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期刊基本信息
红外与激光工程
(月刊,创刊于1972年)
主管单位:
中国航天科工集团有限公司
主办单位:
天津津航技术物理研究所
中国光学工程学会
主编:吕跃广
主要栏目
   » 红外技术及应用
   » 激光及光电子技术
   » 光学探测与成像技术
   » 光学系统设计
   » 精密光学加工
   » 微納光学
   » 太赫兹技术及应用
   » 光通信与光传感
   » 光电测量技术
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红外与激光工程  
  红外与激光工程—2013, 42 (7)   出版日期:2013-07-25
  本期栏目:激光与光电子技术 先进光学 光电器件与材料 先进光学成像技术 信息处理 红外技术及应用 光电测量 光通信与光传感 
红外技术及应用

晴空背景下地基红外告警系统作用距离

方义强, 樊祥, 程正东, 朱斌, 张发强, 施展
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1654-1659.
全文: HTML (1 KB)  PDF (332 KB)  ( 135 )
摘要 ( 10 ) 引用本文
作用距离是红外告警系统的重要参数指标,其大小由告警系统、目标和背景等的特点决定。对晴空背景下红外告警系统的作用距离进行了研究,充分考虑了大气传输和大气辐射的特点,建立了作用距离的理论计算模型,结合计算模型和典型数据,针对面目标和点目标两种情况,计算了不同目标高度和不同目标高度角时大气对作用距离的影响。结果表明:在目标飞行高度一定时,只有当目标高度角大于一定角度时目标才可能被探测,该角度随目标的飞行高度增大而减小。

飞行器尾焰红外辐射及其被动测距

路远, 冯云松, 凌永顺, 乔亚
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1660-1664.
全文: HTML (1 KB)  PDF (378 KB)  ( 135 )
摘要 ( 12 ) 引用本文
旨在研究利用飞行器的尾焰辐射对飞行器进行被动测距。导弹和飞机发动机的排气系统是飞机在3~5 μm波段的主要红外辐射源。建模计算了矩形喷管尾焰红外辐射特性,计算结果表明,不管观察方向如何,尾焰红外辐射强度色比是相同的。当辐射强度色比在大气中传输时,因为吸收和散射而被衰减,不同波长上红外辐射衰减幅度不同,辐射强度色比随着传输距离的改变而发生变化,色比包含了目标的距离信息。推导了目标尾焰色比与尾焰温度、辐射传输距离、大气消光系数之间的关系。计算了尾焰色比与尾焰温度的关系,推导出了红外三色比距离方程组,选取4.5、4.6、4.7 μm三个波长对三色被动测距进行了研究。利用测距方程组画出了测距图。结果表明,利用该方法可对尾焰进行三色测距。

弱小目标红外探测系统的杂散辐射分析

牛金星, 张涛
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1665-1668.
全文: HTML (1 KB)  PDF (373 KB)  ( 156 )
摘要 ( 17 ) 引用本文
杂散辐射是指到达红外探测系统靶面的非目标成像的辐射能量。杂散辐射经过光电器件后增加了系统的噪声,降低了系统的输出信噪比,影响到红外探测系统对目标的探测能力。为了提高红外探测系统对空间弱小目标的探测能力,分析了红外探测系统的杂散辐射来源;推导了不同地理纬度、不同时刻下的红外探测系统太阳辐射入射角计算公式;分别计算了红外探测系统的太阳辐射、天空背景、热辐射噪声等效电子数;比较了杂散辐射噪声和探测器的固有噪声,分析了红外探测系统的最小噪声极限,得出地基红外探测系统的背景噪声决定了系统的探测极限。

红外探测器非均匀性校正系统研制

朱瑞飞, 王超, 魏群, 贾宏光, 周文明
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1669-1673.
全文: HTML (1 KB)  PDF (432 KB)  ( 344 )
摘要 ( 22 ) 引用本文
分析了红外焦平面阵列(IRFPA)基于定标的非均匀性校正算法和基于场景的非均匀性校正算法的优势和不足。针对红外焦平面阵列二元非线性的非均匀性理论模型这一特点,提出了一种基于“S”曲线拟合的校正算法。利用FLIR公司的长波非制冷红外探测器进行信号采集,建立了焦平面探测元的响应模型。描述了基于FLIR长波非制冷红外探测器在FPGA平台的处理流程,并实现了“S”曲线校正算法,提高了红外图像的质量。实验表明,经过“S”曲线拟合校正处理,减弱了红外图像的条纹噪声,使IRFPA组件的非均匀性从6.45%降低至2.06%。

数字注入式仿真的红外侦察告警系统作用距离等效推算

杨淼淼, 刘连伟, 许振领, 樊宏杰, 王敏, 刘艳芳
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1674-1679.
全文: HTML (1 KB)  PDF (461 KB)  ( 121 )
摘要 ( 14 ) 引用本文
作用距离是红外侦察告警系统一项重要的性能指标,一般采用外场动态飞行试验方法进行考核。飞行试验只能获得特定气象条件下的作用距离,为评估系统在不同气象条件下的作用距离,提出基于数字图像注入式仿真实验的红外侦察告警系统作用距离等效推算方法。介绍了“电影回放式”的数字图像注入式仿真实验模式,以及用于作用距离等效推算的数字图像的生成方法,给出了仿真实验应用实例,验证了该方法的有效性和精度。

二极管非制冷红外探测器及其读出电路设计

祖秋艳, 王玮冰, 黄卓磊, 何鑫, 陈大鹏
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1680-1684.
全文: HTML (1 KB)  PDF (508 KB)  ( 120 )
摘要 ( 13 ) 引用本文
针对非制冷红外技术的低成本高性能应用,提出了基于SOI的二极管红外探测器及其读出电路的集成设计方案。阐述了二极管非制冷红外探测器的基本原理和工艺实现。对探测器的电学特性进行理论推导,得出读出电路的设计指标。采用连续时间自稳零电路结构实现探测器输出信号的低噪声低失调放大,采用级联滤波器以减弱开关非理想因素的影响,并采用片内电容采样保持,使得I/O引脚数较少,从而减小版图面积。采用spectre工具进行仿真,在CSMC 0.5 μm 2P3M CMOS工艺下实现。结果表明:读出电路性能良好,闭环增益为65.8 dB,等效输入噪声谱密度为450 nV/√Hz,等效输入失调电压100 μV以内,功耗为5 mW,能实现探测器信号的准确读出。

