超长线列红外探测器杜瓦真空寿命评估方法

针对超长线列红外探测器杜瓦具有容积大、零部件种类多、材料放气源多,特别是集成式超长线列杜瓦与内充3 MPa高压氦气的直线脉管冷指封装集成等特点,基于材料解析放气及渗透理论,建立了超长线列杜瓦组件真空寿命评估模型,对分置式与集成式超长线列杜瓦的真空寿命进行了计算,其真空寿命预计值均可以达到2年。设计了一种杜瓦真空度在线监测结构对这两类杜瓦的真空度进行了实时监测,分置式及集成式杜瓦真空寿命预计值与实测值相对误差分别为5.8%和6.96%。因集成式杜瓦真空寿命估算较为困难,对其热负载通过制冷性能进行实验验证,其热负载2年后未发生明显变化。

长线列红外探测器真空密封结构设计

针对长线列碲镉汞红外焦平面探测器封装的特点,文章设计分析相对应的探测器真空密封结构。在用于封装3000元及5000元碲镉汞焦平面红外组件研制中,详细阐明了其真空密封结构的设计和工艺实现。符合航天空间应用的高可靠性真空结构,是长线列探测器组件正常工作并完成地面相关试验验证的关键。

超长线列红外探测器与制冷机耦合的柔性冷链发展现状

随着航天技术对更大视场、更高分辨率的需求,线列红外探测器规模越来越大,传统的制冷机与红外探测器单点耦合方式,已经无法满足超长线列红外探测器芯片温度均匀性的要求。结合国内外多家研究单位的设计及试验情况,对各类柔性冷链进行了对比分析,从热学性能及力学性能出发,总结了各类柔性冷链设计的特点及其适用性。

双色线列红外探测器非均匀性校正的数字化设计

文中介绍了双色线列红外探测器非均匀性校正的数字系统设计。针对双色线列红外探测器的特点,采取软硬件相结合的方法,来实现提高系统处理速率的目的。

长线列红外探测器成像电子学系统设计

长线列红外探测器电子学系统面临探测器模块多、噪声低、体积小、质量小和长寿命高可靠等诸多问题的挑战。系统总体设计中摒弃了以往备份冗余的设计方案,提出采用将成像电子学系统分成2个半视场进行电子学系统设计的方法,体积和质量减小了50%,2套电路独立运行,保证可靠性。对多模块探测器信号分组合并引出,各组信号互相独立且物理隔离,防止单模块引起的系统全部失效,同时降低通道间的电路传导耦合。基于焦面电路和信号处理电路分置式电路架构进行了高集成度、低噪声成像电路设计。利用红外成像系统推扫成像模式积分时间充裕的特点,采用了多次积分成像方法降低系统噪声。测试结果表明,成像电路不带探测器负载时,噪声1.69个最低有效位(LeastSignificantBit,LSB)(折合电压0.17mV);带探测器负载时,多次积分成像后电路噪声为3.22个LSB(折合电压0.33mV)。成像系统成像品质优异,静态调制传递函数和噪声等效温差达到要求。设计的成像电子学系统已成功完成应用验证,可为复杂大规模遥感器电子学系统设计提供借鉴和参考。

基于线列红外探测器的图像增强算法研究

针对线列红外探测器扫描成像特点,提出了一种基于平台直方图统计的红外图像增强算法。仿真结果表明,该算法能够校正扫描型热像仪由盲、闪元引起的黑白道,提高图像的对比度,修正全局灰度等级,锐化图像中的边缘细节,对扫描成像系统的红外图像具有较好的增强效果。

基于双边滤波约束的线列红外探测器恒定统计校正方法

线列红外探测器的非均匀性会导致获取的红外图像含带固定噪声,这将严重影响图像的观测识别。提出一种基于双边滤波约束的局部恒定统计校正方法。该方法在恒定统计的非均匀校正方法的基础上,根据场景特性,对响应信号采用双边滤波方法进行滤波分析,并在统计结果中加以约束限制,可有效地解决原图像的非均匀性,并且避免了恒定统计算法中的"鬼影"与拖尾等问题。实验结果表明提出的算法校正效果明显,收敛速度快,易于工程化实现,可以大幅度提高线列红外成像系统的观测质量。

