基于ACTEL FPGA短波红外成像系统设计与研究

针对短波红外探测在各个领域的重要作用,采用Sofradir 320X 256短波红外探测器,基于ACTEL公司的FPGA芯片APA600,设计并实现了短波红外成像系统,并对几个关键性设计进行了分析.该系统具有低功耗、小体积、高速率、可控性好等特点.实验结果表明该系统能够满足设计要求.     

InGaAs短波红外探测器研究进展

InxGa1 -xAs材料属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体合金材料,随In组分含量的不同,其光谱响应的截止波长可在0.87～3.5 μm范围内变化,并具有高量子效率,加之成熟的MBE和MOVCD材料生长方式,很容易获得大面积高质量的外延材料,InGaAs材料因此成为一种重要的短波红外探测材料.InGaAs探测器可以在室温或近室温下工作,且具有较高的灵敏度和探测率,是小型化、低成本和高可靠性的短波红外探测系统的最佳选择,因此InGaAs短波红外探测器获得了飞速的发展和广泛的应用.同时对国内外InGaAs焦平面探测器发展状况和趋势进行了介绍.     

短波红外焦平面探测器及其应用进展

简要介绍短波红外焦平面阵列(SWIRFPA)的相关概念,从探测器材料、探测器制备工艺方面讲述国内外在短波红外焦平面探测器研究领域取得的进展,列举HgCdTe和InGaAs材料短波红外焦平面探测器产品,描述当前短波红外焦平面探测器的研究动向,最后列举了一些有代表性的短波红外焦平面阵列的应用.     

320×256短波红外焦平面温控系统设计与应用

针对碲镉汞红外焦平面需要在恒定低温条件下工作的要求,设计并实现了基于热电制冷技术的红外焦平面温控系统.该温控系统具有体积小、响应速度快、可控性好及温控精度高等特点,满足设计要求.实验结果表明,该温控系统可使短波红外焦平面在195K时长期稳定工作,温控精度优于0.1℃,焦平面暗电流及噪声水平均有明显改善.     

快速制冷型红外焦平面成像制导系统设计

红外焦平面成像技术是一种通过摄取景物热辐射分布,并将其转换为人眼可见图像的技术,广泛应用于侦察、制导、空间探测等方面.针对红外制导小体积、快速启动的应用要求,设计了快速启动红外焦平面成像制导系统.对应用于系统的折反式红外镜头、快速启动型红外焦平面探测器、低噪声成像电路等进行了设计,设计结果满足制导条件下的红外成像要求.     

凝视焦平面阵列红外成像导引头设计探讨

本文概述了凝视焦平面阵列红外成像系统的特点，对凝视焦平面阵列红外成像导引头的性能设计进行了探讨，分析了关键技术，对未来的发展提出了建议。     

高分辨率InGaAs短波红外成像系统

介绍了一种高分辨率短波红外成像系统的设计与实现方法。采用640×512高分辨率InGaAs短波红外探测器,基于NIOSⅡ的单片FPGA设计并实现了短波红外成像系统,对探测器驱动、数据采集、信号处理等关键技术进行了分析。试验表明,该系统成像清晰、体积小、功耗低、结构合理、性能稳定。     

红外焦平面器件成像的校正技术

1红外焦平面器件成像 红外探测器的发展,经历了单元探测器,线列探测器等阶段,逐渐过渡到面阵型探测器.     

焦平面探测器红外成像系统探测作用距离估算

建立了焦平面探测器红外成像系统对红外目标的探测作用距离估算模型.该模型综合考虑了系统观测环境条件、目标红外辐射特性和焦平面探测器红外成像系统对探测作用距离的影响,能够有效估计系统对特定飞行目标的探测作用距离。依据该模型可科学地对红外成像系统的各关键技术参数进行论证计算,从而加强系统的顶层设计,为工程实践奠定理论基础,指导相关成像系统的研制过程。因此该模型具有十分重要的工程应用价值。     

短波红外成像技术及其军事应用

短波红外可以提供可见光、微光夜视、中波、长波红外所不能提供的信息。实现短波红外成像,填补微光夜视和中波红外成像之间的光谱空缺,实现在三个大气红外透射窗口的“无缝隙探测”,对在红外波段全面获取目标的信息具有重要意义,可应用于夜视、侦察与监视、遥感、遥感系统、红外成像制导、光电对抗等领域。     

一种用FPGA实现的IRFPA数据采集电路设计

介绍了非致冷红外焦平面阵列数据采集电路的关键技术,实现了基于FPGA的非致冷红外焦平面的时序驱动.在用AD9240将焦平面(FPA)输出的模拟信号转换成数字信号后进行了信号采样,并实现了FPA偏置电压的调节.最后,利用PCI Express总线实时采集了红外图像.结果表明,本采集电路具有损耗低、性能稳定、采集速度快等特点.     