耐热合金涂层结构板材内部缺陷的脉冲红外热成像检测

唐庆菊, 王扬, 刘俊岩, 秦雷, 龚金龙, 齐立涛
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1685-1690.
全文: HTML (1 KB)  PDF (577 KB)  ( 139 )
摘要 ( 17 ) 引用本文
为探索脉冲红外热成像技术用于检测耐热合金涂层结构内部缺陷的方法,采用有限元仿真和实验研究相结合的方法,对含有盲孔缺陷的耐热合金涂层结构试件进行检测研究。通过有限元仿真分析脉冲热流在被测构件中的传递过程,为检测实验中采样频率和采样时间的确定提供理论依据。利用高能脉冲闪光灯作为激励源对试件进行加热,通过FLIR SC7000系列红外热像仪采集图像序列,采用FCA法、PPT法和PCA法对原始图像序列进行处理。实验结果表明,在给定检测参数下,PPT法和PCA处理后的图像信噪比显著增强,可实现耐热合金涂层结构内部缺陷的可靠检测。

红外成像制导二维斜分最大熵分割的快速实现

乔立永, 徐立新, 高敏
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1691-1699.
全文: HTML (1 KB)  PDF (663 KB)  ( 140 )
摘要 ( 16 ) 引用本文
针对红外成像制导复杂背景下低对比度红外图像的分割问题,提出了一种新的基于Kapur最大熵阈值判别式的二维斜分快速递推算法,并采用逐步逼近的粗细搜索策略,减少阈值搜索区域,在可能的阈值范围内逐点寻找最佳阈值。通过对算法的复杂度进行分析,并对实际获取的红外图像进行分割实验表明,Kapur最大熵阈值判别式更加适合于低对比度红外图像分割,提出的二维斜分快速算法所需的运行时间和存储单元均少于现有的二维直分或斜分最大熵分割快速递推算法,运行时间约为原始算法的14%,分割结果的噪点更少,边界更加细致完整,适用性更强,满足红外成像制导系统工程实用化要求。
激光与光电子技术

中波红外激光器远距离干扰红外探测器的外场实验研究

陈兆兵, 曹立华, 王兵, 庄昕宇, 陈宁, 郭如海
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1700-1705,1753.
全文: HTML (1 KB)  PDF (943 KB)  ( 156 )
摘要 ( 26 ) 引用本文
针对当前中波红外光电干扰研究中无等比例远距离实验验证的问题,以峰值功率为10 W波长为5.4 μm的中波红外激光器对某型中波红外相机进行了距离为15 km的光电干扰实验。实验中选择不同条件进行了多组实验,得到了各条件下的激光干扰图像。通过对图像的分析发现发散角为15 mrad的中波激光器在15 km的距离上对焦距为384 mm的中波红外相机系统在能见度为0.452的中等气象条件下进行干扰时,当输出功率为5.6 W时可使相机无法成像,无法提取目标,此时的功率密度为0.064 mW/m2。实验验证了以当前国内的成熟技术完全可以实现对导弹导引头在15 km以上的中波红外激光干扰。实验数据可以为后续的精确大气透过率模型及中波红外光电对抗损伤评估模型研究中参数的反演与确定提供支持。

利用TDC-GP21的高精度激光脉冲飞行时间测量技术

岱钦, 耿岳, 李业秋, 张乐, 郝永平
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1706-1709.
全文: HTML (1 KB)  PDF (588 KB)  ( 698 )
摘要 ( 20 ) 引用本文
采用微小时间间距测量芯片TDC-GP21设计实现了高精度激光脉冲测距系统。详细论述了TDC-GP21的工作流程与外围电路,研究了光信号接收与放大电路,并对跨阻放大器理论进行了详细的理论论述与分析。同时,讨论了三角波定比延时脉冲时刻鉴别法,降低了系统对激光器回波信号幅度变化的要求。经实验测试获得了厘米量级的激光脉冲测距系统。系统结构简单,可实现程度高,精度高,功耗低,体积小,可以满足高精度距离测量需求。

基于实测数据的激光高重频干扰效果数学仿真

殷瑞光, 张文攀, 刘艳芳, 王敏, 梁巍巍
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1710-1715.
全文: HTML (1 KB)  PDF (666 KB)  ( 125 )
摘要 ( 8 ) 引用本文
为了解决激光高重频干扰效果评估的问题,设计了高重频激光干扰导引头实物实验,利用实测数据建立了干扰效果模型。通过比较实验情况与数学仿真战情中导引头工作状态的区别,验证了模型的可信度。分析了光斑大小和能量分布、激光入射光线与导引头轴线夹角、导引头接收能量密度等因素对制导信号生成的影响。采用蒙特卡洛方法对激光高重频引诱干扰和扰乱干扰情况下制导炸弹进行了弹道仿真,对其落点分布进行了分析。

偏振技术在激光引信抗烟雾干扰中的应用分析

孟祥盛
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1716-1719.
全文: HTML (1 KB)  PDF (624 KB)  ( 208 )
摘要 ( 14 ) 引用本文
激光引信如何抗云、烟环境干扰一直以来为该领域的研究热点。利用人工实体目标反射与烟雾后向散射回波的偏振度差异,设计了一种基于偏振探测的激光引信。该探测系统对烟雾后向散射信号产生消光效应远大于目标探测信号,选择性的降低了引信接收烟雾后向散射信号的能力。并结合激光引信的阈值探测原理和探测概率曲线,理论计算了该偏振探测系统对烟雾的探测概率降低到原探测系统的0.4%。最后结合工程研制经验,分析了该探测系统通过系列措施,既能保证其对目标的探测,又可大幅降低对烟雾的探测概率,而有望成为本质提高激光引信抗环境干扰的新方法。

相干激光测风雷达风场测量技术

潘静岩, 邬双阳, 刘果, 董光焰, 张鹏飞, 陈静
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1720-1724.
全文: HTML (1 KB)  PDF (634 KB)  ( 262 )
摘要 ( 24 ) 引用本文
研发了一套全光纤化相干多普勒激光测风雷达设备,并已作为试验样机应用于XXX工程中。该激光测风雷达工作于人眼安全波段,系统结构设计紧凑,性能可靠,可实现远距离风速测量。首先对相干激光测风雷达风速测量精度进行了理论分析,然后采用放置于103 m高塔上的超声风向风速仪和探空气球作为雷达指标的测试工具,对激光雷达进行外场试验,验证设备的性能。经过试验结果分析,风速数据相关性达95%以上,标准差优于0.8 m/s,风向数据相关性达98.6%以上,标准差优于5°。与国外相关激光测风雷达测量精度相当,表明激光测风雷达具有优良的性能,将成为广泛应用的风场测量工具之一。