线列红外无热化检测系统及其图像清晰度评价方法

分析了红外成像系统随温度变化而离焦的原理,提出一种线列红外无热化检测系统。分析了线列红外成像的特点,针对传统的SMD,TenenGrad,Laplacian等方法容易受到线列红外条纹噪声干扰的问题,结合所采用靶板的形状,提出了一种基于7个方向改进的Sobel算子的清晰度评判的方法。实验结果表明,该方法能够有效克服线列红外成像系统条纹随机噪声对清晰度评价因子带来的干扰。和传统算法对比发现,所提算法的响应曲线变化趋势明显、波动小,能够更好地满足自动调焦的单调和无偏性要求。

超长线列双波段红外焦平面探测器杜瓦封装技术研究

针对拼接型短/中波的超长线列焦平面探测器与直线脉管集成耦合的要求,分析了超长线列焦平面杜瓦封装的难点。通过对超长冷平台的温度均匀性、超长冷平台支撑结构、大体积组件杜瓦低热负载、超长线列杜瓦真空寿命等封装技术进行研究,提出了多点"S"型冷链结合导热层的三维热输出方法,设计了"桥式"两基板的超长冷平台支撑结构,解决了超长冷平台高温度均匀性、集成探测器后低应力及焦深控制、超长线列探测器杜瓦组件的环境适应性、低热负载和长真空寿命等关键技术,成功研制超长线列双波段焦平面探测器制冷组件,并通过一系列空间环境适应性试验验证,试验前后组件性能未发生明显变化,满足工程化应用的要求。

红外长线列探测器位置错位校正方法

红外长线列探测器在扫描成像系统中正得到越来越多的广泛应用,相应的遥感图像预处理工作的重要性也日渐突出,红外长线列探测器位置校正是遥感图像预处理的重要组成部分,对其方法的研究有着重要的实用价值。针对多元红外长线列探测器模块内像元错位和模块间位置错位,提出并用FPGA实现了一种红外长线列探测器位置错位实时校正方法。实验结果表明该方法效果良好,可以有效的消除图像错位畸变,提高图像质量。

可对信号再处理的拼接红外探测器封装电学设计

随着线列型红外探测器技术的发展,对超大视场扫描的需求是线列型红外测器应用的重要方向,超大视场扫描通常需要由多片线列型红外探测器拼接完成,而拼接设计的核心主要是封装结构设计。如何将探测器信号完整的引出到封装体外,就是封装结构设计中电学设计需要做的工作。文章介绍了一种线列型红外探测器拼接结构的封装电学设计,首先介绍该拼接结构的拼接方式,然后介绍为满足该种结构的电学结构设计方案,尤其是对信号二次处理部分的电学结构设计方案,最后介绍针对该种电学结构方案进行的电学布线设计方案。

基于CPLD的红外焦平面阵列驱动电路的设计

红外焦平面阵列是新型的红外探测器,为了使其达到理想的工作状态,需要提供时钟驱动脉冲和偏置电压。传统的方法是通过重写EEPROM等方式来改写驱动脉冲信号。设计了一种使用CPLD的红外焦平面探测器时钟驱动电路,其电路结构简单,具有较强的器件驱动能力,可实现CMOS TDI 288×4红外焦平面阵列和其他超长线列焦平面阵列的驱动,提供可调偏置电压,为红外焦平面阵列的性能调试提供方便。

焦平面冷反射像在红外成像检测中的应用

利用光路可逆原理,实现了某型线列红外成像装置探测器焦平面冷反射成像,在深入分析盲元替代后焦平面冷反射像的视频图像特性的基础上,提出了利用该特性进行盲元设置检测和光轴重合度检测的方法。