对凝视红外热成像冷反射现象的研究

冷反射现象是在红外热成像系统中制冷的探测器通过前面的光学表面反射而探测到自身的像形成的。控制冷反射是设计红外扫描系统的一个重要指标。在一些光线追迹软件中有对红外扫描系统冷反射的分析工具,却没有优化、分析凝视阵列冷反射的工具。为了控制凝视红外系统的冷反射,一般通过非均匀校正来补偿,但这只对应某一特定的状态校正。当相对于已校正状态的一些条件变化时,冷反射又会重现。通过类比于红外扫描系统,分析了凝视系统的冷反射,并用code v给出了实例。

红外凝视传感器定量仿真及模型验证

针对新一代红外凝视成像传感器,依据红外辐射能量传递和转换的物理过程,完成了对传感器各组成单元的物理效应建模.不同于以往成像模型的定性仿真,该模型实现了对系统各模块成像特性的定量描述,综合考虑了传感器的信号传递特性、空间传递特性、空间采样特性和时空噪音特性,构建了较为完善的高仿真度红外成像仿真模型.为验证仿真模型的有效性,搭建了有效性实验验证平台,获取了真实热像仪的性能曲线和输出图像.通过计算和比较仿真模型和真实热像仪性能曲线和输出图像相似程度,定量化评价了模型的仿真度,验证了仿真模型的有效性.

凝视型红外搜索跟踪系统的作用距离模型

作用距离是红外搜索跟踪(IRST)系统的核心指标之一,需要对它作专门的研究。从凝视型红外焦平面的响应度和探测目标所需的辐射功率出发,修改了凝视型焦平面响应度的公式,对目标成像的特性进行了新的分析,并讨论了系统各部分对作用距离的影响,建立了凝视型IRST系统作用距离的数学模型,为系统设计和性能评估提供了理论依据。

凝视型红外搜索跟踪系统作用距离模型中参数值的确定

凝视型红外搜索跟踪(IRST)系统作用距离模型中参数值的确定是非常困难的。通过理论分析和工程实践,提出了目标辐射亮度、背景辐射亮度、凝视型焦平面阵列的灵敏度、SNR等参数的确定方法。

凝视型红外搜索跟踪系统探测能力的分析

探测能力的强弱是广大凝视型红外搜索跟踪系统设计者和使用者一直关心的问题。对作用距离数学模型中影响探测能力的主要因素如目标、光学系统口径等进行了分析,还讨论了模型中未曾提到的一些因素,如路径辐射、光谱匹配等对探测能力影响的方式、程度。分析结果为增强凝视型红外搜索跟踪系统的探测能力提供了理论依据。

红外凝视成像几何扭曲效应建模和仿真

为了增加红外凝视焦平面阵列系统成像仿真的置信度,对系统中的成像几何扭曲效应进行了产生机理分析,从二维图像像素角度出发,在空域通过寻求各阵列元对应像素点的径向畸变量建立成像扭曲模型,并利用反演解析的方法对畸变图像中的像素灰度值进行估算,实验仿真结果表明,几何扭曲效应的存在严重影响了系统的成像效果,几何扭曲效应的建模仿真对后续的系统性能评估和算法研究至关重要。

凝视焦平面探测器的空间采样效应建模仿真

为了增加红外凝视焦平面阵列探测器成像仿真的置信度,对探测器所存在的空间采样效应产生机理进行了分析,并且从空间域角度对其进行了建模,借助于基于图像像素处理的方法进行实验仿真;为了客观地评价空间采样效应对探测器成像质量的影响,定义了图像的负指数型平滑度,实验结果表明,叠加空间采样效应后探测器输出图像的平滑度减小了11.7%,图像局部波动变大,从而验证了红外探测器成像仿真中空间采样效应考虑的必要性。

新型半导体器件的发展:碲镉汞焦平面阵列

本文从比较简单的探测器线性扫描阵列到延时和积分的探测器二维扫描阵列以及二维凝视阵列的军事技术要求的发展过程作了论述。我们对一种能满足大多数军事技术要求的探测器材料(即碲镉汞)引起重视的过程进行评述。阐述各种材料的生长方法。这些生长技术就其分析工具和生长过程中的控制而言,都与材料的特性鉴定技术紧密连系在一起。最后,评论焦平面阵列的加工技术和探测器与焦平面上加工参数之间的关系。

