空间监视相机的自动调光系统设计

介绍了一种在天基空间监视相机中应用的新型的自动调光系统,该系统是由单片机控制,采用AD536真有效值检测专用芯片作为CCD相机视频信号的检测电路,并采取程序控制方式对天基空间监视相机系统进行自动调光控制的设计。     

考虑空间电荷自洽作用和绝缘磁场的单边multipactor模型

在考虑了波束相互作用腔中的射频场、聚焦磁场和空间电荷产生的静电场及空间电子束形成自洽相互作用的基础上,针对典型的高功率微波器件——磁绝缘线振荡器建立了单边次级电子倍增模型,统计分析了整个倍增过程中次级电子数目及器件腔壁吸收碰撞电子能量随时间的变化规律,给出了不同聚焦磁场值和电子碰撞角时次级电子的倍增情况.     

光电子耦合器件图像传感研究进展及现状分析

讨论光电子耦合器件CCD的基本结构和作为图像传感器件的工作原理，分析传统光电子耦合器件存在的问题，介绍光电子耦合器件CCD在光电子领域的多种应用和研究新进展．     

应用CCD和液晶图形发生器的光学多参数综合测试技术研究

研究CCD摄像器件和图像处理技术在光电自动化测试中的应用．在采用CCD摄像机、LCD图形发生器和数字图像处理技术的基础上，讨论光学多参数测量新方法及其测量系统，实现了焦距、视放大率、调制传递函数以及视差等参数的测量，并着重论述了光电自动定焦在光学参数测量中的应用．实验证实，该类光学参数测量方法比传统人工目视测量更客观、更准确，测量效率更高，可逐渐取代部分传统目视测量方法．     

基于导航信号的空间目标无源探测系统性能研究

研究了一种基于导航卫星的无源探测系统,系统以现有的美国全球卫星导航系统(GPS卫星)作为辐射源,主要利用天基接收机接收来自空间目标的回波信号和直达波信号,对空间飞行器进行探测和定位,实现早期预警和监视。本文主要分析了基于天基接收系统的空间配置和探测性能,并给出相应的建议。     

空间EMCCD成像系统中倍增高压时钟驱动设计

EMCCD技术相对于其他几种类型的弱光探测技术在空间应用中更有优势。构建基于EMCCD的空间成像系统具有重要意义和广阔的应用前景,而EMCCD倍增高压时钟驱动的设计是EMCCD成像系统设计中的难点也是关键点。结合EMC-CD的电子学特性,提出了空间EMCCD成像系统的框架结构。对基于EMCCD的成像系统中非常关键的倍增高压时序驱动电路进行分析与设计,并配合实验结果对倍增高压驱动时钟电路的设计进行了验证和说明。     

天基红外系统的干扰策略

天基红外系统（SBIRS）是一种监视、发现和跟踪敌方弹道导弹,进行早期报警的遥感类侦察卫星系统,其不仅具有导弹预警功能,还可从主动段、中段到再入段对导弹进行跟踪,并提供精确数据给反导弹打击系统实施打击。本文介绍了天基红外系统并简要的分析了其工作过程,对天基红外系统GPS应用设备干扰的可行性进行分析。     

空间目标天基光学跟踪可观测性分析

针对天基光学监视跟踪系统可观测性问题,建立了空间目标天基光学监视跟踪模型,引入跟踪滤波误差下限(CRLB)和系统可观测度定义,并提出了瞬时可观测度概念.结合仿真实验对测量条件、观测几何以及系统配置等影响系统跟踪可观测性的因素进行了分析.仿真结果表明,所提出的可观测分析方法能实现对天基光学定位跟踪系统性能的客观有效评定.     

CCD技术在大学物理实验教学中的应用

CCD是新型的半导体光电转换器件,CCD技术是现代光电子学和测试技术中最活跃、最富有成果的研究之一,在大学物理实验教学中发挥着积极有效的作用。介绍了CCD的主要结构和工作原理;列举了CCD在大学物理实验——单缝衍射实验、声光效应实验、牛顿环实验、杨氏模量的测量实验、分光计实验等中的几个应用。     

图像的边缘检测与轮廓信息处理实验

CCD（ChargeCoupledDevices）电荷耦合器件是20世纪70年代初发展起来的新型半导体集成光电器件,能对光照做出反应并把反应的强度转换成相应的数值。面阵CCD图像传感器广泛地应用于保安监控、道路交通管理、非接触图像测量、图像摄取与图像信息处理领域。该文着重讨论面阵CCD在图像的边缘检测与轮廓信息处理实验中的应用。该实验是工业机器人视觉、非接触二维尺寸测量、图像图形分析等的基础。     