互相关法实现距离选通远距离目标的三维重建

都琳, 李迎春, 郭惠超, 范有臣
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1725-1729.
全文: HTML (1 KB)  PDF (669 KB)  ( 109 )
摘要 ( 21 ) 引用本文
针对距离选通激光主动成像二维切片图像无法提供远距离目标全面空间位置信息的问题,提出了采用阈值法截断灰度级曲线与互相关法提取距离信息相结合的算法对远距离目标进行高精度三维重建。首先,利用阈值法剔除实测灰度级曲线中零值点,从而消除对后续互相关法计算距离值的影响;然后,将每一像素点实测截断灰度级曲线与理想灰度级曲线进行互相关,利用各像素点相关峰值对应的延迟时间推算各点距离值,并结合成像系统参数计算每一像素点的三维坐标;最后,对距离1.2 km处凉亭切片图像进行处理,得到了凉亭目标的三维图像。

船舰远程尾流散射光偏振特性的蒙特卡洛模拟

秦刚, 杨郁, 张建生
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1730-1736.
全文: HTML (1 KB)  PDF (762 KB)  ( 123 )
摘要 ( 14 ) 引用本文
为了研究船舰尾流气泡幕散射光的偏振特性,利用偏振光传输的蒙特卡洛模型模拟了不同偏振态入射光经过船舰尾流时散射光偏振度的二维空间分布模式,分析了偏振度的径向分布与气泡半径、气泡散射系数和气泡幕厚度的关系。研究表明,尾流气泡幕散射光的偏振度的二维分布具有空间方位选择性,不同状态入射光的分布模式差异明显;随着气泡半径的增大,尾流气泡幕前向散射光偏振度二维分布的图像的空间方位选择特性减小;随着散射系数的增大,尾流气泡幕前向散射光的偏振度数值减小;随着气泡幕厚度的增加,尾流气泡幕前向散射光的偏振度数值减小。

基于EMD-LSSVM的多尺度混合建模方法及其应用

何星, 王宏力, 刘永志, 陆敬辉, 姜伟
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1737-1742.
全文: HTML (1 KB)  PDF (706 KB)  ( 114 )
摘要 ( 8 ) 引用本文
激光陀螺漂移时间序列具有非平稳和非线性的特点,单一预测模型难以准确跟踪其变化趋势。研究了基于经验模态分解(EMD)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的多尺度混合建模方法及在激光陀螺漂移预测中的应用。首先,利用经验模态分解将漂移时间序列分解为多个本征模式分量,在采用具有适当核函数的最小二乘支持向量机分别对这些分量进行预测后,以加权集成方式得到最终预测结果。最后,将该方法用于激光陀螺的随机漂移预测中,仿真结果表明:该方法能够准确预测激光陀螺漂移值,取得了比单一模型更好的预测效果,能够为激光陀螺的漂移补偿、故障预报和可靠性诊断提供参考。

基于超材料的连续太赫兹波透射特性研究

罗俊, 公金辉, 张新宇, 季安, 谢长生, 张天序
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1743-1747.
全文: HTML (1 KB)  PDF (704 KB)  ( 229 )
摘要 ( 20 ) 引用本文
以基于超材料的太赫兹波透射为目的,设计并制作了四种亚波长开环共振(SRR)超材料。采用连续太赫兹波作为入射激光源,实验测量了它们在1.04 ~4.25 THz波段的功率透射属性,并采用CST Studio进行仿真,结果显示这些超材料存在一个位于2.52 THz的全局透射峰和多个局部透射峰。全局透射峰与SRR阵列的微结构和图形配置等参数有关。为了寻找一个具有较高透射效率的太赫兹感应阵列,比较了四种不同超材料微结构的归一化功率透射性能和感应差别。从这些差别中找到特定图案配置的超材料器件用于太赫兹波感应具有借鉴意义。
先进光学

高变倍比全动型变焦距光学系统设计

许利峰, 张新, 蔡伟, 曲贺盟
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1748-1753.
全文: HTML (1 KB)  PDF (745 KB)  ( 129 )
摘要 ( 15 ) 引用本文
为了提高变焦距系统的变倍比、扩大系统的视场,同时简化系统的结构,采用多组全动型机械变倍补偿形式,同时对系统的前组进行复杂化设计。选取10个焦距位置进行设计计算,设计了焦距7.0~1 400.0 mm,视场0.25°~47.44°的200倍连续变焦距系统。整个系统由6组19片透镜组成,系统具有超大变倍比,大视场等特点。结果表明:多组元全动型变倍补偿形式对于实现大变倍比和简化系统结构是十分有效的。通过对设计结果以及凸轮拟合曲线分析,整个系统成像质量达到设计要求。

宽光谱、大视场小畸变望远系统设计

马洪涛, 张晓辉, 韩冰
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1754-1757.
全文: HTML (1 KB)  PDF (683 KB)  ( 149 )
摘要 ( 22 ) 引用本文
设计了一个应用于成像光谱仪的望远系统,针对成像光谱仪的特点,由前置望远镜及后置光谱仪组成。前置望远系统的参数以及成像质量对整个成像光谱仪应用显得非常重要。设计了一个谱段范围1~2.5 μm、视场为28.1°×0.3°、相对口径为1/4、焦距长度为60 mm的望远系统。系统在谱段1~2.5 μm宽谱段范围内通过玻璃的匹配校正了色差及二级光谱,畸变控制在0.2%以内,很好地保证了与后续光谱仪的对接,此设计可用于航空领域进行大视场、高分辨率成像。

