利用振荡滤波器的辐射源搜索系统

对于热辐射目标的红外系统的探测和跟踪性能主要受到两种噪声源的限制:即1)内部噪声如探测器或颤噪声;2)外部噪声或背景不均匀辐射分布引起的杂乱回波噪声。这两种噪声都使目前的系统达不到受背景噪声限制的最终灵敏度极限。但在绝大多数实际情况中,后一种噪声尤为严重,但也有例外,即在暗道中测量时能达到系统噪声限制的灵敏度而在自然背景中只能接近。由于这种原因,设计红外探测系统对于杂乱回     

红外焦平面读出集成电路噪声分析研究

信噪比和动态范围是衡量红外焦平面读出电路性能的两个重要指标,读出电路的随机噪声与这两个指标直接相关。本文对红外焦平面读出电路链路里的随机噪声进行了深入分析研究,同时给出每个噪声源的理论计算方法以及整个读出链路噪声的理论计算方法。最后用Matlab仿真计算出了各个电路参数对读出电路噪声的影响以及信噪比和动态范围的影响。     

低温背景下红外焦平面阵列的噪声分析

对红外探测器在低温背景下的噪声模型及特性进行了分析与实验研究。利用探测器噪声四参数法计算模型与方法;搭建实验平台对红外探测器在不同低温背景温度下的性能进行测试,得到红外探测器的低频时间噪声,高频时间噪声,低频空间噪声各自与温度、积分时间的关系。实验表明:在一定温度区间内,低频时间噪声表现出较强的温度相关性,低频空间噪声表现出较明显非线性响应特性,高频空间噪声表现出积分时间相关性。     

红外低温致冷

设计任何红外装置中所必不可少的一步,就是减少噪声源到允许的电平,以适应于信号的处理。热噪声源或约翰噪声源被看作为光子探测器的基本噪声电平。这类型的噪声直接与温度有关;温度越低,约翰噪声就越小。产生—复合噪声也与温度有关系。电流或l/f 噪声似乎不受温度影响。环境温度噪声特性大的光子探测器,一般都要冷却到90°K 或者更低一些,其性能的改     

混合式红外焦平面阵列

本文介绍研制混合式红外焦平面阵列方面的新成果,注意力集中在利用与电荷耦合器件(CCD)多路传输器源耦合的背照射InAsSb和HgCdTe光伏探测器的混合式焦平面阵列。用实验论证了输入电路,电荷撇取和电荷分配的背景抑制能力。介绍了有关均匀性方面的数据以及MOS场效应晶体管(MOSFET)输入的阈电压与温度的关系,此关系与理论上的计算值很一致。本文还讨论了与混合式红外焦平面阵列有关的几种噪声问题。对有反馈放大器的源耦合输入电路的噪声进行了分析,结果表明:虽然增加了两个新的噪声源,但是此电路工作的噪声能比单一源耦合输入电路的噪声更小。为了进一步了解焦平面的工作,已经制作了一个与实验数据极一致的噪声性能模型。最后,讨论了混合式焦平面阵列的性能。     

基于非下采样Contourlet变换的红外小目标检测方法

对存在背景干扰和噪声情况下的红外小目标检测方法进行了分析,提出了一种时空结合的红外小目标检测算法.首先根据背景图像变化较慢的特点,运用相邻帧相减以减少背景和噪声的干扰,接着对残差图像进行非下采样Contourlet变换,利用非下采样Contourle分解后子图像的特性抑制剩余的背景并消除噪声,提高了目标信噪比,最后通过...     

