采样成像系统的性能评估

随着FPA的广泛应用,采样效应对热成像系统的影响越来越突出,以致影响了采样热成像系统的评估和测试。本文论述了采样成像系统不同于非采样成像系统的特点,阐述了建立成像系统评估和测试系统的步骤和方法,并介绍了采样成像系统的评估方法和现状。     

基于信息理论的采样成像系统优化设计方法

本文把信息论应用于采样成像系统中，用端到端的互信息量评价图像捕捉系统，研究光电一体化系统优化设计方法。模拟系统设计参数，计算机仿真分析了采样成像系统中普遍存在的欠采样噪声、光学成像系统的模糊效应以及二者之间的涨落、平衡，做出了基于互信息量的系统评价仿真曲线，提出了光学成像系统与图像捕捉系统的匹配条件和优化设计方法。     

红外焦平面凝视热成像系统评估方法研究

研究了红外焦平面凝视热成像系统的评估方法和评估MRTD数学模型,并在所建立的评估实验室中对数学模型的可行性进行了验证。     

SPRITE探测器热成像系统的性能评价方法研究

文中介绍了ＳＰＲＩＴＥ探测器与一般离散阵列测器在性能评价方面的特殊性,建立了相应的性能评价模型,介绍了其中一些主要的处理方法,编制了热成像系统静态性能模软件包,通过计算机模拟结果与英国ＵＫＴＩＣＭ－Ⅱ的技术指标以国产系统测试结果的比较,证明了模型的可靠性和可行性。     

基于自然背景的热成像系统信息量评价方法

为了研究自然环境因素对热成像系统综合性能的影响，在MRTD 信道宽度热成像系统综合性能评价模型基础上，比对TTP 模型，引入自然背景噪声因子，构建了基于自然背景的热成像系统综合性能信息量评价模型，通过实验给出了自然背景噪声因子的确定方法，并建立了模型的归一化形式。以典型场景为例，通过实验分析了不同自然背景对热成像系统目标信息量获取的影响，并与TTP模型的分析结果进行比较，二者具有较好的一致性。实验表明基于自然背景的热成像系统综合性能信息量评价模型能够较好地反映自然背景复杂度对系统综合性能的影响，可以应用于系统性能评价。     

红外成像系统的性能测试及评价方法研究

可全天候工作是红外光电系统与生俱来的优势,性能模型是热成像技术的重要环节,它可为系统设计、分析、论证提供理论依据和分析工具。以一个实际红外光学系统为例,给出了测试SiTF,NETD,MTF,MRTD的原理和测试设备,并将理论值和测量结果进行比较,得到较好的一致性。     

采样红外成像系统的混淆效应研究

对红外焦平面阵列而言,欠采样产生的混淆效应严重影响成像质量。基于红外焦平面阵列的成像过程,在时间域分析了探测器的采样过程,在频率域定量研究了混淆效应对图像的影响,根据混淆产生的机理,分别对周期目标和非周期目标进行仿真实验。实验结果表明:对周期目标会有混淆失真现象,改变了图形的几何形状,对于非周期图像会产生锯齿条纹。指出在低空间频率内混淆影响小,噪声对图像的影响占主导地位,而在高空间频率内混淆失真严重,噪声影响小,这对消除图像混淆的影响、系统参数设计等方面具有一定的参考价值。     

焦平面热成像图像显示电路设计

本文介绍了基于CD22402电视同步信号产生器和DAC8308的弹用焦平面图像显示电路的设计.首先研究了原理和设计要求,然后对各部分硬件设计进行了详细介绍,最后介绍了电路的调试.实验结果表明:能完成把经过校准后的数字图像灰度数据和图像处理中形成的信号转换成模拟视频信号,并将系统时序转换成电视时序功能.     

热成像系统静态性能模型研究的进展

性能模型及其计算机模拟是热成像技术的重要环节，它可为系统设计、分析、论证以及新思想的产生提供理论依据和分析工具，世界各国都将其作为一个重点研究的课题，美国已陆续提出几个模型版本，随着我国热成像技术的发展，性能模型研究也取得一些进展。本文综述了国内外热成像系统静态性能模型研究的进展，分析了部分模型的思想和技术处理特点，提出了需要注意的动向。     

非致冷红外焦平面热成像技术的进展

近年来，非致冷红外在像技术的研究和开发一直是热成像领域最令人关注的焦点之一，其在军事及民用领域的应用受到国内外的高度重视。本文综述了非致冷红外焦平面热成像技术的4种技术途径应用，并简要地论述了我国非致冷红外焦平面热成像技术的现状和发展途径。     

W波段16元完全采样焦平面线性阵列天线设计

针对毫米波被动成像应用,设计了工作频率为84 ～ 94 GHz的16阵元焦平面阵列天线.聚焦天线采用500 mm口径的旋转抛物面以获得0.47°角分辨率;16馈源排成4×4阵列,相邻列馈源在垂直方向交错排列,使天线在垂直方向采样波束密度增加一倍,满足Nyquist采样要求;采用电流分布法并利用MATLAB编程计算馈源偏焦时天线辐射场分布,对馈源阵列排列参数进行优化设计.成像实验结果表明,天线沿水平方向扫描一次即可获得场景成像二维完全采样数据,成像耗时比传统扫描采样方式减少一倍.     