基于谐衍射的红外中波/长波双波段视景仿真光学系统设计

张建忠, 杨乐, 郭帮辉, 谭向全, 王健, 孙强
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1758-1764.
全文: HTML (1 KB)  PDF (797 KB)  ( 177 )
摘要 ( 30 ) 引用本文
针对红外中波/长波双波段制导系统性能测试与评估的需求,设计了一套基于数字微镜器件的红外双波段视景仿真光学系统,包括投影镜头和照明系统。讨论了大出瞳距、大后工作距情况下红外双波段投影系统的像差特性及设计方法,采用反摄远结构和谐衍射面结合的方案,解决了由双波段、大出瞳距离和大后工作距带来的系统彗差、像散、畸变以及色差难以平衡的问题。采用柯勒式直接照明的方案,解决了斜入射情况下均匀照明的问题,提高了光能利用率并有效地控制了杂光的影响。最终仿真系统全视场角为5°,F#为2.4,出瞳距离190 mm,出瞳直径84 mm,系统畸变小于0.1%,中波时系统奈奎斯特频率36 lp/mm下各视场调制传递函数大于0.4,长波时中间频率20 lp/mm处传递函数均大于0.38;照明均匀性高于98.5%。满足红外中波/长波双波段高质量模拟仿真的需求。

两轴正交圆切口单轴柔性铰反射镜支撑结构

李海星, 丁亚林, 史磊, 宋玉龙
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1765-1769.
全文: HTML (1 KB)  PDF (803 KB)  ( 102 )
摘要 ( 17 ) 引用本文
在实际工程应用背景下,基于实际材料参数测试结果,借助有限元分析手段系统分析了切口半径r和最薄切口部位厚度t对圆切口单轴柔性铰柔度系数和等效转动半径dc的影响趋势,并归纳总结出简化的圆切口单轴柔性弯曲变形计算模型。为验证该模型的可靠性,搭建了相应的实验装置。与实测值相比,简化模型的计算误差优于10%,可满足工程应用要求。在此基础上,提出了基于圆切口单轴柔性铰链的两轴反射镜柔性支撑结构简化计算模型,该模型可大大减少经典理论模型的计算工作量,为此类反射镜柔性支撑结构的参数化设计和尺寸优化提供了参考依据。

离子束溅射参数与Ta2O5薄膜特性的关联性

刘华松, 傅翾, 王利栓, 姜玉刚, 冷健, 庄克文, 季一勤
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1770-1775.
全文: HTML (1 KB)  PDF (817 KB)  ( 122 )
摘要 ( 20 ) 引用本文
离子束溅射技术是制备Ta2O5薄膜的重要技术之一。采用正交试验设计方法,系统研究了Ta2O5薄膜的折射率、折射率非均匀性、消光系数、沉积速率和应力与工艺参数(基板温度、离子束压、离子束流和氧气流量)之间的关联性。通过使用分光光度计和椭圆偏振仪测量Ta2O5薄膜透过率光谱和反射椭偏特性,再利用全光谱反演计算的方法获得薄膜的折射率、折射率非均匀性、消光系数和物理厚度。Ta2O5薄膜的应力通过测量基底镀膜前后的表面变形量计算得到。实验结果表明:基板温度是影响Ta2O5薄膜特性的共性关键要素,其他工艺参数的选择与需求的薄膜特性相关。研究结果对于制备不同应用的Ta2O5薄膜制备工艺参数选择具有指导意义。

不同版本HITRAN数据库中红外波段上行传输透过率的计算

刘丹丹, 黄印博, 戴聪明, 魏合理, 饶瑞中
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1776-1782.
全文: HTML (1 KB)  PDF (860 KB)  ( 177 )
摘要 ( 14 ) 引用本文
为比较不同版本数据库对透过率计算精度的影响,利用逐线积分辐射传输模式,对比分析了HITRAN 2k、HITRAN 04和HITRAN 08数据库在中红外波段(2~12 μm)、四种初始高度(1、10、15、20 km)上行大气传输分子透过率的差异。结果表明,在4种初始高度上,04版本的平均绝对偏差均比2k版本小,而且在某些波段上对应的绝对偏差均较大:在1 cm-1分辨率时,仅考虑CO2吸收,04、2k版本对应的最大绝对偏差为0.338(2.696 μm)和0.394(2.749 μm);在0.1 cm-1分辨率时,考虑7种分子吸收,04、2k版本对应的最大绝对偏差达到了0.95(4.191 μm)和0.936(3.568 μm)。在计算中红外波段不同初始高度上行大气传输透过率时,采用旧版本的HITRAN数据库在某些波段会产生相当大的误差。
光电测量

圆锥扫描中波红外光学系统的参数检测

贺文俊, 付跃刚, 余锟, 王加科, 欧阳名钊
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1783-1787.
全文: HTML (1 KB)  PDF (774 KB)  ( 157 )
摘要 ( 19 ) 引用本文
介绍了圆锥扫描中波红外光学系统的参数检测的方法和基本原理,探讨了测试系统的调校方法,并针对系统装调和测试过程中成像不理想的问题,利用FRED软件进行了杂散光分析。通过分析发现,红外平行光管上的星孔基片上的高反金属膜产生的杂散光是造成弥散斑不清晰的主要原因,通过紧贴星孔外表面安装一个同心云母片抑制了该杂散光。此外,若圆锥扫描中波红外光学系统的校正镜镀膜透过率不够高,则会在红外探测器焦平面的4个角上产生规则形状的杂散光,可以在图像处理时通过软件程序算法来剔除其影响。最后进行了精度测试,测试结果表明:所研制的圆锥扫描中波红外光学系统的参数检测系统满足各项精度指标要求。

用于大动态范围厘米精度激光测距的孔径光阑自动调整技术

张冰娜, 黄庚华, 舒嵘, 王建宇
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1788-1792.
全文: HTML (1 KB)  PDF (809 KB)  ( 123 )
摘要 ( 17 ) 引用本文
在深空或空间小目标的探测中,需要利用脉冲式激光雷达测量与目标之间的距离。当距离目标由几十千米到几十米范围变化时,探测器接收到的光通量动态范围达60 dB以上。要确保在整个量程范围内信号不饱和,需要采用复合型的自动增益控制技术。除了采用电子学的自动增益方法外,提出了一种自动调整接收光学通光口径的方式,通过对直流电机驱动的电动镜头光圈调整环的逐级调整,实现各级之间2倍光通量的变化。设计并实现了光圈、焦距、聚焦均由直流电机控制的电动镜头的驱动及控制电路,并搭建光路对孔径光阑进行标定,结果表明可以分为8级,且具有很好的重复性,使得全量程范围内准确度达厘米精度测距功能的实现成为可能。

