象限式红外探测器部分光电参数测试研究与系统实现

象限式红外探测器部分光电参数测试研究与系统实现

管保柱[1]2004年在《象限式红外探测器部分光电参数测试研究与系统实现》文中研究指明象限式红外探测器是红外制导、红外跟踪系统中的核心部件,其性能指标直接关系到系统的工作特性。因此对探测器的参数测试极为重要。本文以象限式红外探测器参数测试系统为研究对象,系统地研究了象限式红外探测器主要参数的测量原理和方法。根据高自动化、高综合化、适用于生产线的要求,完成了参数测试系统的研制。 本系统能够完成脉冲电流灵敏度、噪声等效功率、暗电流、结电容、响应均匀性、串扰等参数的测试。系统主要由光源、光学系统、各测试单元和工控机组成。采用 GPIB总线连接专业测试仪器和工控机,并通过测试通道切换电路选择测试项目,通过工控机控制整个测试流程。其中专业测试仪器根据测试项目的要求可以选择和扩展。为完成上述 6 项参数的测试,本系统装配了数字示波器、频谱分析仪、微电流计、CV 特性测试仪、视频显微镜等。由工控机控制各测试单元完成测试,并进行数据处理。 本文首先介绍了各主要参数的测量原理,通过原理分析,根据本测试系统的精度要求,选择各参数的测试方法。提出了系统的总体设计。然后介绍了光源和光路系统,主要是激光二极管固体泵浦激光器的设计原理和调试、光路系统的设计与调试。第四章讲述硬件系统的设计与实现,分别介绍了接口总线、测试仪器和前向通道电路。第五章则介绍本系统的软件系统实现。在详述测试系统的实现方法之后,第六章和第七章做了测试结果的分析和总结。 在系统软硬件设计研制中,考虑了各环节的误差影响,采取了相应的误差控制和抗干扰措施。 该系统自动化、综合化程度高,可扩展性强。经实际运行表明,该系统运行可靠,测量准确,操作方便,达到了工程设计要求。

徐小垚[2]2006年在《四象限红外探测器入检测试系统》文中研究表明红外探测器是红外制导、红外跟踪系统中的核心部件,其性能指标直接关系到系统的工作特性。因此对探测器的参数测试极为重要。本文以象限式红外探测器参数测试系统为研究对象,系统地研究了象限式红外探测器主要参数的测量原理和方法。根据高自动化、高综合化、适用于生产线的要求,完成了参数测试系统的研制。本系统能够完成脉冲响应灵敏度、噪声等效功率、暗电流、结电容、响应均匀性、串扰等参数的测试。系统主要由光源、光学系统、各测试单元和工控机组成。由工控机控制各测试单元完成测试,并进行数据处理。本文首先介绍了各主要参数的测量原理,确定各参数的测试方法。提出了系统的总体设计。根据实际测试要求,着重就激光光源设计与调试、基于双光路的光学系统的设计与实现做了详细介绍,同时,针对温度对于暗电流这一参数的影响作了研究,并设计和制作了以半导体制冷片为核心、热敏电阻为温度传感器件的温控系统,还设计了配有温控和散热系统的探测器插座。在系统软硬件设计研制中,考虑了各环节的误差影响,采取了相应的误差控制和抗干扰措施。经实际运行表明,该系统运行可靠,测量的准确性和重复性高,操作简单,光学系统和温控系统的结构简洁易于调试、校准和维护。整体设备达到了工程设计要求,已通过验收,投入生产使用中。

