当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

红外高灵敏度成像光学系统合成孔径技术研究

发布时间:2018-05-11 20:14

  本文选题:合成孔径 + 红外 ; 参考:《中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)》2015年硕士论文


【摘要】:光学系统的分辨能力与其口径成正比,而系统口径受到体积、质量及加工成本的限制。合成孔径系统是采用了多个子孔径来获得相当于大口径系统的分辨能力的光学系统,其相对单口径光学系统有质量更轻,加工成本更低等优点。此外,对于空间光学系统,大孔径光学系统的发射成本很高,而使用质量轻且可折叠的合成孔径系统可以有效降低发射成本,因此合成孔径系统在空间成像应用中有广阔的前景。本文调研了国内外合成孔径光学系统的发展现状,研究了迈克尔逊式和菲索式两种合成孔径光学系统的成像原理,论述了这两种合成孔径系统在频域覆盖、保证子孔径间共相、恢复目标像等方面的关键技术,并分析了两者的区别和适合的应用领域。针对对地观测系统的特点,设计了一个推扫成像的菲索式红外合成孔径光学系统。该系统工作波段为8~10μm,通过两个子孔径合成将系统在沿轨方向的分辨能力,在穿轨方向则通过亚像元算法提升成像质量。本系统是基于卡塞格林结构的折反射式光学系统,该系统采用双孔径结构提升了系统的成像质量,通过软件仿真分析了系统的加工和装配容差,并给出了检测装调方案。在红外光学系统中,零件自身的热辐射到达探测器会降低的信噪比,为需要降低工作温度来对其进行抑制,通过软件分析不同温度下系统中各光机部件自身热辐射到达像面的辐照度,得到为保证系统信噪比需要达到的仪器工作温度。计算了在低温下透射材料折射率的改变、各光学零件的面型变化以及元件间间隔的变化,并仿真了变化后系统的成像质量。设计结果及分析表明,该系统光路结构合理,性能满足设计要求,双子孔径结构和亚像元等方法的结合有助于在保证系统分辨能力的同时降低系统的重量和加工难度。通过本课题研究,对提高推扫成像系统的空间分辨率的技术途径进行了有益的探索。
[Abstract]:The resolution of optical system is proportional to its aperture, and the aperture of optical system is limited by volume, quality and processing cost. Synthetic aperture system (SAR) is an optical system which uses multiple sub-apertures to obtain the resolution of large aperture system. Compared with single aperture optical system, synthetic aperture system has the advantages of lighter quality and lower processing cost. In addition, for space optical systems, large aperture optical systems have high emission costs, while the use of lightweight and foldable synthetic aperture systems can effectively reduce launch costs. Therefore, synthetic aperture system has a broad prospect in space imaging applications. In this paper, the development of synthetic aperture optical systems at home and abroad is investigated. The imaging principles of Michelson and Fisso synthetic aperture optical systems are studied, and the coverage of these two synthetic aperture systems in frequency domain is discussed. The key technologies of target image restoration are analyzed, and the difference between them and the suitable application fields are analyzed. According to the characteristics of Earth observation system, a Fresso infrared synthetic aperture optical system for push-scan imaging is designed. The operating band of the system is 8 ~ 10 渭 m. The resolution of the system along the orbit direction is improved by two sub-aperture synthesis, and the imaging quality is improved by the sub-pixel algorithm in the transorbital direction. This system is a refraction optical system based on Cassegrain structure. The system adopts double aperture structure to improve the imaging quality of the system. The machining and assembly tolerance of the system is analyzed by software simulation, and the detection and adjustment scheme is given. In an infrared optical system, the thermal radiation of the parts themselves will reduce the signal-to-noise ratio (SNR) of the detector, so it is necessary to reduce the working temperature to suppress it. By analyzing the irradiance of the components of the optical machinery at different temperature to the image plane, the working temperature of the instrument is obtained to ensure the signal-to-noise ratio of the system. The change of refractive index of transmission material, the surface shape of each optical part and the interval between components are calculated at low temperature, and the imaging quality of the system is simulated. The results of design and analysis show that the optical structure of the system is reasonable and the performance of the system meets the design requirements. The combination of the double sub-aperture structure and sub-pixel is helpful to reduce the system weight and processing difficulty while ensuring the system resolution. Through the research of this subject, a useful exploration is made to improve the spatial resolution of the push-scan imaging system.
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN219

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 方舟 ,严寒 ,小平;光学系统与检测[J];光机电信息;2002年09期

