таку ж надійність отриманих результатів, ширина спектральної ІЧ-підсмуги, яка використовується для обчислення сигнатури, повинна збільшуватися зі збільшенням довжини хвилі. Таким чином, необхідно вирішити питання щодо вибору функції ширини залежності діапазону довжин хвиль для розрахунку сигнатури від довжини хвилі вимірювання, яку можна було б здійснити при мінімальній температурі об’єкта.
Мета — визначити функцію залежності ширини діапазону довжин хвиль, що використовується для розрахунку сигнатури, від довжини хвилі вимірювання, яке можна було б здійснити при мінімальній температурі об’єкта. Така оптимальна функція забезпечить максимальну достовірність результату обчислення сигнатури реальних об'єктів.
Метод. Задача розв’язана методом варіаційної оптимізації на основі формули визначення температури, отриманої на основі формули Планка. Дослідження знаменника цієї формули з урахуванням інтегрального обмеження, встановленого на шукану функцію, дають змогу визначити оптимальний тип цієї функції, при якому можна розрахувати сигнатуру при мінімальній температурі об’єкта.
Результат. Визначено мінімальний температурний поріг об’єкта, що забезпечує реалізацію запропонованого методу вимірювання, при якому можливе достовірне визначення інфрачервоної сигнатури об’єкта.
Посилання
References
1. Lecomte V., Macher H., Landes T. (2022). Combination of thermal infrared images and laserscanning data for 3d thermal point cloud generation on buildings and trees. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLVIII-2/W1-2022, pp. 129-136. doi: 10.5194/isprs-archives-xlviii-2-w1-2022-129-2022.
2. Luximon A., Chao H., Goonetilleke R. S. and Luximon Y. (2022). Theory and applications of InfraRed and thermal image analysis in ergonomics research. Front. Comput. Sci., Vol. 4, 990290. doi: 10.3389/fcomp.2022.990290.
3. Jeon, S., Lee, S. E., Kim, W. et al. (2023). Visual and thermal camouflage on different terrestrial environments based on electrochromism. Nanophotonics, Vol. 12, No. 15, pp. 3199-3209. doi: 10.1515/nanoph-2023-0244.
4. Livingood A., Nolen J. R., Folland T. G., Potechin L., Lu G. et al. (2021). Filterless Nondispersive Infrared Sensing using Narrowband Infrared Emitting Metamaterials. ACS Photonics, Vol. 8, Iss. 2, pp. 472-480. DOI: 10.1021/acsphotonics.0c01432.
5. Wang, Y., Ning, W., Wang, X., Zhang, S. Y., Yang, D. (2023). A Novel Method for Analyzing Infrared Images Taken by Unmanned Aerial Vehicles for Forest Fire Monitoring. Traitement du Signal, Vol. 40, No. 3, pp. 1219-1226. doi: 10.18280/ts.400339.
6. Rialland V., Nicole A., Sitjes A. A., Guy A., Lefèbvre S. (2020). Ballistic Missile Infrared Signatures: towards a surrogate model. OPTRO 2020, ffhal-02486779f.
7. Lane B., Whitenton E., Madhavan V. and Donmez A. (2013). Uncertainty of temperature measurements by infrared thermography for metal cutting applications. Metrologia, Vol. 50, pp. 637–653. DOI: 10.1088/0026-1394/50/6/637.
8. Wang, W., & den Brinker, A. C. (2020). Modified RGB Cameras for Infrared Remote-PPG. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. 67, Iss. 10, pp. 2893-2904, Article 8993753. doi: 10.1109/TBME.2020.2973313.
9. Lu, J.; Wang, Q. (2009). Aircraft-skin Infrared Radiation Characteristics Modeling and Analysis. Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 22, Iss. 5, pp. 493–497. doi: 10.1016/S1000-9361(08)60131-4.
10. Dulski, R.; Sosnowski, T.; Polakowski, H. (2011). A method for modelling IR image of sky and clouds. Infrared Physics & Technology, Vol. 54, Iss. 2, pp. 53–60. doi: 10.1016/j.infrared.2010.12.011.
11. Willers, M. S.; Bergh, J. S. H. (2011). Optronics sensor development using an imaging simulation system. 2011 Saudi International Electronics, Communications and Photonics Conference (SIECPC), pp. 1–6. DOI: 10.1109/SIECPC.2011.5876949.
12. Baqar, S. (2007). Low-Cost PC-Based High-Fidelity Infrared Signature Modelling and Simulation, Ph.D. Thesis. Cranfield University Library Services.
13. Titterton, D. H. (2004). A review of the development of optical countermeasures. Proc. SPIE, 5615, Technologies for Optical Countermeasures; doi: 10.1117/12.610112.
14. Winterfeldt, D.; O’Sullivan, T. M. (2006). Should we protect commercial airplanes against surface-to-air missile attacks by terrorists? Decision Analysis, Vol. 3, Iss. 2, pp. 63-75. doi: 10.1287/deca.1060.0071.
15. Hong H.-K., Han S.-H., Hong G.-P. and Choi J.-S. (1996). Simulation of reticle seekers using the generated thermal images. IEEE Asia Pacific Conf. on Circuits and Systems, pp. 183–186. DOI: 10.1109/APCAS.1996.569249.
16. Kim, G. Y.; Kim, B. I.; Bae, T. W.; Kim, Y. C.; Ahn, S. H.; Sohng, K. I. (2010). Implementation of a reticle seeker missile simulator for jamming effect analysis. 2010 IEEE International Conference on Image Processing Theory Tools and Applications, pp. 539–542. DOI: 10.1109/IPTA.2010.5586729.
17. Bae T., Kim Y., Ahn S. (2019). IR-band conversion of target and background using surface temperature estimation and error compensation for military IR sensor simulation. Sensors, Vol. 19, Iss. 11, 2455. doi: 10.3390/s19112455.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Ф. Г. Агаєв , Х. Г. Асадов, Г. В. Алієва
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