红外图像评价质量研究

按照红外图像的形成过程分析可认为一幅红外图像是由目标图像、背景图像和噪声图像，目标图像和背景图像是红外图像的主体，噪声图像是叠加在红外图像主体上的干扰。文章从红外图像主体能提供的信息量是否丰富、细节是否明显，噪声图像相对图像主体的大小三个方面入手，对红外图像进行质量评价，评价结果与主观评价相一致，具有较好的可比性。     

二极管型红外焦平面阵列的噪声分析及结构优化设计（英文）

二极管非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)探测器具有广阔的前景,然而它的性能受噪声源的制约,为了得到高性能的探测器,必须研究噪声源并减小其影响.概述了探测器噪声源,量化并研究了不同噪声对探测器的影响,最后得到了二极管IRFPA的性能极限,此外,计算得到了最优的结构参数.理论研究表明温度起伏噪声对应的最小噪声等效温差(NETD)为2.36mK,此时探测器热导为辐射热导,其值为2.06 nW/K.当单元尺寸为25μm×25μm的探测器的正向偏置电流为33μA,占空比为54%时可得到最优NETD为46.5 mK.     

二极管型红外焦平面阵列的噪声分析及结构优化设计

二极管非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)探测器具有广阔的前景,然而它的性能受噪声源的制约,为了得到高性能的探测器,必须研究噪声源并减小其影响。概述了探测器噪声源,量化并研究了不同噪声对探测器的影响,最后得到了二极管IRFPA的性能极限,此外,计算得到了最优的结构参数。理论研究表明温度起伏噪声对应的最小噪声等效温差(NETD)为2.36K,此时探测器热导为辐射热导,其值为2.06nW/K。当单元尺寸为25μm×25μm的探测器的正向偏置电流为33μA,占空比为54%时可得到最优NETD为46.5mK。     

红外目标的边界检测和标注

边界检测和标注是红外目标探测和识别的一个重要环节。自然背景复杂的纹理特征和红外图像中的噪声影响,以及红外目标模糊的边缘,给红外目标的边界检测和分割带来一定的困难。分水岭算法作为一种数学形态学的图像分割方法,为进行目标特征分析和识别提供了可能,然而,分水岭算法产生的过度分割,又为背景和噪声抑制增加了难度。文中在分水岭算法的基础上,结合模糊逻辑方法,对自然背景下的红外人工目标的边界检测和分割以及红外背景的抑制进行了探讨。     

红外点目标作用距离数学建模与评估

在红外探测系统总体方案设计中,为了能够快速而准确地了解众多参数对性能指标的影响,针对其重要参数作用距离进行了研究。首先分析目标与背景的对比辐射强度在像面上产生的电子数,其中考虑了滤光片的光谱透过特性和点扩散函数与像元的相对位置对系统能量集中度的影响;然后基于红外光学系统成像链路物理特性,定量研究红外光电系统的时域噪声和空域噪声在像面上的辐照度。基于图像目标信噪比检测判据给出了综合各种噪声条件下针对红外点目标的作用距离计算方程。最后,以航空平台上一套中波红外凝视探测设备为例来进行作用距离的计算和分析。通过示例验证了作用距离计算方程简单可行,可针对不同条件、地域对红外成像系统作用距离进行预估。作用距离计算方程可以帮助使用者在设计初期阶段确定不同参数对红外探测装置性能的影响。     

热释电探测器外部噪声的研究

研究了ＰＥＣ结构热释电探测器的环境温度变化噪声及机械振动噪声，介绍了两种降低外部噪声的方法，得出了比探测率、环境温度变化产生的噪声与负载电阻的关系，并进行了实验验证；并对双元探测器的一些特性进行了研究。     

红外成像系统对点目标动态探测概率分析

分析了红外成像系统对点目标动态探测概率的主要影响因素,特别提出了光学系统衍射、像差、色差以及跟踪系统跟踪误差、红外探测器件填充系数对动态探测概率的影响,并提出提高探测概率的措施。     

红外读出电路噪声优化分析

为了优化不同波段红外读出电路的噪声性能,给出了系统的CTIA结构读出电路噪声模型,分析了积分电容与积分时间对不同成分噪声的影响,得出了在不同红外波段探测下,噪声随积分参数取值的变化曲线。该优化研究将红外传感器件的物理特性光电流大小与读出电路的噪声特性联系在了一起,阐明了对于不同红外波段的探测,在一定的制造工艺范围内,积分电容都有最优的取值,且取值与探测器的并联电容有直接的关系;输出噪声与电路结构相互的影响也是不同的,CDS结构对长波读出电路噪声性能的改善优于中波读出电路。     

