一个128×128CMOS快照模式焦平面读出电路设计

本文介绍了一个工作于快照模式的CMOS焦平面读出电路新结构——DCA(Direct-injection Charge Amplifier)结构.该结构像素电路仅用4个MOS管,采用特殊的版图设计并用PMOS管做复位管,既可保证像素内存储电容足够大,又可避免复位电压的阈值损失,从而提高了读出电路的电荷处理能力.由于像素电路非常简单,且该结构能有效消除列线寄生电容C_bus的影响,因此该结构非常适用于小像素、大规模的焦平面读出电路.采用DCA结构和1.2μm双硅双铝(DPDM-Double-Poly Double-Metal)标准CMOS工艺设计了一个128×128规模焦平面读出电路试验芯片,其像素尺寸为50×50μm²,电荷处理能力达11.2pC.本文详细介绍了该读出电路的体系结构、像素电路、探测器模型和工作时序,并给出了精确的HSPICE仿真结果和试验芯片测试结果.     

一种应用于线列TDI型红外焦平面的数字化读出电路

对于红外焦平面的数字化一直是当前的研究热点之一,如何满足红外焦平面器件的功耗和面积要求,同时还能达到足够高的转换速率和转换精度是目前存在的一个的难点。针对线列TDI型红外焦平面的特点,提出一种新型SAR型ADC的方法并设计相应的读出电路,通过在SMIC 0.18μm工艺下模型的仿真,该读出电路可以达到最高80.2 dB的信噪比的情况下,功耗仅为230μW。     

多谱段线列红外探测器读出电路设计优化

集成电路制造技术的发展使单芯片集成多谱段红外探测器成为可能,其中长线列红外探测器读出电路设计遇到的挑战之一就是寄生效应。针对一款多谱段长线列用读出电路在最小积分电容时行间输出电平差异显著,导致成像出现明暗条纹的现象进行了测试分析,得出复杂的电路版图寄生效应是主要原因。通过优化设计及流片验证,解决了寄生效应导致的成像明暗条纹问题。     

长线列红外探测器组件冷台面结构设计

介绍了用于“高分五号”卫星全谱段光谱成像仪的红探测器组件冷台面结构设计,为满足卫星八年工作寿命要求,通过冷台面结构材料匹配和卸载槽设计,利用有限元仿真对结构进行分析,获得了低应力的冷台面结构,并根据探测组件在轨工作剖面,完成了开关机300次试验验证,探测器开关机寿命满足卫星要求。     

红外低温光学关键技术研究综述

随着红外探测技术的日趋成熟,以降低背景辐射为目的的低温光学技术已成为提高红外探测技术发展的主要途径。本文从工程应用的角度阐述了红外低温光学技术的各个要素,如低温光学系统构型选择、光学和机械结构设计、光学系统材料选择以及光学系统制冷方案设计等在低温光学处理中的设计要点。介绍了红外遥感相机和红外空间望远镜这两个红外低温光学的应用实例。最后对机载红外系统低温光学的应用提出了建议。     

浅谈碲镉汞红外焦平面探测器组件量子效率

从黑体辐射和响应信号的角度,对碲镉汞红外焦平面探测器组件量子效率问题进行了初步研究.通过简化和推广运算,得到中波320×256红外焦平面探测器组件量子效率典型值.结论同样适用于包括长波4×288组件在内的其他焦平面探测器组件.     

基于时空统计特征的缺陷像元动态实时修复算法

受红外焦平面工艺和材料的限制,红外探测器不可避免存在盲元、闪元等缺陷像元。盲闪元与红外点目标在灰度分布和尺度上一致,易造成远程红外探测系统的虚警和漏检。为此,提出了一种面向红外点目标检测的基于时空统计特征的缺陷元动态实时修复算法。在深入剖析缺陷元的基础上,构造空间极值滤波算子提取当前帧特征掩码,在时间域对历史掩码值进行累加、结合概率动态统计进行多维判定,同时引入图像金字塔对盲元、闪元、缺陷元簇进行提取,最终采用多尺度中值滤波对缺陷元进行剔除。实验将DDR3作为片外存储进行FPGA的硬件移植,结果表明:所提算法可适用于各类需要执行点目标检测的场景,能动态更新并修复新增缺陷像元,计算复杂度低实时性强,缺陷率从6‰降为0.046‰,检测准确率达到98%。     

DRF红外双波段彩色图像融合算法北大核心CSCD

针对中长波红外双波段伪彩色融合图像存在较明显色偏和细节信息模糊等问题,本文了总结典型传统彩色融合算法的优缺点,提出划分差值区域进行赋色融合(Difference Regions Fuse,DRF)的思路,并在图像预处理中增加迭代归一化图像处理,结合中长波红外差异的特征引入YCbCr颜色空间,利用16 bit原始红外图像直接进行赋色融合,仿真与实验结果表明,本文提出的DRF算法融合效果显著。     

320×240凝视型器件开窗功能在光谱测试中的应用

正常工作模式下的单通道320×240凝视型器件帧周期较长,给红外焦平面器件光谱测试带来新的问题.文中利用320×240读出电路的开窗功能解决了这一问题,从而实现了凝视型320×240器件的光谱测试,并为今后更大规模阵列的测试提供了一种技术途径.     

一种精确制导用凝视红外成像系统设计

文章对红外成像制导技术的原理进行了简要论述,分析了弹用红外成像系统的主要特点,并重点介绍了一种基于凝视焦平面器件的小型化弹用红外成像系统设计方案,该方案具有一定的技术优势,其开发模式有助于缩短高技术武器装备的开发周期,降低前期开发成本.最后对红外成像制导技术未来发展方向进行了简单讨论.