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2012年 第2期

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系统与设计
红外系统噪声等效温差机理分析与实例计算
曾戈虹
2012, 34(2): 63-67. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.001
摘要 PDF免费下载(29)
摘要:
对红外系统噪声等效温差的物理机理进行了剖析.根据目标辐射源性、系统光学镜头、红外探测器、电子学信号处理特性,对红外系统等效温差随响应波段宽度、辐射源温度、红外探测器面积、探测器积分时间等因素的变化规律进行了实例计算,并对计算结果的内在机理进行分析与讨论,为从事红外系统设计和测试的研究人员及工程技术人员提供优化设的理论依据和实例系统的分析方法.
用于便携式热像仪的OMAP双核处理器触摸显示接口设计
李飞, 徐超, 金伟其, 许文斌
2012, 34(2): 68-72. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.002
摘要 PDF免费下载(7)
摘要:
便携式热像仪的触摸屏显示和操作模式是当前发展的重要方向之一.基于OMAP3530双核处理器,研制了一种带触摸屏的液晶显示接口设计的便携式热像仪,给出了处理器显示接口DSS (Display Subsystem)与触摸显示屏的接口硬件设计并完成了相应的驱动软件设计.通过对DSS中图像通道和输出路径的配置,实现触摸液晶屏作为显示和操控接口以显示处理后的红外图像和提供更直观、方便的操控输入.接口设计简便、实用,且能进行灵活的自定制,在手持、车载夜视等领域具有广阔的应用前景.
地球同步轨道随动可展开异形遮光罩技术研究
蒋范明, 陈凡胜
2012, 34(2): 73-77. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.003
摘要 PDF免费下载(12)
摘要:
对于地球同步轨道空间遥感器的成像系统,太阳入侵引起的杂散光和热流量问题是影响系统成像质量的重要因素.目前,解决这个问题的一个有效办法是在通光口径处安装一个外遮光罩.对于未来大口径高分辨率成像系统,其遮光罩尺寸受到了火箭整流罩空间包络的限制.针对地球同步轨道遥感器的高分辨率大口径成像系统,研究了一种随动可展开的异形遮光罩技术,提出一种收缩发射、在轨展开的设计方案,可以优化遮光罩与卫星的空间接口关系；同时,随动技术可以让遮光罩具备相对于太阳入射角度的转动功能,对日形成遮蔽,更加有效地解决太阳引起的杂散光和热流量问题.
材料与器件
有机紫外半导体PMTC的制备及理论计算研究
唐利斌, 姬荣斌, 刘树平, 冯鸣, 张筱丹, 宋立媛, 王忆锋, 陈雪梅, 马钰
2012, 34(2): 78-83,88. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.004
摘要 PDF免费下载(9)
摘要:
进行了有机紫外半导体N-[5-甲基-1,3,4-噻二唑-2-取代]二硫代氨基甲酸钾(PMTC)的制备及FT-IR、Raman、UV-Vis及PL光谱实验表征.对实验测试FT-IR及Raman光谱的振动峰进行了归属,Raman光谱测试发现S-K在152cm-1有v(S-K-S)伸缩振动.UV-Vis实验光谱表明PMTC在200～350nm波段有紫外吸收,PL实验光谱表明PMTC在340～400nm波段有明显的紫外发光峰,峰值波长为373 nm,PL谱相对于吸收光谱有Stokes频移.采用密度泛函理论(DFT)方法对PMTC进行了B3 LYP/6-31G水平上的分子结构优化、UV-Vis光谱、分子前线轨道、分子电子密度、Mulliken电荷等理论计算.理论研究结果表明:PMTC在UV-Vis波段有三个电子跃迁吸收.前线轨道计算表明PMTC的HOMO的电子主要分布在与K原子相连的两个S原子上,而LUMO轨道的电子主要集中在K原子上,PMTC吸收光子后,产生电子由HOMO至LUMO跃迁的实质是电子由配体(主要是配位S原子)向金属原子K的转移.
中波凝视红外焦平面探测器性能参数的提取
段东, 苏晓峰, 黄思婕, 董玉翠
2012, 34(2): 84-88. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.005
摘要 PDF免费下载(14)
摘要:
320×320中波凝视红外焦平面碲镉汞探测器是我所自行研制的器件,是红外相机的关键部件.红外焦平面性能参数的测试评价是红外探测器发展中的关键技术之一.针对这一情况进行探测器特性评价,定量化获取其性能参数的精确值显得尤为重要,如探测器的暗电流、响应线性度和非均匀性等.详细叙述了各个性能参数测试的方法,通过处理标准实验条件下得到的实验数据算出探测器各个参数的精确值.
一种与CMOS工艺兼容的热电堆红外探测器
赵利俊, 欧文, 闫建华, 明安杰, 袁烽, 夏燕
2012, 34(2): 89-94. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.006
摘要 PDF免费下载(24)
摘要:
报道了一种与CMOS工艺兼容的微机械热电堆红外探测器.提出了具有一对热电偶的两层悬浮结构,其占空因子达到80％以上,并采用P/N多晶硅作为热电偶材料,黑硅作为吸收层材料.给出了器件的工作原理,对性能优化与制作的工艺流程进行了分析,结合所选材料的基本参数,得到了优化后的结构尺寸.通过理论计算,可以获得响应率大于1000 V/W,探测率大于1×108 cmHz1/2W-1,时间常数小于40 ms,噪声等效温差小于30 mK的性能优良的热电堆红外探测器.该器件的吸收层位于结构中的顶层,金属布线位于底层,便于与后续电路集成.单元大小为25 μm×25 μm,有利于制作非制冷红外焦平面阵列.
