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红外偏振成像系统作用距离建模与分析

作　者: 周程灏
导　师: 王治乐
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 光学工程
关键词: 红外偏振成像 NETD MRTD 作用距离
分类号: TN219
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 4次
引　用: 0次
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内容摘要

近年来，红外成像技术在工业、军事和医疗等领域有广泛应用。评估红外成像系统作用距离，是完善红外成像系统的一个重要环节，它对于提升系统设计质量、减少设计成本、缩短研制周期都有重要意义。目前偏振探测已经成为一种重要的探测手段，红外偏振成像系统也成为红外成像领域研究热点之一。本文在分析了红外偏振成像的原理及系统结构的基础上，基于现有红外成像系统构建了红外偏振成像系统，并且在现有红外成像系统性能模型的基础上，对构建的红外偏振成像系统的作用距离进行建模分析。论文分析说明了红外偏振成像原理和多种成像系统的结构，并比较了当前常用系统结构的优缺点和实用性，选定一种结构作为本文研究红外偏振成像系统的基本结构，并在现有热像仪的基础上构建了红外偏振成像系统。影响作用距离的因素有很多，大体可归为三方面：目标辐射特性、大气传输特性、红外成像系统结构与性能。在分析作用距离时首先对物体的红外辐射特性进行分析和描述，用温差来表示目标和背景辐射能量差异，用偏振对比度来表示目标和背景的辐射偏振特性差异。然后对目标和背景的温差传递过程进行分析和计算，用于作用距离的估算。最后在现有红外成像系统性能评估模型的基础上，建立了红外偏振成像系统作用距离评估模型。针对点源目标以等效噪声温差(NETD)为基础建立成像系统作用距离的估算模型，针对扩展源目标以最小可分辨温差(MRTD)为基础建立系统作用距离估算模型。并以本文设计的红外偏振成像系统为例，对其普通成像和红外偏振成像时的作用距离进行了评估，并比较分析了评估结果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-17
  1.1 课题研究的目的和意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-16
    1.2.1 国外研究现状  10-14
    1.2.2 国内研究现状  14-16
  1.3 本文主要研究内容及章节安排  16-17
第2章红外偏振成像原理和方法  17-26
  2.1 红外偏振成像的作用机理  17
  2.2 红外偏振特性的描述  17-18
  2.3 红外偏振成像系统关键技术  18-19
  2.4 红外偏振成像技术方案  19-24
    2.4.1 非实时成像技术方案  19-22
    2.4.2 实时成像技术  22-24
  2.5 系统结构分析比较  24-25
  2.6 本章小结  25-26
第3章目标和背景的红外辐射特性与辐射的传输  26-36
  3.1 物体的红外辐射特性  26-31
    3.1.1 目标和背景辐射特性  26-28
    3.1.2 目标与背景的温差  28-29
    3.1.3 目标与背景的偏振特性差异  29-31
  3.2 目标和背景的温差传递模型  31-35
    3.2.1 灰体目标和背景的温差  31-32
    3.2.2 目标和背景的温差传递模型  32-33
    3.2.3 偏振片对目标和背景温差的传递模型  33-35
    3.2.4 温差的传递模型  35
  3.3 本章小结  35-36
第4章红外偏振成像系统的作用距离评价  36-48
  4.1 红外偏振成像系统性能评价模型结构  36-37
  4.2 红外成像系统的基本参数  37-40
  4.3 红外成像系统性能评价的主要参数  40-43
    4.3.1 噪声等效温差  40-42
    4.3.2 最小可分辨温差  42-43
  4.4 红外偏振成像系统作用距离的估算  43-47
    4.4.1 点目标作用距离模型  43-45
    4.4.2 扩展源目标作用距离模型  45-47
  4.5 本章小结  47-48
第5章作用距离计算示例  48-55
  5.1 红外偏振成像系统的构建  48-50
    5.1.1 红外偏振成像系统的基本结构  48
    5.1.2 红外成像系统选取  48-50
  5.2 红外成像系统作用距离  50
  5.3 红外偏振成像系统作用距离计算  50-52
  5.4 作用距离比较分析  52-54
  5.5 本章小结  54-55
结论  55-57
参考文献  57-61
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  61-63
致谢  63

红外偏振成像系统作用距离建模与分析

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