采用三角剖分算法的子孔径拼接检测技术

闫力松, 王孝坤, 罗霄, 郑立功, 张学军
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1793-1797.
全文: HTML (1 KB)  PDF (820 KB)  ( 113 )
摘要 ( 14 ) 引用本文
为了解决大口径光学平面镜的子孔径拼接检测问题,基于三角剖分算法与最小二乘拟合算法,建立了一套合理的拼接算法和数学模型,编制了拼接程序,并结合工程实例,利用φ600 mm干涉仪实现了对612 mm×180 mm圆角矩型平面镜的拼接测量。检测中,基于靶标确定子孔径间的相对位置,完成子孔径间的对准,并且基于不同的镜体位置,对拼接检测的重复性进行了多次实验验证。实验结果表明:拼接结果无“拼痕”,并且两次基于不同镜体位置计算获取的拼接面形PV与RMS的相对偏差分别为2.07%与0.52%,拼接面形是一致的,验证了检测的可靠性和准确性。

壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱测试系统设计

范贤光, 王昕, 许英杰, 李帆, 王海涛, 左勇
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1798-1803.
全文: HTML (1 KB)  PDF (844 KB)  ( 162 )
摘要 ( 19 ) 引用本文
基于壳层隔绝纳米粒子增强技术,开发了一种新型的等离激元拉曼光谱测试系统,该系统能够有效地提高被测物质的拉曼反射信号强度。壳层隔绝纳米粒子增强技术采用包裹了极薄的二氧化硅或者氧化铝壳层的单层金纳米粒子,能够产生较强的表面增强效应。整个测试系统的硬件部分主要包括双处理器(ARM和DSP)主控板、半导体激光光源、光谱仪、光纤探头和粒子施加装置;软件部分能够自动获取被测物质的拉曼谱图。这里,粒子施加装置用于自动地将壳层隔绝纳米粒子施加到被测样本中。在实验中,将测试系统用于检测食品违禁添加物三聚氰胺和孔雀石绿,以验证壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱技术。实验结果表明,该测试系统具有较高的测试灵敏度和较短的测试时间,广泛地适用于食品安全中痕量物质快速检测。

扫描镜非接触式检测系统的位置误差分析

王洋, 颜昌翔, 汪逸群, 高志良
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1804-1808.
全文: HTML (1 KB)  PDF (846 KB)  ( 106 )
摘要 ( 16 ) 引用本文
为了满足非接触式扫描镜检测系统的位置检测精度要求,分析系统各误差源对扫描镜位置检测精度的影响,制定详细的系统总体误差分配方案。分析系统的主要误差源,根据系统相关参数,利用齐次坐标转换法,建立系统引入误差量的数学模型,计算各误差源的误差传递系数;参考误差传递系数,根据加工、装调和检测水平相关数据,应用蒙特卡罗法分析计算,进行误差分配。结果表明,目前的加工、装调能力无法达到该系统的精度要求,提出了一种依据目前的检测水平进行误差分配的方法,最终应用误差补偿实现扫描镜位置检测极限误差优于2.5"。采用一字线激光器作为光源,通过0.5"莱卡经纬仪和千分表进行检测,达到系统要求的检测精度。

绝对式光电编码器动态误差采集系统

于海, 万秋华, 杨守旺, 赵长海, 卢新然
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1809-1814.
全文: HTML (1 KB)  PDF (836 KB)  ( 167 )
摘要 ( 33 ) 引用本文
在绝对式小型光电编码器动态特性检测中,为了对匀速变速转动下编码器的高速误差进行数据采集,提出了编码器误差数据准确采集方法,并设计了绝对式光电编码器动态误差采集系统。首先,通过对被测编码器输出角度数据所表达真实角度准确时刻的分析,提出了编码器误差数据的准确采集时刻是在编码器输出数据变化的边沿时刻。然后,通过对误差采集时采集数据量、采集速度及传输速度的分析,确定了以FPGA+USB设计制作硬件电路,实现编码器误差数据的全分辨率采集。最后,通过计算机软件实现对误差数据的计算、显示和打印。经过实验,系统可以高速、准确地采集到快速转动下编码器所有角度的误差数据,能够满足小型绝对式光电编码器动态特性检测的要求。系统具有采集数据高速、准确等优点。可以实现对90 r/min以下转速的16位编码器的数据采集。
光电器件与材料

两种氧化方法对InSb探测器钝化效果的研究

刘炜
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1815-1818.
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摘要 ( 17 ) 引用本文
比较了阳极氧化和Photo-CVD氧化两种钝化方式制备InSb 探测器的性能,结果表明前者反偏漏电流小,击穿电压是后者的5倍,背景光电流和零偏阻抗基本相同。C-V测试结果:前者固定表面电荷密度为2×1011 cm-2,后者为1.5×1011 cm-2。两种氧化方法制备的器件经过高温高湿老化试验后,在反偏1 V时,阳极氧化器件漏电比变化率只有Photo-CVD氧化器件的50%,二者背景光电流均有增加,可能与器件光敏面扩大有关。阳极氧化钝化方法,工艺过程易于控制,钝化效果一致性较好,器件的界面状态更加稳定。

采用多像素光子计数器的探测率与虚警率

张国青, 刘丽娜, 朱长军
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1819-1824.
全文: HTML (1 KB)  PDF (841 KB)  ( 123 )
摘要 ( 29 ) 引用本文
为了完善多像素光子计数器(MPPC)在激光测距和激光雷达等方面应用的理论基础,对MPPC作为激光测距或激光雷达光探测器的探测率与虚警率进行了系统研究,运用泊松理论提出了基于MPPC的探测率与虚警率模型,推导了相应的解析表达式,并进行了数值分析,发现了一些传统探测器不存在的有趣特性。数值结果显示,利用多像素光子计数器作为激光测距的光接收器时,即使不使用门控(选通)技术,仅仅依靠等效光电子数探测阈值调节技术就可以达到实际应用中激光测距的系统要求。其灵敏度可达到光子量级,并能进行光子数分辨。该模型和结果对于促进MPPC在激光测距和激光雷达方面的应用,实现高灵敏度快速探测有一定的理论和实用价值。