休斯公司研制第三代红外凝视传感器

美国海军陆战队最新式飞机——倾斜水平旋翼“海鹰”(Osprey)飞机将装备第三代前视红外(FLIR)夜视系统。新一代 FLIR 系统为海军提供了导航能力,它不仅能够穿透云雾进行探测,还能够在恶劣的气候条件下工作。与美军目前广泛使用的第二代 FLIR 系统相比,该系统的分辨率和探测距离都高于目前美军所使用的夜视系统。

基于红外辐射特性的单波段红外图像被动测距

以单波段红外图像被动测距为研究背景,首先分析了凝视型红外探测系统的工作原理,将其工作过程分为入瞳前和入瞳后两个不同的阶段,其中第一阶段与目标距离相关,而第二阶段则决定于红外探测系统本身的传递函数,而后对图像像素灰度与入瞳处辐亮度之间的关系进行了表述;然后针对点目标与面目标的成像特点,分别计算了相应的目标与背景的入瞳处幅亮度差,得出:两者的红外辐射特性存在一致性。基于短时间内目标近似匀速运动的假设,推导了单波段红外图像被动测距方法。最后利用外场实测中长波红外图像对该算法进行了验证,并对测距结果和测距误差进行了详细分析。

电视、电视技术

TN942.2 99021152机载红外/电视成像跟踪系统关键技术研究=A keytechnology of airborne infrared/TV imagingtracking systems[刊,中]/刘华,王永年(中国航空工业总公司第613研究所.河南,洛阳(471009))∥电光与控制.—1998,(1).—43-48从目标运动的描述出发,研究了成像系统调制传递函数与相对孔径的关系,目标辐射的探测和跟踪(重点在于导弹载辐射器的特性分析,硅化铂焦平面阵列探测器机理,凝视焦平面阵列探测器的等效噪声温差).图3参4(方舟)

谐衍射/折射双波段系统设计

将谐衍射透镜成功地引入红外凝视阵列探测器双波段系统的设计中 ,使系统在 3.7～ 4 .3μm的中波红外和8.7～ 11.5 μm的长波红外波段同时较好的完成了像差校正。光学传递函数在两个波段范围内 ,在 18lp/mm时的归一化值均大于 0 .5 ,接近衍射极限。该系统具有 10 0 %冷光栏效率。设计结果表明 ,谐衍射透镜的光谱特性介于折射透镜与衍射透镜之间 ,色散大小可以控制 ,降低了对工艺水平的要求 ,使红外双波段系统结构紧凑 ,透镜组片数少、分辨率高。为红外光学设计提供了一种全新的器件。

世界各国前视红外水平述评

前视红外夜视技术的研究始于50年代末期,在60年代后期进入实用阶段。50年代末期发明碲镉汞,70年代后期实现碲镉汞热成像器通用组件化,全面地推动了80年代第一代前视红外系统的研制、生产和使用。80年代中期,热成像器的发展开始步入研制第二代焦平面阵列中、长波红外探测器阶段。90年代研制的第二代前视红外无不采用焦平面阵列并具有多种功能。1991年的海湾战争实战考验并证实前视红外作为一种主要机载夜视设备和武器精确制导火控设备在夜间对地攻击中的有效性,进一步促进了前视红外的应用和发展。

形形色色的轻武器瞄准装置——热成像瞄准镜(三)

热像仪的发展趋势 研制不需冷却的探测器 使用需致冷的热探测器,会消耗电能、增加质量和成本,同时也会使后勤供应复杂化,而采用不需冷却的热辐射探测器,可以消除这些缺点。 美国国防高级研究规划局主持多项科研计划,推动不需冷却的传感器的研究工作。美国得克萨斯仪器公司于20世纪90年代初研制出名为近程热成像瞄准镜的不需冷却的样机,用于M16步枪作试验。它采用不需冷却的焦平面阵列,探测单元由钛酸钡锶制成,这种材料随着温度的微小变化,其介电性能会急剧变化。美国霍尼韦尔公司同期也研制出了不需冷却的近程热成像瞄准镜样机。