多元探测红外导引头振动噪声抑制

为了提高红外探测系统的灵敏度，对一种多元探测红外位标器的振动噪声进行了研究。列举了影响红外信号的噪声类型，分析了振动噪声可能产生的各种原因，建立了振动噪声的传递函数，并提出用减振的方法即隔离弹体振动的方法降低位标器的振动噪声。根据此种位标器的特点。建立了减振系统的数学模型，得到位标器振动模型的微分方程并对该微分方程求解。本文的创新点在于运用拉格朗日动力学方程解决了红外系统的振动噪声问题，并在工程中予以成功应用。     

光纤陀螺光源误差及消除方法分析

分析了光源强度噪声对光纤陀螺极限灵敏度的影响。分析表明,当光功率大于十几微瓦时,陀螺的等效噪声相位差和极限灵敏度将趋于一饱和值,开环和闭环陀螺的饱和极限灵敏度分别为0.06deg/h和0.04deg/h,不能满足高精度陀螺的要求,必须采取措施进行消除光源强度噪声的影响。介绍了一种光源噪声消除方法,将光源耦合器盲端光束利用起来,利用两路光束中光源强度噪声的相关性,经过适当的增益调节和延时调节,即可将光源强度噪声有效的消除。     

不同光照条件下科学级CCD相机噪声特性研究

CCD具有量子效率高、几何失真小、噪声低及实时采集和处理能力。因此,用CCD记录图像使天文观察效率显著提高,天文数据质量大为改善。但在用CCD相机进行星体探测时,多数情况下星体的背景具有一定的噪声,该噪声会对探测结果产生影响。为了解背景对探测结果的影响,本文通过在不同光照度条件下对CCD相机的时间噪声等效曝光量和空间噪声等效曝光量进行测量与分析,得到了对CCD输出图像质量产生主要影响的噪声以及时间噪声等效曝光量和空间噪声等效曝光量随光照度变化的规律。     

利用模清洁器降低单频Nd∶YVO_4激光器的强度噪声

对全固化激光器输出激光的强度噪声谱进行了理论分析与实验测定 ,设计了由三镜环行腔构成的模清洁器 ,利用它过滤高频噪声的特性使单频Nd∶YVO4 激光器的强度噪声降低 ,通过模清洁器之前激光在 30MHz才能达到散粒噪声极限 ,通过模清洁器之后在 7MHz处便达到散粒噪声基准。设计中兼顾了窄线宽与透过效率两方面要求 ,模清洁器的透过效率为 70 %。     

非平面环形腔激光器的强度噪声及其抑制

采用全量子理论对单块非平面环形腔Nd:YAG激光器的强度噪声特性进行了研究,通过理论分析和仿真发现,单块非平面环形腔激光器的弛豫振荡主要由真空起伏、偶极起伏和内腔损耗引起,抽运噪声和自发辐射对弛豫振荡的影响相对较小。同时,从理论上对强度噪声的光电负反馈抑制进行了分析和仿真,为实验上噪声抑制电路的设计提供了一定的理论基础。参考此理论电路,设计了可以获得较好的相位超前和低噪声宽带宽增益放大的噪声抑制电路,在实验上获得了良好的噪声抑制效果。当弛豫振荡峰为311kHz时,弛豫振荡峰处的强度噪声被抑制了39dB,在整个频谱范围内获得了低于-115dB/Hz的噪声水平。     

红外动态景像仿真中探测器效应的研究

本文结合中国科学院知识创新课题-"红外凝视成像系统分析、测试模型研究",着重分析了焦平面探测器对红外仿真图像造成的影响,建立了相应的数学模型.分别对探测器的时空采样、非均匀性和各种噪声影响进行了详细的讨论.大大提高了红外仿真图像的真实性和可靠性,现已很好地服务于后续信号处理与评价系统.