小型光电编码器的高分辨力细分技术

冯英翘, 万秋华, 孙莹, 赵长海, 杨守旺
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1825-1829.
全文: HTML (1 KB)  PDF (838 KB)  ( 127 )
摘要 ( 11 ) 引用本文
为了实现在不增加体积和重量的前提下提高小型光电编码器分辨力和细分精度,对光电编码器高分辨力细分技术进行了研究。首先,分析了影响小型光电编码器分辨力及细分精度的主要因素;其次,利用ADμC841单片机对A/D转换的增益误差和失调误差进行修正;最后,优化电子学细分算法,设计出小型光电编码器高分辨力的信号处理电路。实验结果表明,该设计可以实现编码器精码信号的1 024细分,细分周期误差的峰峰值由163"减小到70";将外径为Φ40 mm的小型光电编码器分辨力提高4倍至4.98",精度提高至σ<30"。设计的编码器细分方法,电路结构简单、细分数高,可应用于对体积和重量有严格要求的绝对式和增量式光电编码器中。

位标器干扰力矩的分析与自适应补偿

周桃品, 李友年
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1830-1834.
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摘要 ( 21 ) 引用本文
干扰力矩做为影响导引头隔离度的重要参数,对制导系统产生了重要影响,在快响应制导系统设计中,要求尽可能降低干扰力矩的影响。针对干扰力矩的非线性、非定常特性,位标器稳定平台建模误差以及制导回路约束,提出干扰力矩自适应补偿控制方法。设计思路为:由制导精度分析,得到隔离度的频带约束;通过状态滤波及制导指令中引入非破坏性抖动信号,估计干扰力矩的主导项:滚动摩擦力矩;然后,运用带通滤波、状态反馈方法补偿非期望的干扰力矩。仿真结果表明:在参数摄动条件下,滚动摩擦力矩系数估值精度、快速性满足要求;提出的自适应补偿设计方法更贴近工程实际,能够用于解决寄生耦合影响严重的问题。

脉冲方波驱动强化热电制冷的瞬态特性

毛佳妮, 陈焕新, 杨亚新, 王小龙, 张恩泉
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1835-1841.
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摘要 ( 19 ) 引用本文
采用有限差分法对脉冲电压驱动下的瞬态热电效应及其动态特性过程进行了理论分析,探索了非稳态工况下帕尔帖效应、焦耳热效应与傅里叶导热效应之间的耦合关系及其关键制约因素对制冷性能的影响规律,进而探讨了脉冲驱动强化热电制冷性能的作用机理。分析结果得到,在合理电压域值内采用主动控制方法,对热电模块周期性施加数倍于稳态工况理想电压的脉冲突变电压,有益于充分利用帕尔贴制冷效应而推迟出现以焦耳热和傅里叶热耗散形式为主的内部热积聚对热电模块冷端引起的负效应,并能瞬态实现冷端面的制冷强化作用和最大程度实现输入电能的有效转换。该结论不仅为进一步提出脉冲驱动模式的优化控制策略提供了理论依据,也为瞬态热电制冷效应的应用开辟了一条新思路。

通用的全帧型面阵CCD时序发生器设计方法

任航
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1842-1847.
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摘要 ( 22 ) 引用本文
介绍了面阵CCD485的内部结构、工作模式,并给出了其基本驱动电路设计。然后通过对面CCD485驱动时序图的分析,分析了全帧型大面阵CCD 的正常工作、快速擦除、图像窗口输出和像元合并的驱动时序,提出了一种基于时序细分和有限状态机的通用型全帧型面阵CCD驱动时序发生器设计方法。该方法通过对CCD 驱动时序进行分组,将每一组时序的波形划分为若干个基本输出状态,这样CCD 各个工作阶段所需的驱动时序都可以由各基本状态组合出来,使用摩尔型有限状态机来描述,将时序驱动器进行了模块化设计。给出了各个模块的具体设计,使时序发生器的设计过程更加简单,最后采用Xilinx公司的Virtex-ⅡPro系列FPGA-XC2VP20、ISE软件平台,设计了CCD驱动时序发生器,并进行了波形仿真分析。输出信号完全满足485芯片的驱动时序要求,证明了该设计方法的有效性。

单DMD彩色视频显示系统的颜色控制

徐正平, 沈宏海, 黄厚田, 姚园, 孙超, 许永森
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1848-1852.
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摘要 ( 11 ) 引用本文
对单DMD彩色视频显示系统中的颜色控制方法及其实现进行了深入研究。在简要分析三种DMD投影系统及空间灰度调制法、时间灰度调制法优缺点的基础上,提出了一种单DMD彩色视频显示系统方案,并着重分析了基于脉冲选通灰度调制的颜色控制方法:将帧周期均分为R、G、B时间段,并将各时间段等比例划分为各个位时间段,依据相应颜色分量灰度值控制DMD微镜的状态。由于DMD接收的是视频图像各像素的位平面数据,对图像灰度值到位平面数据的格式转换进行了详细分析。最后,依据DMD工作特点,给出了DMD操作控制时序。整个方案切实可行,可为系统实现提供理论依据。
先进光学成像技术

中红外波段可调谐液晶法布里珀罗高光谱成像探测仪

付安邦, 张怀东, 张新宇, 桑红石, 季安, 谢长生
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1853-1857.
全文: HTML (1 KB)  PDF (783 KB)  ( 114 )
摘要 ( 17 ) 引用本文
提出了一种新颖的方法来研究电控可调谐液晶法布里珀罗高光谱成像探测器,该设备将用于3~5 μm波段范围内连续挑选特定波长,液晶指向失会受到加在设备电极两端的电压说产生的电场影响,基于这个理论,腔内的液晶折射率能够被电控。通过运用薄膜的矩阵传输公式,计算了感光面上的红外透过率,从而得到了透过率,外加点信号,以及挑选波长之间的关系。最重要的理论是设备将由两个法布里珀罗干涉仪紧密连接起来,分别受电控制,从而达到准确的在波段范围挑选单一波长的目的。

双谱段Offner光谱成像仪设计

周峰, 郑国宪, 李岩, 姚罡
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1858-1862.
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摘要 ( 19 ) 引用本文
相比基于平面或凹面光栅的光谱成像仪,采用凸面光栅作为分光元件的Offner光谱成像仪具有数值孔径大、无谱线弯曲、色畸变小、结构紧凑和加工装调简单等诸多优点,在各个领域获得越来越多的应用。为了满足深空探测任务对载荷高度集成化、宽光谱响应范围、轻小型化等多方面严格要求,采用Offner结构设计了一种双谱段光谱成像仪,并巧妙地利用光栅分区分光,使系统在宽谱段内具有优良的像质,且体积小、结构简单,满足了设计要求。光学系统所有反射曲面均为球面,公差较松,有利于加工和装调。对凸面光栅进行了设计,并分析了其衍射效率,该设计可以有效扩大整个系统的动态范围。

