红外诱饵辐射特性模拟研究现状与分析
一、研究背景及意义
红外诱饵是指投放到空中或者海面上的能够产生高强度红外辐射的一项光学干扰技术，常常用于干扰敌方的红外制导导弹，保护载体免受导弹的攻击。自20世纪50年代以来红外诱饵技术就被广泛应用在飞机、直升机、舰艇等军事工具上[1]。而红外诱饵辐射特性的模拟是对红外诱饵辐射的深入理论化研究，建立模型来模拟飞机的诱饵辐射途径，修正改良红外诱饵辐射特性，对实际的应用有着重要的指导意义。
二、国内外研究现状
随着科学技术的不断发展，红外制导导弹对目标和红外诱饵剂的辨识能力逐渐提高，传统的红外诱饵剂因此也需要解决因自身辐射等因素的不足而难以对抗红外制导导弹的问题。赵非玉[2]等人阐述了镁/聚四氟乙烯/氟橡胶（MTV）红外诱饵剂的反应机理及相应的红外辐射特性；张敬慧[3]等人发现MTV红外诱饵剂，经过添加聚氟化碳等纳米材料可以提高诱饵剂的红外辐射特性；陈红叶[4]等人指出经改进的面源型红外诱饵在红外波段能够逼真地模拟目标的光谱辐射分布特性，达到以假乱真效果从而能有效地避开红外制导导弹的攻击。王冰等人[5]通过改变诱饵剂中氧化剂和还原剂的配比探究红外诱饵剂的辐射强度、亮度等的变化情况，发现氧化还原比为1:1时红外辐射特性最好。
在红外诱饵剂自身发展的同时，人们也对红外诱饵的辐射特性进行了许多模拟仿真方面的研究。杨春玲[6]等人利用离散相模型（DPM模型）对红外诱饵弹的红外特性进行了建模分析，确定了典型红外诱饵弹辐射强度最大时的药剂半径，这对红外诱饵弹的研发和仿真具有重要指导作用。杨东升[7]等人在红外诱饵运动模型基础上，增加红外辐射模型并对红外诱饵辐射特性进行仿真，静态结果与实际测试结果趋于一致。
Zhang Z D[8]等人根据离散相模型（DPM）的原理，建立红外诱饵的辐射特性模型，利用CFD软件进行数值模拟。仿真结果表明，红外诱饵羽流核心区的亮度特征很明显，3sim;5mu;m的谱带可以作为红外诱饵羽流探测的主谱带。辐射持续时间与实际情况相符。Chunling Y[9]等人指出研究红外对抗的策略就需建立红外诱饵的运动模型，在较为精确的运动模型基础之上，利用计算机对红外诱饵模型进行仿真，进一步研究了红外诱饵的辐射特性。Cai G[10]等人采用有限体积法计算固体和液体的火箭羽流红外辐射特性（在最佳波段上的辐射特征），该方法是基于局部热力学平衡的辐射传输方程。同时Cai G等人还采用Elsasser窄带模型计算了燃烧气体的辐射特性，并用Mie散射理论计算出颗粒的辐射特性。Hu Q[11]等人采用OpenGL和Vega-Prime虚拟仿真平台，根据红外诱饵自身的辐射特性和气动特性，利用基于双深度剥离算法的粒子系统模拟了红外诱饵在实际燃烧循环中的动态特性。
以美国为首的西方国家在红外诱饵弹等方面居于世界前列。随着制导导弹技术的升级，研发出的新型红外诱饵弹的干扰能力也越来越强，同时美国等国家将计算机仿真技术与红外仿真理论相结合，研发出了用于模拟红外诱饵弹对导弹的干扰特性[12] 新型的电子评估设备；其他国家也尝试做出其他方面的新型红外诱饵弹来应对红外制导导弹技术的升级。如今制导导弹技术和红外诱饵弹技术都在不断地升级换代。在理论和仿真方面也做出了一些研究，包括搭建的功能趋于完善的红外干扰评估系统（AIRSAM）、用于模拟飞机和红外诱饵干扰模块的辐射特性的目标特征模拟系统和配套的仿真子系统等[13]。而国内的相应红外场景仿真系统和红外对抗评估系统并不完善，在这一领域的研究也渐渐起步，不过近几年来我国学者在红外诱饵方面做出了不少相关的理论研究工作。
抗诱偏能力是反辐射导弹（ARM）作战性能的一项重要指标。肖本龙[14]等人根据合成场的原理建立了反辐射导弹的信号模型，在已创建的有源诱偏系统的模拟仿真中，探究诱饵功率、点源间距及反辐射导弹来袭方向对导弹攻击效果的影响。杨翼[15]等人根据反辐射导弹（ARM）的实践原理，建立了由被动雷达导引头飞行轨迹的数学仿真模型，模拟出ARM在点源干扰时下的飞行过程。根据其在模型中的飞行状态，找出了多点源诱饵的优良布置和布局方案。李侠[16]等人根据在三维空间中推导出的反辐射导弹多点源系统中的诱偏公式，分析出了三点源的系统要比两点源系统的诱偏效果更加良好。