红外焦平面探测器热应力的有限元仿真方法分析

以64×64红外焦平面探测器为例,构建了包含探测器芯片、铟柱、填充胶和读出电路的全尺寸有限元仿真模型,与探测器芯片、填充层和读出电路的简化模型进行对比。研究表明,两种模型在芯片热应力的变化趋势上保持一致。由于铟材料与碲镉汞材料之间的热膨胀系数相差较大,随着芯片尺寸的增大,铟柱的影响逐渐增加,填充层简化模型计算得到的芯片热应力与全尺寸模型的热应力的差距会越来越大。     

基于光学读出非制冷红外成像系统的无基底FPA等效电学模型

与传统的有基底FPA(焦平面阵列)相比, 基于全镂空支撑框架结构的新型无基底FPA在热学特性上存在显著差异, 传统的基于恒温基底假设的热学分析模型不再适用, 因此, 通过电学比拟方法, 将无基底FPA的热响应特性等效为电学模型.通过该模型, 进一步分析了无基底FPA在非真空环境下的热学性能, 分析表明: 该无基底FPA具有在大气压下优良的红外成像性能, 其NETD(噪声等效温度差)值仅比真空环境下增加了数倍.     

HgCdTe focal plane arrays for dual-color mid- and long-wavelength infrared detection

Raytheon Vision Systems (RVS, Goleta, CA) in collaboration with HRL Laboratories (Malibu, CA) is contributing to the maturation and manufacturing readiness of third-generation, dual-color, HgCdTe infrared staring focal plane arrays (FPAs). This paper will highlight data from the routine growth and fabrication of 256×256 30-μm unit-cell staring FPAs that provide dual-color detection in the mid-wavelength infrared (MWIR) and long wavelength infrared (LWIR) spectral regions. The FPAs configured for MWIR/MWIR, MWIR/LWIR, and LWIR/LWIR detection are used for target identification, signature recognition, and clutter rejection in a wide variety of space and ground-based applications. Optimized triple-layer heterojunction (TLHJ) device designs and molecular beam epitaxy (MBE) growth using in-situ controls has contributed to individual bands in all dual-color FPA configurations exhibiting high operability (>99%) and both performance and FPA functionality comparable to state-of-the-art, single-color technology. The measured spectral cross talk from out-of-band radiation for either band is also typically less than 10%. An FPA architecture based on a single-mesa, single-indium bump, and sequential-mode operation leverages current single-color processes in production while also providing compatibility with existing second-generation technologies.     

非制冷红外热成像技术的发展与现状

非制冷红外焦平面技术在过去的几年内飞速发展,非制冷焦平面由原来的小规模,发展到中、大规模320×240和640×480阵列,在未来的几年内有望获得超大规模的1024×1024非制冷焦平面阵列。像素尺寸也由50μm减小到25μm,提高了焦平面的灵敏度,使非制冷红外热成像系统在军事领域得到了成功应用,部分型号已经装备于部队,并受到好评。今后,随着焦平面阵列规模的不断增大、像素尺寸的进一步减小,非制冷热成像系统在军事领域的应用将越来越广泛,尤其在轻武器瞄具、驾驶员视力增强器、手持式便携热像仪等轻武器方面,非制冷热成像系统在近年内有望逐步取代价格高、可靠性差、体积大等笨重的制冷型热成像系统。     

反射面天线焦面场采样研究与相控阵馈源设计

为了设计高性能的相控阵馈源(phased array feed,PAF),通过反射面天线焦面场最优采样的研究,给出了PAF参数与天线口径效率之间的关系,总结了PAF的最优采样范围和单元间距,导出了PAF单元数量的计算公式.给出了一个9 m天线的PAF设计实例和性能分析,在4～7 GHz频率范围内,扫描范围为±3°时,天...     

烟幕对红外热像仪遮蔽效果的定量表征

红外成像探测、侦察与制导技术在现代战争中地位显著。为定量表征发烟剂和发烟装备形成的烟幕对红外热像仪的遮蔽效果,详细论述了各种表征参数的测试过程及计算方法。消光系数和总遮蔽力均是评价烟幕遮蔽性能的特征参数,在烟幕箱实验条件下,烟幕粒子容易实现均匀分布,测得的消光系数和总遮蔽力较为准确,所以二者可作为定量表征参数,它们是实验室筛选发烟剂的依据;在野外实验条件下,烟幕粒子的运动状态受气象条件影响很大,很难直接测量消光系数和总遮蔽力,但可将透过率、有效遮蔽时间等作为烟幕对红外热像仪遮蔽效果的定量表征参数。     

赴向21世纪的非制冷热成像技术

非制冷热成像技术是一门高新技术,近年来发展特别迅速,其主要特点是体积小、质量轻、成本低、可靠性高、用途广,因而引起世界各国的高度重视,并促进了其进一步发展。文中简要介绍了非制冷热成像技术的特点和应用范围,概述了美国、英国、日本等国家的发展现状,展望了２１世纪非制冷热成像技术的发展前景。     

Performance of molecular-beam epitaxy-grown midwave infrared HgCdTe detectors on four-inch Si substrates and the impact of defects

We are continuing development of the growth of midwave infrared (MWIR) HgCdTe by molecular-beam epitaxy (MBE) on 4-in. Si substrates and the fabrication of state-of-the-art detectors and focal plane arrays (FPAs). Array formats of up to 2048 × 2048 and unit cells as small as 20 μm have been made. We regularly measure response operability values in excess of 99% on these arrays. These values typically exceed expectations, with the number of outages corresponding to as-grown defect densities four times lower than what we measure. We have investigated this operability discrepancy and now can account for it. Comparisons of measured properties were used to establish trends between defect occurrence and pixel operability. These correlations show that a combination of defect removal and low-impact defects provide the explanation. Having this knowledge will allow for better operability predictions and assist in efforts to reduce defect impact on FPA performance.