乔永明[3]2015年在《伞状级联式红外预警系统关键技术研究》文中研究表明红外预警是利用目标与背景之间的红外辐射差异来获取目标信息,属于被动式测量。具有高灵敏探测、隐蔽性能好,不受目标低空飞行探测限制的优点。通过目标脱靶量测量、目标辐射特性分析、目标几何姿态判定等技术成为评估目标拦截打击效果的主要手段,是一个国家区域预警系统的重要组成部分。红外预警系统的通用跟踪平台(光电经纬仪)是一个包含垂直轴和水平轴的两轴转台。由于光电经纬仪结构形式的固有缺陷,在预警应用中存在着一些不足之处。首先,目标搜索的光学视场小,制约了目标的快速捕获性能。其次,目标跟踪存在一定的局限性,表现为单系统只能对唯一的目标进行跟踪并且目标过顶跟踪时存在盲区。此外,红外测量的帧频相对有限,机动条件下的测量精度不高。因此,无法满足一个高性能红外预警系统全时域、全空域闭合探测的需求。针对上述情况,本文将多负载伞状分布的思想与多层结构的理念有机组合,创新提出并构建一种新概念结构,这里称为“伞状级联式结构”的新型跟踪平台。旨在通过此新型跟踪平台固有的结构特点,结合红外多探测器测量、多任务模式规划、控制与信息优化处理等方面的研究,有效解决上述制约红外预警应用的瓶颈问题。论文首先阐述了新型跟踪平台的组成和工作原理,通过两层结构多模式并行操作流程的分析,揭示了采用目标动态扫描、多目标跟踪、分时曝光成像等方法实现目标全空域、全时域闭合探测的机理。针对目标过顶跟踪和机动测量时存在的问题,论文提出并重点研究了两种新的方法:第一种是基于“有差”控制策略的组合式跟踪方法。分析揭示了“有差”概念的本质与作用,根据多探测器伞状分布的特点,阐明利用多视场重迭实现目标跟踪切换的原理。该方法可以有效规避或减少目标过顶时的盲区。第二种是基于同步多图像源的平台姿态测量方法。其原理是通过建立平台姿态与视轴旋转的数学模型,结合新型跟踪平台多层结构的特点,从获取的多组同步图像参考源和空间目标指向信息中反演得到平台基座的两维姿态。详细分析了该方法的适用条件与测量精度,通过试验证明仿真结果的可信性。确定齿轮齿条式结构和液压缸驱动的新型平台俯仰跟踪机构。通过力学建模、有限元分析、模态响应分析、误差分析等方法对研究结果进行分析与仿真,定量评估新型跟踪平台的静力学特性、动态特性和定向精度。通过Solidworks建立了双层伞状负载结构的叁维模型,在Adams输入环境下进行动力学仿真,详细分析双层机构间运动耦合对控制的影响。建立了基于俯仰跟踪机构的液压控制系统数学模型,根据系统预期的动态品质要求,分别进行了PID和滑模变结构两种控制器的研究。仿真结果表明采用基于指数趋近律的滑膜变结构控制,可有效克服受控对象外部非线性扰动和控制模型参数变化对控制的影响,进一步验证了以大负载、大功率为特点的液压控制方式对快变、灵活目标的跟踪可行性。最后研究了基于千兆以太网互连分布式控制的电子学实现方法。分析与试验表明采用二级树型拓扑结构的交换式以太网络和基于嵌入式控制单元的组态方法可以有效解决本系统复杂的信号传输与处理问题。

王忆锋[4]2014年在《2013年的中国红外技术(上)》文中研究表明红外技术是一项典型的军民两用技术。2013年,国内研究人员发表了大量与红外技术相关的论文。以在军事上的应用或潜在应用为选择依据,对2013年国内学术期刊发表的与红外技术有关的699篇论文进行了归纳梳理和简要评述。这些论文内容涵盖探测器、光学系统、信号处理技术、制冷技术、红外导弹导引头、红外对抗、目标红外辐射特性、红外大气传输特性、红外场景仿真等各领域。从中可以看出近年来国内红外技术研究的发展趋势和状态。

严修齐[5]2014年在《激光与中波红外双波段光学系统设计》文中研究表明复合寻的制导是由多种模式导引方式参与不同阶段的制导,完成导弹寻的任务,既可以发回各单一模式的优点,又可以彼此取长补短,发挥性能的综合优势,是目前各军事强国重点发展的军事技术。随着科学技术的进步,各种对抗技术的发展,单一模式制依然力不从心,难以满足作战需求,多模复合制导的重要性日渐凸显。为实现导弹的精确制导,通过分析比较现存多种复合制导设计方案,本文提出了一种红外成像/主动激光雷达双模复合光学系统设计方案。主要采用被动红外成像与主动激光雷达制导相结合的模式,首先使用被动红外方式搜索视场并确认目标,然后激光雷达系统获得此目标信息进行进一步锁定并精确跟踪。整个光学系统使用同一个接收口径,结构紧凑,满足导引头小型化的要求。可以满足目标搜索阶段大视场的要求,并且满足目标的精确识别及跟踪的要求。根据系统要求,进行激光与中波红外复合制导光学系统设计,该系统红外工作波长为3μm-5μm激光工作波长为1.064μm,系统接收口径为250mm,F数为1.4,要求MTF在331p/m时大于0.4,光学透过率大于60%,使用的红外焦平面阵列像元数为640×512,像元尺寸为15μm×15μm。因为系统具有大孔径,小F数的特点,所以选择使用折反射式结构进行二次成像,并进行消热差处理。