基于FPGA的红外焦平面驱动和采集逻辑设计

利用ALTERA公司生产的CyconeIV FPGA实现了非致冷型红外焦 平面的时序驱动以及视频采集和温度采集的逻辑设计。将设计好的逻辑模块封装成了两个外设 控制器,并将其作为Nios II处理器的外设而挂接在了Avalon总线上。本逻辑设计已经应用在实际 产品当中,并具有占用逻辑资源少、功耗低、时序稳定可靠以及针对不同焦平面而易于移植 等优点。     

红外焦平面阵列及星载红外成像系统的发展

简要介绍了红外焦平面阵列的原理、分类及特点。从制冷型与非制冷型两方面,并按照材料和技术参数的主线,分析了红外焦平面阵列的发展现状,列举了各型红外焦平面探测器产品及其技术特点,预测了红外焦平面阵列的发展趋势。最后归纳总结了红外成像技术在环境探测、成像侦察、导弹预警等航天遥感领域的应用,并对其前景进行了展望。     

基于FPGA实现的IRFPA探测器驱动电路的设计

介绍了IRFPA(infrared focal plane arrays)探测器驱动电路的系统组成及工作原理,设计采用单片FPGA芯片实现探测器控制及红外图像的预处理,减小了整个系统的设计尺寸,提高了设计的集成度。详细介绍了核心器件FPGA的算法实现,给出了关键模块的设计方法、流程。通过应用于640×512红外焦平面阵列探测器,验证了方法的可性能,成像效果清晰、对比度高,满足后期图像处理的要求。     

非制冷红外焦平面成像系统的高速DSP组件

红外探潜仪是反潜巡逻机携带的一种重要的非声探潜设备。研究了一种基于高速数字信号处理器(DSP)的非制冷红外焦平面成像系统核心组件,实现了红外探测器数据采集、红外图像实时非均匀性校正、红外图像灰度变换等功能,取得了很好的效果。     

高精度红外焦平面成像实时处理系统

介绍了一种实时红外焦平面成像处理系统的原理、结构及特点.系统采用FPGA DSP的结构,由DSP进行非均匀性校正等高层算法,而由FPGA完成系统的时序逻辑设计和图像增强等低层算法.给出了实验结果,验证了本系统能够满足实时红外焦平面成像系统的要求,具有高速、高精度、大容量及灵活性强等特点.     

非制冷红外焦平面阵列器件驱动电路的研究

分析了电路噪声、电压波动和温度变化等对红外焦平面阵列探测器的工作状态和器件成像品质的影响,论述了设计驱动电路的必要性。在此基础上,设计了非制冷红外焦平面阵列器件的驱动电路,该电路由三个功能模块构成,分别是直流偏置电压电路、单芯片焦平面温度控制电路和基于现场可编程门阵列器件的时序逻辑驱动电路。实验表明,该驱动电路的控温精度优于0.05℃,直流偏压电源精度高,噪声低,时序驱动合理。     

基于全变分模型的红外焦平面非均匀性校正及其FPGA实现

基于辐射源的定标校正法在工程应用中易受到特殊应用场合以及仪器工作状态偏移等因素影响,输出图像质量欠佳。针对此问题,基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)硬件平台实现了全变分模型场景实时校正算法,阐述了模型的应用原理及抑制图像鬼影、退化问题的相关措施。在制冷型长波红外探测器上完成了功能调试及性能测试。实验结果表明,该算法能在20帧图像内完成校正收敛,达到良好的成像校正效果。     

基于FPGA的多功能红外图像源系统设计

提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多功能红外图像源系统的设计方案.信号源系统在降低图像系统的研制成本、缩短研制周期和提高研制质量方面具有重要的作用.以Altera公司的EP2S60-FPGA作为硬件架构,设计了一种红外图像源系统.该系统通过数据压缩、数据扩展及插值、制式转换等方法实现红外图像数字视频及模拟视频的双通路输出,用于二次开发和图像显示.所设计的红外图像源系统具有参数易调与小尺寸低功耗等特点,可方便下载现场红外图像信号和实时输入CCD图像信号,并按照红外图像格式输出,从而为红外图像信号处理器提供输入激励.