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防衛科学者や軍が使用する赤外線シグネチャとは、赤外線センサーから見た物体の外観のことです。[ 1 ]赤外線シグネチャは、物体の形状とサイズ、[ 2 ]温度、[ 3 ]放射率、物体の表面からの外部光源（地球照、太陽光、スカイシャイン）の反射、 [ 4 ]観測される背景、 [ 5 ]および検出センサーの波長帯など、多くの要因に依存します。そのため、赤外線シグネチャの包括的な定義はなく、それを測定するための簡単な手段もありません。たとえば、畑を背景にしたトラックの赤外線シグネチャは、天候、時間帯、エンジン負荷の変化によって大きく変わります。
物体の赤外線特性を定義する上で、比較的成功している例として、センサーにおける見かけの温度差と、コントラスト放射強度（CRI）の定義が挙げられる。
赤外線シグネチャを定義する見かけ上の温度差法は、記録された放射輝度値が完全な黒体光源から測定された場合に、対象物とすぐ後ろの背景との間の物理的な温度差（例えばケルビン単位）を示します。この方法の問題点としては、対象物またはすぐ後ろの背景における放射輝度の差や、検出器のピクセルの有限サイズなどが挙げられます。この値は、距離、時間、方位などの複雑な関数です。
赤外線シグネチャを定義するコントラスト放射強度法は、対象物の平均放射輝度と周囲の背景の平均放射輝度の差を求め、それに対象物の投影面積を乗じる方法です。ただし、CRI値は多くの要因によって変化します。
設計段階では、実際の物体を製造する前に、コンピューターを用いて赤外線特性を予測することが望ましい場合が多い。この予測プロセスは、短時間かつ低コストで何度も繰り返すことができる一方、測定範囲を用いる方法は、時間とコストがかかり、誤差が生じやすい。
多くのソフトウェア会社が赤外線シグネチャ予測ソフトウェアパッケージを開発している。これらのソフトウェアは一般的に、対象となるCADモデルに加え、特定の熱環境、プラットフォームの内部温度、および構造材料の熱特性を記述するための多数のパラメータを必要とする。ソフトウェアは、境界全体にわたる熱方程式と、指定された赤外線波長帯における電磁波伝搬に関する方程式を解く。主な出力は赤外線シグネチャの測定値であるが、通常は表面温度（赤外線シグネチャ予測を得るために通常計算する必要があるため）や、さまざまな赤外線検出器から見たシーンの視覚的表現も提供される。
赤外線シグネチャ予測モデルは、複雑な環境をモデル化することが困難なため、単純なケースを除いて検証が非常に難しい。この種のソフトウェアの感度分析と実験測定の両方で、天候のわずかな変化が結果に大きな影響を与えることが示されている。そのため、赤外線問題のモデリングから得られる成果には限界があり、赤外線波長帯における物体の物理的存在の性質を正確に把握するには、実験が必要となる場合がある。
赤外線ステルスは、赤外線シグネチャを低減することを目的としたステルス技術の分野です。[ 6 ]これにより、プラットフォームの赤外線誘導兵器や赤外線監視センサーに対する脆弱性が低減され、[ 7 ]プラットフォームの全体的な生存性が向上します。赤外線ステルスは、非ステルス航空機のエンジン[ 8 ]や排気プルーム[ 9 ]が検出可能であるため、軍用ジェット機に特に適していますが、軍用ヘリコプター[ 10 ] 、軍艦、陸上車両、下車した兵士にも適用されます。
赤外線シグネチャを研究する軍事的目的は、脅威の想定される赤外線シグネチャを理解し（そしてそれを検知するために必要な機器を開発し）、脅威センサーに対する自軍の赤外線シグネチャを低減することにある。実際には、これは、飛来する対艦ミサイルの排気プルームを検知するセンサーを軍艦に搭載すると同時に、ミサイルを誘導する赤外線センサーの検知閾値以下の赤外線シグネチャを持つことを意味するかもしれない。
排気プルームは、かなりの赤外線シグネチャをもたらします。赤外線シグネチャを低減する手段の1つは、排気断面積を最小限に抑え、高温の排気と冷たい外気との混合を最大化するために、非円形のテールパイプ（スリット形状）を使用することです（ロッキードF-117ナイトホークを参照）。多くの場合、このプロセスを促進するために、排気流に冷気を意図的に注入します（ライアンAQM-91ファイアフライおよびノースロップB-2スピリットを参照）。ノズルの形状は、ロッキードマーティンF-22ラプターの長方形ノズルのように、排気と外気との混合を促進するように設計できます。ロッキードF-117ナイトホークや、ステルス性のないフェアチャイルド・リパブリックA-10サンダーボルトIIのように、ジェット排気を翼表面より上に排出して、下からの観測者から隠す場合もあります。赤外線ステルスを実現するには、排気ガスを、放射される最も明るい波長が大気中の二酸化炭素と水蒸気に吸収される温度まで冷却し、排気プルームの赤外線視認性を劇的に低下させます。[ 11 ]排気温度を下げるもう1つの方法は、燃料などの冷却液を排気管内に循環させることです。この場合、燃料タンクは翼に沿って流れる空気によって冷却されるヒートシンクとして機能します。 [ 12 ]
地上戦闘にはアクティブ赤外線センサーとパッシブ赤外線センサーの両方の使用が含まれるため、USMCの地上戦闘服の要件文書では赤外線反射品質基準が規定されている。[ 13 ]