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空间环境中红外成像传感器成像质量仿真研究

作　者: 但旦
导　师: 张建奇
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 红外成像传感器空间环境成像质量仿真
分类号: TP212.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以空间环境中的星载红外成像传感器为研究对象,针对空间环境中典型因素对红外成像传感器成像的影响,开展对红外成像传感器成像质量的仿真研究。这些典型因素包括两部分:一是星载红外成像传感器平台运行的外部环境因素,包括空间高能粒子辐射和空间温度;二是星载红外成像传感器平台运动产生的振动因素,包括高频振动、低频振动和随机抖动。在分析空间环境的基础上,阐述了空间高能粒子辐射、空间温度对传感器成像的作用机理,建立了上述两种因素作用下系统调制传递函数(MTF)的数学模型,对不同能量和流量的高能粒子作用下的成像效果图进行了仿真,讨论了传感器在轨道运行中“正对”太阳、“背对”太阳和太阳粒子爆发时高能粒子作用下的成像仿真效果图;在分析了星载红外成像传感器平台振动的基础上,基于刀口法(线扩展函数)推导了光学系统轴向振动下的系统调制传递函数(MTF)表达式,根据高频振动、低频振动和随机抖动的不同振动方程,建立了三种振动形式下的系统调制传递函数(MTF)数学模型。从振幅、频率、曝光时刻、均方值角位移等因素考虑,仿真实现了三种振动形式下的成像效果图。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 研究背景及重要意义  7-8
  1.2 国内外发展状况  8-11
  1.3 本文的研究内容  11-13
    1.3.1 课题来源  11
    1.3.2 研究内容  11
    1.3.3 内容结构  11-12
    1.3.4 本文特色  12-13
第二章空间传感器成像系统模型简述  13-25
  2.1 传感器成像系统的组成  13-15
    2.1.1 光学系统  13-14
    2.1.2 探测器  14
    2.1.3 信号处理电路  14-15
  2.2 传感器成像系统仿真模型  15-25
第三章空间外部环境因素对成像质量的作用特性研究.  25-41
  3.1 空间辐射环境对成像质量的影响  25-34
    3.1.1 空间辐射环境分析  25-28
    3.1.2 空间辐射对传感器的影响机理  28
    3.1.3 空间辐射对 MTF 的影响  28-30
    3.1.4 空间辐射对传感器的影响结果分析  30-34
  3.2 空间温度、轨道高度以及压力环境对成像质量的影响  34-39
    3.2.1 空间温度变化引起的离焦  34
    3.2.2 在轨高度引起的离焦  34-35
    3.2.3 压力变化引起的离焦  35
    3.2.4 透镜材料膨胀引起的离焦  35-36
    3.2.5 离焦对传感器 MTF 的影响  36
    3.2.6 空间温度、轨道高度以及压力等对传感器的影响结果分析  36-39
  3.3 本章小结  39-41
第四章星载红外成像传感器平台振动对成像质量的作用特性研究  41-51
  4.1 星载红外成像传感器平台振动的形式  41-43
  4.2 高频振动  43-45
  4.3 低频振动  45-48
  4.4 随机抖动  48-50
  4.5 本章小结  50-51
第五章空间环境传感器成像仿真软件简述  51-55
  5.1 仿真软件概述  51
  5.2 仿真软件简介  51-53
  5.3 空间环境作用仿真模型简介  53
  5.4 本章小结  53-55
第六章结论  55-57
致谢  57-59
参考文献  59-63
研究成果  63-64

空间环境中红外成像传感器成像质量仿真研究

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