新型电流镜积分红外量子阱探测器读出电路的设计分析
康冰心, 李煜, 白丕绩, 刘会平, 王博
2012, 34(2): 95-98. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.007
摘要 PDF免费下载(5)
摘要:
设计了一种偏压可调电流镜积分(Current Mirroring Integration,CMI)红外量子阱探测器焦平面CMOS读出电路.该电路适应根据偏压调节响应波段的量子阱探测器,其中探测器偏压从0.61 V到1.55V范围内可调.由于CMI的电流反馈结构,使得输入阻抗接近0,注入效率达0.99;且积分电容可放在单元电路外,从而可以在一定的单元面积下,增大积分电容,提高了电荷处理能力和动态范围；为提高读出电路的性能,电路加入撇除( Skimming)方式的暗电流抑制电路.采用特许半导体(Chartered) 0.35μm标准CMOS工艺对所设计的电路(16×1阵列)进行流片,测试结果表明:在电源电压为3.3V,积分电容为1.25 pF时,电荷处理能力达到1.3×107个电子；输出摆幅达到1.76 V;功耗为25mW;动态范围为75dB；测试结果显示CMI可应用于高性能FPA.
图像处理与仿真
移动机器人非结构场景图像边缘检测算法
王溪筠
2012, 34(2): 99-102. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.008
摘要 PDF免费下载(6)
摘要:
针对非结构场景没有规则形状,传统算法不易识别以及红外图像对比度低很难区分灰度值相近的道路、水、天等目标的难点,提出了一种新的改进蚁群算法；新算法针对复杂背景图像的微弱边缘检测问题,围绕现有蚁群算法的关键步骤,从两个方面对其进行了改进,一是对信息素的表达式进行了改进,二是改进了启发信息值的计算方法；通过实例对新算法进行了验证,结果表明,新算法具有边缘检测位置准确、连续性好且干扰少的优点.
图像处理与仿
长波红外偏振图像及其误偏振信息分析
徐参军, 赵劲松, 潘顺臣, 蔡毅
2012, 34(2): 103-108. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.009
摘要 PDF免费下载(9)
摘要:
给出了长波红外偏振图像融合的结果,对融合的偏振图像进行了定性分析和定量评价.研究表明,偏振图像的融合方法有多种,能产生多种图像融合结果.融合后的长波红外偏振图像凸显了目标的形状,细节更加清楚,边缘更突出,立体感更强.与原始红外图像比较,长波红外偏振图像灰度均值提高168％、灰度标准差提高194％,梯度提高468％.处理后的偏振图像和原始的红外图像比较说明了长波红外偏振成像能明显提高目标和背景之间的对比度,更加有利于目标的识别.和中波红外偏振图像相比,给出了长波红外偏振图像误偏振信息的来源,这些误偏振信息在后续的偏振信息处理中是要消除的,说明了中波红外偏振成像的效果好.
红外偏振与红外光强图像的伪彩色融合研究
李伟伟, 杨风暴, 蔺素珍, 贺栋
2012, 34(2): 109-113. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.010
摘要 PDF免费下载(6)
摘要:
针对RGB和lαβ间转换过程复杂,运算速度慢,不便于用灰度融合图像直接代替亮度分量的问题,提出了一种基于YCαCβ空间的伪彩色融合方法.该方法首先对源图像进行基于特征差异的颜色映射,所得RGB图像通过YCαCβ变换提取亮度分量Y;然后采用新的融合规则对红偏振与光强图像进行了支持度融合,其中低频和高频分别采用目标背景分割和区域方差最大的融合规则；最后用融合结果代替亮度分量,再与Cα,Cβ分量进行YCaCβ逆变换,得到伪彩色图像.实验结果表明,与文献[8]方法比较局部方差提高21.5％、对比度提高1.15％、清晰度提高6.05％、运算速度提高30.5％,证明了本文算法的可行性和有效性.
制冷技术
斯特林制冷机的电磁兼容性问题研究
郑新波, 潘鸣, 裴云天
2012, 34(2): 114-117. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.011
摘要 PDF免费下载(17)
摘要:
斯特林制冷机的电磁兼容性问题是导致红外凝视相机探测性能下降的一个重要原因.对斯特林制冷机的电磁干扰进行研究,在此基础上进行了电磁兼容性设计,减小了电磁辐射干扰,提高了凝视相机的探测性能,对于红外探测器意义重大.通过制冷机改进之后的图像信噪比验证了设计的成功.
综述与评论
空间、近空间网络化体系探测时间敏感目标的工作方式研究
王险峰
2012, 34(2): 118-122. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.02.012
摘要 PDF免费下载(6)
摘要:
时间敏感目标(TCT:Time—critical Target)是各类任务中需要重点关注的对象,空间、近空间探测系统对时间敏感目标实施探测和跟踪具有独特的优势,但其过程也是一个复杂的闭环控制过程.在借鉴外军C2Cnet探测方式的基础上,理顺步骤和层次,提出并描述了空间、近空间探测系统的工作方式,研究成果对天基探测系统规划和建设具有参考价值.

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