《焦平面探测技术》专题文章导读——G一种低功耗的红外无线视频传输系统

设计了一套用于传送视频信号的低功耗红外无线传输系统。该系统以反熔丝工艺的FPGA器件作为编解码核心，高速串行红外收发器作为收发模组。FPGA内部配置了游程长度受限码作为红外信道编解码逻辑，并与缓冲、串并／并串转换、循环冗余校验、扰码／解扰等模块一起构成编解码核心。配合辅助的AD／DA接口电路，可实现对复合视频信号从采集缓冲、编码发射到解码回放的完整功能演示。该传输系统的位速率高达16Mbit／s，而发射模块的功耗低于500mw，适合应用于大型视频处理系统中作视频采集设备与视频处理设备间的无线接口。     

多波长水汽探测激光雷达回波仿真及误差分析

大气水汽含量随海拔升高急剧减小,为准确获得水汽浓度随高度的分布,设计多波长发射水汽探测星载距离分辨差分吸收激光雷达(DIAL)。选取波长相差较小,水汽吸收截面不同的4个发射波长:其中3个吸收截面较大的波长作为信号光束,第4个吸收截面较小的波长作为参考光束,分3组对不同海拔高度处的水汽浓度进行分段探测。对4个发射波长的回波信号进行了仿真模拟,为验证其水汽探测能力,在白天和夜晚对3组波长水汽浓度探测的相对误差进行分析讨论。结果表明,在相对误差小于20%的情况下,该多发射波长星载距离分辨差分吸收激光雷达系统可以实现白天对流层(小于12 km)、夜晚平流层底以下(小于15 km)水汽浓度的探测。理论上初步证实了该多波长星载距离分辨差分吸收激光雷达能全天时精确地探测对流层水汽浓度分布。     

一种低功耗的红外无线视频传输系统

设计了一套用于传送视频信号的低功耗红外无线传输系统.该系统以反熔丝工艺的FPGA器件作为编解码核心,高速串行红外收发器作为收发模组.FPGA内部配置了游程长度受限码作为红外信道编解码逻辑,并与缓冲、串并/并串转换、循环冗余校验、扰码/解扰等模块一起构成编解码核心.配合辅助的AD/DA接口电路,可实现对复合视频信号从采集缓冲、编码发射到解码回放的完整功能演示.该传输系统的位速率高达16 Mbit/s,而发射模块的功耗低于500 mW,适合应用于大型视频处理系统中作视频采集设备与视频处理设备间的无线接口.     

相干测风激光雷达望远镜孔径及截断因子的优化分析

基于相干多普勒测风激光雷达外差探测理论,给出自由空间和光纤耦合两种模式下外差效率的解析表达式,并通过参数替换使两者具有统一的形式;结合此表达式以及湍流环境下的信噪比公式,仿真给出了地基及星载相干测风激光雷达系统不同探测距离处的最优望远镜和截断因子。研究结果表明地基系统信噪比随着望远镜孔径变化比较陡峭,存在最优望远镜孔径和截断因子,如若取值不恰当,会造成系统信噪比巨大损失;而星载平台下回波信号的信噪比随着望远镜孔径先增加后保持平稳,望远镜孔径可以综合成本和信噪比进行合理取值,最优化的截断因子为80%。此研究对相干多普勒测风激光雷达探测理论的发展及系统器件的最优化配置提供了重要的理论依据。     

一种新的红外焦平面图像信号无线光输出协议

文中提出了一种针对红外焦平面图像信号无线光输出的高速数据链路层协议.该协议以IrDA标准的红外数据链路协议(IrLAP)作为参考,通过红外无线信道来实现点对点、高速、稳定的图像信号输出.协议的设计充分考虑了对多种红外传输速率的支持,以及位错误率(BER)、红外帧长度、应答分组大小等因素对系统传输吞吐量的影响,提出了寻找合适参数有效的计算方法,以及基于FPGA的红外无线视频传输平台的设计方法.实验结果显示,传输平台可以在16Mb/s的红外传输速率下长期稳定工作.这表明本协议适用于VFIR及更高速率的图像无线传输,经过不断地测试与完善,可为制订今后焦平面图像信号光输出规范提供参考.     

2 μm星载相干测风激光雷达风速及风向误差建模与分析

基于全微分和统计理论推导了星载相干测风激光雷达合成水平风速和风向误差的解析表达式,利用克拉默-拉奥误差下界代替Frehlich经验公式对风场的随机风速误差进行评估,建立了通用型的星载相干测风激光雷达合成水平风速和风向误差计算模型.在NASA/NOAA提出的星载测风激光雷达系统设计指标框架下,对风速及风向误差模型进行可行性分析,得到了总的径向随机误差随着探测距离的变化关系及水平风速区间的选取对随机误差的影响.同时,为了计算合成采样误差,改变不同的垂直分辨率和方向角取值,对水平分量的采样误差进行对比分析.仿真结果表明,合成的水平风速和风向的误差范围为0.8~3.2 m/s和2.38°~3.49°,基本符合星载测风激光雷达的相关指标要求.     

一种新的红外焦平面图像信号无线光输出协议

文中提出了一种针对红外焦平面图像信号无线光输出的高速数据链路层协议。该协议以IrDA标准的红外数据链路协议(IrLAP)作为参考，通过红外无线信道来实现点对点、高速、稳定的图像信号输出。协议的设计充分考虑了对多种红外传输速率的支持，以及位错误率(BER)、红外帧长度、应答分组大小等因素对系统传输吞吐量的影响，提出了寻找合适参数有效的计算方法，以及基于FPGA的红外无线视频传输平台的设计方法。实验结果显示，传输平台可以在16Mb／s的红外传输速率下长期稳定工作。这表明本协议适用于VFIR及更高速率的图像无线传输，经过不断地测试与完善，可为制订今后焦平面图像信号光输出规范提供参考。     

非均匀校正技术算法分析与实时系统设计

为获得良好的红外焦平面阵列非均匀校正效果,讨论了非均匀性的来源、噪声类型和目前基于定标,基于场景的常用非均匀校正方法.对修正的时域高通滤波、改进的神经元网络等利用场景信息来估计探测器参数的校正算法进行了仿真效果和实时性能的分析与评价.同时设计了一种以TMS320DM642为处理核心的小型低功耗DSP硬件系统平台,描述了系统流程和实时实现策略,为红外焦平面系统提供了一条有效的实现路径.     

一种新的红外焦平面图像信号无线光输出协议

文中提出了一种针对红外焦平面图像信号无线光输出的高速数据链路层协议。该协议以IrDA标准的红外数据链路协议（IrLAP）作为参考，通过红外无线信道来实现点对点、高速、稳定的图像信号输出。协议的设计充分考虑了对多种红外传输速率的支持，以及位错误率（BER）、红外帧长度、应答分组大小等因素对系统传输吞吐量的影响，提出了寻找合适参数有效的计算方法，以及基于FPGA的红外无线视频传输平台的设计方法。实验结果显示，传输平台可以在16Mb／s的红外传输速率下长期稳定工作。这表明本协议适用于VFIR及更高速率的图像无线传输，经过不断地测试与完善，可为制订今后焦平面图像信号光输出规范提供参考。