离轴三反成像光谱仪光学系统设计

张庭成, 廖志波
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1863-1865.
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摘要 ( 21 ) 引用本文
高质量的成像光谱仪光学系统必须具备大线视场、大相对口径、宽光谱成像、体积小、重量轻等优点,因此离轴全反射系统成为该领域的一个研究方向。介绍了一种基于赛德尔像差理论的大线视场、大相对口径离轴三反光学系统的设计方法。该方法通过对初级像差方程组进行约束优化,求得满足要求的初始结构参数,并在优化的过程中,不断地调整系统中各个镜子的偏心和倾斜,在保证成像质量地前提下,消除系统的遮拦。最后的设计结果表明了这种方法的有效性和可行性。

基于交叉累计剩余熵的多光谱图像配准方法

李超, 陈钱, 钱惟贤
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1866-1870.
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摘要 ( 16 ) 引用本文
针对传统互信息图像配准容易产生局部极值的问题,提出将双边滤波器和交叉累计剩余熵结合作为匹配算法,进行多光谱图像的配准。在这种配准算法中,首先针对多光谱图像特点,提出基于概率密度的双边滤波器边缘提取方法,其次采用交叉累计剩余熵代替互信息作为测度函数将参考图像与待匹配图像的边缘进行匹配。双边滤波器的特性是去噪保边,而累计剩余熵比香农熵更具一般性,且该函数可以有效地避免局部极值,去除噪声。实验证明,该方法鲁棒性好,配准效果明显。

利用图谱特征解析和反演作物叶绿素密度

张东彦, 刘良云, 黄文江, Coburn Craig, 梁栋
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1871-1881.
全文: HTML (1 KB)  PDF (1058 KB)  ( 109 )
摘要 ( 14 ) 引用本文
地面成像光谱仪可对作物个体及群体信息进行“图谱”同步解析,因此在农业定量化研究中具有巨大的应用潜力。利用可见-近红外成像光谱仪采集不同生育期玉米和大豆的冠层“图谱”数据,在逐步提取影像中光照土壤、阴影土壤、光照植被、阴影植被四种组分光谱的基础上,通过选取的敏感波段构建光谱植被指数和叶绿素密度进行波段自相关分析,探讨各个分量对作物叶绿素密度反演的影响。研究发现:当植被与土壤混合存在时,对叶绿素密度敏感的波段基本在红光与近红外波段;当植被光谱提纯后(剔除土壤光谱),对叶绿素密度敏感的波段范围增大,表现在蓝、绿波段;当阴影叶片光谱剔除后,对叶绿素密度敏感的波段表现为可见光波段增加,近红外波段减少,红边波段决定系数最高。上述变化特征在不同作物中有相同的趋势,为探索地面成像光谱仪“图谱”协同反演作物生化参数进行了有意义的探索。
光通信与光传感

无线光通信中的空时编码研究进展(一)

柯熙政, 谌娟, 邓莉君
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1882-1889.
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摘要 ( 15 ) 引用本文
MIMO技术在射频通信领域已被深入研究,使空间成为一种可以用于提高通信性能的资源。无线光通信与射频通信在调制/解调方法、信道特性诸方面有很大的差异。文中评述了国内外有关无线光MIMO技术的研究进展,对无线光MIMO的提出背景进行了详细分析,最后通过实验说明了MIMO对大气湍流的抑制效应。实验结果表明:无线光MIMO不但使空间成为一种资源,提高了无线光通信的信道容量,而且可以抑制大气湍流效应,扩大了无线光通信的应用场合。

离轴天线在卫星激光通信系统中的应用

俞建杰, 李宣娇, 谭立英, 马晶, 韩琦琦
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1890-1895.
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摘要 ( 25 ) 引用本文
现有卫星激光通信终端通常采用同轴两反天线结构,该结构存在接收视场小、发射效率低等缺点。为消除同轴两反结构存在的固有缺陷,提高卫星激光通信系统的瞄准和捕获效率,研究了利用离轴三反结构提高卫星激光通信系统的性能。首先根据基本像差理论,推导得到离轴三反光学结构的初始结构方程。利用离轴结构具有更多设计参量的优势,对离轴三反结构进行优化设计,给出了设计实例。计算机仿真得到的光学传递函数、点列图、衍射包围圆能量和波前误差等均表明:离轴三反结构与同轴两反结构相比,具有更加优异的性能,能够满足卫星激光通信系统不断提升的性能要求。

基于Lissajous图形的光纤分布式扰动传感器定位方法

梁生, 盛新志, 娄淑琴, 陈京惠, 董宏辉
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1896-1901.
全文: HTML (1 KB)  PDF (982 KB)  ( 135 )
摘要 ( 23 ) 引用本文
研究了一种基于Lissajous图形的光纤分布式扰动传感器定位方法。光纤分布式扰动传感器基于Mach-Zehnder干涉仪,通过两路输出信号的时延得到扰动定位。在两路输出信号的Lissajous图形中构造拟合椭圆,基于实验数据的仿真研究表明:通过椭圆半短轴长可以得到时延,实现定位。对该方法进行了仿真和实验研究,在无需噪声抑制的条件下定位精度较高:在信噪比为-6~7 dB范围,最大定位误差为207 m;多次测量中,最大误差为94 m。研究结论可以为光纤分布式扰动传感器定位方法提供新的技术参考。

基于四象序列的最大熵原则的光轴对准方法

魏枫林, 母一宁, 尚瑞瑞, 刘泉
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1902-1906.
全文: HTML (1 KB)  PDF (931 KB)  ( 135 )
摘要 ( 9 ) 引用本文
四象限探测器目前被广泛应用于空间激光通信中的对准过程,但由于大气湍流的不良影响,激光穿越大气在接收系统成像的时候,光斑产生形变以及破碎等不良影响,这严重地限制了四象限器件的对准精度。由于四象限探测自身所能提供的光斑信息较为单一,相较于CCD器件,其处理自由度较小。在分析研究基于CCD的序列光斑检测方法的理论基础之上,提出了一种基于四象限探测器的光轴对准方法。通过统计某一段时间内四象限器件所输出的脱靶量值的范围,并根据其在不同象限的分布概率计算出相应象限的熵作为加权系数,对原有计算公式进行加权计算,利用象限探测器高帧频的优势弥补原本单一的信息,从而完成对大气湍流影响的抑制作用,并搭建实验平台,最终验证该算法可以显著提高四象限器件的探测精度。

