基于信号随机涨落特征的电路噪声优化方法

低噪声电路设计是遥感领域的主要研究方向之一。由于采用信息获取电路和探测器组件分离设计,可持续发展科学卫星一号主载荷热像仪存在多路信号串扰与旁路互感干扰的问题。当前,基于传统恒定直流分析方法的电路噪声模型难以准确评估电路噪声大小,导致系统在工作时噪声性能过低。针对该问题,分析了模拟电路信号传输的涨落变化规律,提出一种基于探测器响应具备高斯分布特征的类交流分析方法,构建信号噪声模型。与传统直流分析方法相比,所提方法的噪声预测精度提升了51.42%,优化后信息获取电路噪声的性能提升了21.44%,相机噪声等效温差可达34 mK。所提出的电路噪声模型对红外探测系统性能的优化具有十分重要的意义。

偏振集成红外光电探测器研究进展与应用

偏振集成探测器具有体积小、重量轻、结构紧凑,并且无需图像配准对动态目标同时同地同源探测与识别的优势。本文主要介绍了偏振集成光电探测器单元器件、线列焦平面、面阵焦平面的研究进展,分析了光栅结构设计与仿真、亚微米偏振光栅制备、集成与测试、偏振图像数据重构等获得高消光比偏振集成探测器的关键技术,最后介绍了偏振成像针对无人机、伪装卡车、地雷、海面舰船、面部识别、无人驾驶道路识别、海面漏油检测及医疗检测等方面的典型应用。

海雾中舰船目标的偏振探测能力研究

在对海面舰船进行红外探测时,海雾作为影响大气透过率的重要因素,会降低舰船目标与海面背景的对比度。随着海雾浓度的增大,目标对比度小于探测阈值,基于传统强度信息的红外探测方法无法探测到舰船。针对上述问题,分析了海雾场景的偏振特征,提出基于海面偏振特性的背景辐射抑制方法来增强目标对比度。首先,分析不同条件下海雾的大气透过率与红外热辐射之间的关系。然后,分析海面辐射的偏振特征,建立场景偏振对比度与强度对比度的数学模型。最后,通过仿真分析不同舰船-海面温差、不同探测角度和不同探测高度下阈值透过率(τth)和偏振/强度对比度提升倍数(INC)的变化规律。仿真结果表明,随着舰船海面温差和探测角度的减小,INC逐渐增大,强度τth始终大于偏振τth,且强度τth与偏振τth的差值逐渐升高。因此,该方法对低大气透过率海雾环境中的舰船探测提供了有益的参考。

红外探测灵敏度自适应优化方法研究

对空天暗弱目标的高灵敏度连续探测是目前天基红外探测领域的重点研究方向。高速飞行器等目标由于机动性强、飞行速度快、飞行高度起伏大,其在系统入瞳处的辐射强度变化范围大;同时,飞行过程中地球背景复杂多变,系统对其连续探测的鲁棒性大幅降低。针对以上问题,综合分析了目标运动特性、背景辐射特征及其变化特点,提出了一种基于实时图像信息的积分时间、积分电容自适应寻优的探测跟踪方法。首先,根据目标典型运动速度和背景辐亮度特征,优化设计系统的积分电容和初始积分时间,对目标进行监视搜索。探测到目标后,收集目标的实际运动特征及邻域的背景辐射强度特征,根据目标运动轨迹的连续性和背景辐射变化的缓变性,自适应调整目标跟踪过程的最佳积分时间和积分电容,使目标信噪比持续保持最优,实现对目标的高灵敏度跟踪。