2 赵承良;陆璇辉;;高阶贝塞尔-高斯光束通过一阶失调光学系统的传输[J];激光与红外;2006年01期

3 岑兆丰;李晓彤;;光学系统温度效应分析和无热化设计[J];激光与光电子学进展;2009年02期

4 Frederick P.Colarasso ,冯生荣;一种小巧的四反射镜光学系统[J];红外技术;1981年02期

5 О.НБудадин ,王健良;热象仪的光学系统[J];红外技术;1982年06期

6 胡立平;;提高投影电视光学系统质量的若干措施[J];电视技术;1982年01期

7 马天一;;热像仪的光学系统[J];红外与激光技术;1982年02期

8 高志荣;;光学系统实际中心偏的计算[J];光学工程;1984年05期

9 韩心志;推帚-光机混成式扫描光学系统[J];红外研究(A辑);1986年03期

10 陈忠良;;86年欧洲光学、光学系统及其应用会议[J];激光与光电子学进展;1987年06期

相关会议论文 前10条

1 魏君成;王成;张童;;空间高级光学系统环境试验概述[A];第十一届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2006年

2 陈晓丽;杨秉新;;实现甚高分辨率空间遥感器的可展开光学系统[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十七次学术会议论文集[C];2004年

3 向阳;白闻喜;姜会林;胡家升;;目视硬性内窥镜光学系统初始结构设计[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年

4 吴亦农;黄志光;冯旗;;空间低温光学系统研究进展[A];2007年全国第十六届十三省(市)光学学术会议论文集[C];2007年

5 李剑白;李小芸;齐豪;陈常彦;;光学系统成像质量评价基本指标体系及其选用[A];第十三届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2010年

6 付跃刚;王春艳;王志坚;;稳像光学系统稳像精度测试原理方案探讨[A];第九届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2001年

7 唐敏学;沈为民;;激光全息技术校正口径500mm光学系统的光学误差[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年

8 范清春;刘海波;宿德志;谭吉春;;光学系统无热设计及在星敏感器中的应用[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年

9 叶露;沈湘衡;;多谱段、多光轴精密仪器光学系统光轴平行性的检测方法[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年

10 周文超;彭勇;徐宏来;;大口径光学系统综合像差外场检测的方法[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年

相关重要报纸文章 前3条

1 ;联想 引入光学系统差异化[N];中国计算机报;2004年

2 刘春林;联想以品质注解品牌内涵[N];中国企业报;2004年

3 邢广;10G以太网的物理接口选择[N];网络世界;2000年

相关博士学位论文 前10条

1 闫阿奇;大视场三线阵立体航测相机光学系统研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2015年

2 米凤文;衍/折红外混和光学系统及其测试技术研究[D];浙江大学;2001年

3 杨晓飞;三反射镜光学系统的计算机辅助装调技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年

4 吕博;新型空间飞行器交会对接光学系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年

5 吴泉英;稀疏孔径光学系统成像研究[D];苏州大学;2006年

6 常虹;透射式红外系统热光学稳定性关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

7 龙波;轻小型折反式光学系统结构特性研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2013年

8 李娜娜;重叠型复眼光学系统的研究[D];长春理工大学;2010年

9 任百川;偏轴光学系统矢量像差理论研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年

10 周昊;高变焦比中波红外连续变焦光学系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈辉;灵巧枪弹探测系统设计与分析[D];南京理工大学;2015年

2 曹杏;光学系统的孔径遮栏比对偏振光束传输特性的影响[D];西安工业大学;2015年

3 杨国锋;光学系统中心偏误差分析方法研究[D];西安工业大学;2015年

4 刘刚;激光与可见光、红外三光轴瞄准偏差测试技术研究[D];西安工业大学;2015年

5 陈静;非均匀污染对卡塞格伦光学系统的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 刘盛典;非均匀温度变化对卡塞格伦式光学系统的影响分析[D];哈尔滨工业大学;2015年

7 陶曾;高分辨率中长焦光学系统装校检测平台研究设计[D];福建师范大学;2015年

8 陈丽娜;光纤熔接机的高清晰双摄像头视频显微系统的研制[D];福建师范大学;2015年

9 黄焓;用于光场成像的光学系统设计方法研究[D];浙江大学;2015年

10 石濮瑞;无运动部件反射式变焦光学系统研究[D];北京理工大学;2015年



本文编号:1875417

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1875417.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户e5f64***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com