采用Zernike多项式对大气湍流相位屏的仿真和验证

王奇涛, 佟首峰, 徐友会
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1907-1911.
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摘要 ( 17 ) 引用本文
采用Zernike多项式法模拟大气湍流相位屏,并使用大气相干长度和相位结构函数来验证所产生大气湍流相位屏的正确与否。仿真结果表明,Zernike多项式法产生的大气湍流相位屏在低空间频率部分与理论值研究较为相符,但在高空间频率部分的仿真结果与理论值差别较大,这是由于Zenike多项式算法本身存在一定的应用条件。此外,虽然可以通过增加Zernike多项式的阶数或者改变接收口径改变大气湍流相位屏上湍流的分布,但是却存在计算量大,计算复杂等缺点。因此,在激光通信系统的具体应用时,应该综合考虑,选择最佳的实验方案。
信息处理

预警卫星对弹道导弹主动段状态估计算法

张峰, 田康生
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1912-1922.
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摘要 ( 10 ) 引用本文
主动段运动状态估计是导弹防御中重要内容,估计得到的状态及其协方差信息可用来引导地基雷达截获目标。在预警卫星观测背景下,该问题是非线性最小二乘求解问题。建立了基于主动段净加速度模板的运动模型和预警卫星测量模型,针对预警卫星对弹道导弹主动段观测弱、先验信息掌握少问题,提出了基于Levenberg-Marquardt算法的最大似然(ML)估计方法来得到主动段状态估计及其协方差。特别地,给出了先验信息(发射时间、主动段净加速度模板)获得与否的三种具体情况,详细推导了在这三种情况下的运动状态估计及其统计特性,进一步考察了算法的适用范围。最后,对算法进行了Monte-Carlo仿真研究,仿真结果表明:三种情况下位置和速度误差都接近于CRLB限,验证了估计算法的一致性和有效性。

白天观星红外星图噪声抑制算法

魏伟, 刘恩海
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1923-1927.
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摘要 ( 10 ) 引用本文
单点噪声和条纹非均匀性噪声是白天观星红外星图中的两种典型噪声,严重影响了星图识别的后续处理。针对两种噪声产生的原因和特点,提出改进的单点噪声去噪算法,即用局部窗口遍历扫描全图检测出单点噪声,然后用全局均值进行补偿;又提出列直方图偏移校正算法去除条纹非均匀性噪声,即依据列偏移校正模型,对每列直方图相对于全局直方图的峰值位置偏移进行校正。实验结果表明:所提出的噪声抑制算法对红外星图去噪效果良好,星点目标峰值信噪比可从7.4提高到12.8,并且算法计算简单,可以在单帧时间内完成,满足星图实时预处理的应用要求。

基于估计方法的CMOS图像传感器列固定模式噪声校正方法

王华, 曹剑中, 王华伟, 郭惠楠, 赵晓冬, 刘广森
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1928-1932.
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摘要 ( 24 ) 引用本文
CMOS图像传感器的列固定模式噪声对图像质量的影响非常严重。在分析CMOS图像传感器固定模式噪声产生机理、噪声特性以及其在输出图像中的表现的基础上,提出了一种针对CMOS图像传感器中列固定模式噪声的校正方法。该方法利用CMOS图像采集系统对积分球发出的均匀平行光束进行多次采样并建模来对列固定模式噪声进行估计,然后将估计结果应用于CMOS图像硬件采集系统进行列固定模式噪声的校正,固定模式噪声的校正在FPGA中使用查找表方法实现。实验结果表明该方法可以有效消除列固定模式噪声,改善图像质量。

CCD成像系统的模拟自校图形设计

王文华, 张宇, 张柯, 任建岳
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1933-1939.
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摘要 ( 7 ) 引用本文
目前航天遥感领域CCD自校图形都是数字式的,仅能在数字链路上检测FPGA逻辑模块和图像数据传输模块,而视频AD模块一直未能实现在轨检测。提出了一种“驱动芯片+数模转换芯片”的架构,搭建了易行可靠的电路,仿照CCD视频信号格式,并与CCD信号通过电容直接耦合到视频AD输入端。选用FPGA模块来产生与CCD像素时钟同频的逻辑信号,然后输出给驱动芯片EL7156。驱动芯片的低压输出取决于FPGA控制的数模转换芯片的模拟输出,高压输出不变,从而实现灰度变化。当CCD正常工作时,FPGA模块控制模拟自校图形输出为高阻状态,对CCD工作影响微乎其微。试验结果表明:模拟自校图形能与CCD视频信号互不干扰,并可与之分时送入视频AD模块,达到检测整个CCD成像系统工作状态的目的。该电路可检测多个视频AD模块,简单易行且占用很小的PCB空间,所选芯片具有航天应用可靠性。

基于无人机的输电线路设备识别方法研究

何思远, 刘刚, 王玲, 唐延东
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1940-1944.
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摘要 ( 11 ) 引用本文
利用无人机进行输电线路巡检是近几年国内外研究的热点技术之一,其优点是在无需拉闸断电的情况下,即可对输电线路进行检测,对其故障进行判别。根据输电线路设备的特征,应用图像处理与模式识别技术,提出了一种识别绝缘子、防震锤和输电塔的方法。该方法先采用中值滤波、膨胀和腐蚀等方法对灰度化后的航拍图像进行预处理,然后提取预处理后图像的小波特征值,最后采用AP(Affinity Propagation)聚类方法对目标图像进行分类与识别。实验结果表明,所提出的方法能够有效的识别绝缘子、防震锤和输电塔等目标,具有较好的鲁棒性和准确性。

基于二维微波成像的共形天线RCS提取方法

李南京, 冯引良, 胡楚锋, 周杨, 张麟兮
红外与激光工程. 2013, 42 (7): 1945-1949.
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摘要 ( 12 ) 引用本文
二维微波成像技术是一种有效诊断雷达目标散射点强度和空间分布的手段。机载共形天线因与机体表面成为一体,常规测试手段难以确定其RCS贡献。基于二维微波成像技术,分离和提取出了装机状态下共形天线的反射率分布,通过二维空间像与二维空间谱之间的波谱变换获得了共形天线的二维空间谱信息,经过直角坐标域至极坐标域的插值获得了对应频率和角度的散射信息,再对定标球进行同样的处理,最终标定出共形天线的RCS贡献。实验结果表明了该技术的有效性。
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