李若夏[6]2013年在《直升机旋翼结冰非接触式探测方法的研究》文中研究表明旋翼是直升机的升力机构、操纵机构和动力机构,与直升机其它部件相比,旋翼结冰对飞行安全造成的危害最大,因此一直引起国内外学术界的重视。国外对旋翼结冰探测起步较早,在理论和实验方面都做了广泛而深入的研究,而国内则相对落后。本文在原旋翼主动式红外结冰探测系统的基础上提出了一种改进的非接触式红外结冰探测的方法,完善了原系统,旨在进一步弥补国内在这一研究领域的空白。本文首先对直升机结冰特点做了详细的介绍,将前缘冰宽度的增长率作为本文研究的重点,同时也对后流冰宽度进行了实验研究。在此基础上,本文论述了非接触式红外结冰探测的原理,并由此提出了系统方案。本文重点对该方案的硬件电路设计和DSP软件设计进行了介绍。该方案采用调制的红外光主动探测旋翼下表面,光电检测电路接收反射光信号并转化成电信号,再经过前置放大器、中间级放大器、同步积分器等信号调理环节提取出有用信号,然后进入由双门限比较器、展宽电路与DSP构成的结冰提取环节中计算出最后的结冰信息。本文还尝试提出了一种阈值自适应调制的电路完善原系统的不足。本文对红外激光源、光电探测器、电路芯片的选择、电路形式和参数的设计都做了详细的介绍。本文在DSP软件设计部分首先介绍了DSP芯片资源、片上外设资源以及CETEK-VC5509-A评估板上的资源,并通过分析这些资源设计了DSP外围电路。在此基础上,本文介绍了一种软件补偿方法。本文首先通过旋翼的静态实验说明了旋翼的挥舞与变距运动对探测系统的干扰,指明了软件补偿的必要性。然后本文再通过旋翼的动态实验证明了这种方法对克服挥舞与变距运动对系统干扰的有效性。本文在不同的模拟条件下作了多组实验,并通过大量的动态实验证明本文提出的探测系统的可行性,可以用于实际直升机旋翼结冰探测。

佚名[7]1998年在《光电子技术》文中指出TNZ 98010121一种光电混合智能决策系统ETDs的设计/申铱京,千庆姬,王航(吉林工业大学)/l光电子·激光一1997,8(4)一298~302 基于电子计算机在实现实时决策系统中遇到的难题,提出了一种光电混合的智能决策系统一一急诊决策系统(ET

佚名[8]2008年在《光电子技术与器件》文中研究表明光探测与器件TL816.52008010625基于低噪声PSD的光线偏转测量方法研究=Study of op-tical probe beam deflection measurement method based onlow noise PSD[刊,中

参考文献:

[1]. 象限式红外探测器部分光电参数测试研究与系统实现[D]. 管保柱. 华中科技大学. 2004

[2]. 四象限红外探测器入检测试系统[D]. 徐小垚. 华中科技大学. 2006

[3]. 伞状级联式红外预警系统关键技术研究[D]. 乔永明. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所). 2015

[4]. 2013年的中国红外技术(上)[J]. 王忆锋. 红外技术. 2014

[5]. 激光与中波红外双波段光学系统设计[D]. 严修齐. 长春理工大学. 2014

[6]. 直升机旋翼结冰非接触式探测方法的研究[D]. 李若夏. 华中科技大学. 2013

[7]. 光电子技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 1998

[8]. 光电子技术与器件[J]. 佚名. 中国光学与应用光学文摘. 2008

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