电荷载流子倍增输出概率分布对图像均匀性影响因素研究

为了研究电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)中电荷载流子倍增(CCM)结构的输出概率分布及其对图像均匀性的影响,建立了EMCCD中CCM结构的概率模型,利用概率生成函数(PGF)推导了多级CCM倍增结构的输出概率密度函数(PDF),讨论了PDF在提高图像均匀性中的应用。仿真及实验结果表明:当输入信号一定时,输出图像均匀性随倍增增益的增加而逐渐变差;当倍增增益一定时,输入信号越大则输出图像均匀性越差。因此,EMCCD在微光探测条件下图像均匀性较好,且适当地降低倍增增益有利于提高输出图像的均匀性。     

电子倍增电荷耦合器件中多针相工作模式

针对微光条件下,电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）的暗电流噪声将会随信号一起在倍增寄存器中放大,信号仍会湮没于噪声中。该文提出将多针相（MPP）模式引入EMCCD,通过在栅极上加较大的负偏压,使得空穴填充Si—SiO2界面态,抑制电子的跃迁和传导,以减小暗电流的产生率。研究结果表明,T=300K时,MPP模式下EMCCD的暗电流值为0．0213nA／cm^2,而非MPP模式下EMCCD表面暗电流稳态值为1．79nA／cm^2。说明MPP模式的引入极大地降低了EMCCD的暗电流水平,同时提高了整个微光成像系统的探测灵敏度和信噪比。     

微光CCD相机的噪声分析与处理

分析了微光CCD图像传感器的噪声特性,针对不同的噪声源,根据相应的噪声产生原理,设计了实用的噪声抑制电路和处理电路,应用于选用ISD029AP型CCD图像传感器自己开发的微光CCD相机,有效地降低了暗电流噪声,消除了复位噪声对真正信号的影响,使相机具有良好的成像质量;为了进一步提高该相机的信噪比,提出了相应的校正算法,进一步降低了暗电流噪声,降低了CCD像素间光响应的不一致性带来的噪声,使相机的成像质量得到提高．     

空间CCD相机动力学环境模拟研究

为了改进空间CCD相机的结构设计性能,应用CAE技术对空间CCD相机进行模态分析、频率响应分析等动力学特性研究。分析计算表明空间CCD相机的自然频率足够高,一阶模态达到180Hz以上,保证了空间CCD相机在外界动态载荷低频振动作用下的动力学响应。有限元分析结果为空间CCD相机的结构设计提供了必要的指导。     

红外波段矿井监测的分析与探讨

由于井下实际照度很低，采用可见光波段的普通CCD摄像机获取的图像质量直接影响监测系统精度，井下湿度大、粉尘多，普通CCD在这种环境中会很快发生“失明”。而采用散射光小，穿透能力强的红外波段，由于红外CCD正常工作时，其表面温度大约在60～85℃之间，远高于井下环境温度，能克服普通CCD的冷凝缺陷，井下的大量粉尘难附着在其表面，通过研究分析和大量的井下实验发现，井下监测采用红外波段可虽著提高空间分辨率、穿透性，且能有效抑制光线散射造成的影响。论证了矿井监测系统采用红外探测的正确性与可行性。     

基于Camera Link 协议的CCD图像采集系统

为满足航天相机系统快速、高质量的成像要求,设计了一种基于Camera Link协议的高速CCD (Charge Coupled Device) 图像采集系统。该系统采用CPLD (Complex Programmable Logic Device)、专用视频处理芯片TDA8783、乒乓结构的存储器进行设计,并使用时间延迟积分(TDI:Time Delay Integral)的工作方式,通过设置单级积分时间长度和积分级数改变总积分时间长度。实验结果表明,该系统能同时输出两路CCD电压信号,最高数据输出速率达15帧/s,信噪比大于50 dB,两通道的不均匀性小于2％,满足航天相机系统的高速、高分辨率设计要求。     

基于遗传算法自整定和Smith预估的EMCCD温控系统设计

针对EMCCD温度控制过程的时间滞后特性,根据热力学理论建立整个系统的数学模型,利用有限元仿真方法得到其传递函数,在此基础上采用遗传算法实现PID控制参数的在线自适应整定,同时结合Smith预估控制补偿由滞后环节产生的时间迟滞。采用Matlab对控制算法进行仿真分析,结果表明该方法较常规PID控制方法具有调整时间短、超调量小、抗干扰能力强等优点。设计基于单片机和TEC驱动模块的硬件电路将控制算法应用于EMCCD温度控制系统,相机实际制冷温度可达-12±0.1℃,图像本底噪声方差仅为18,实际应用结果表明温度控制系统是提升EMCCD相机成像性能的有效方法。     

Subpixel imaging method with area-array CCD sensors and experiment

A novel high resolution imaging technique—subpixel imaging with area-array CCD sensors—is presented. The imaging method is practical as demonstrated by the computer simulation and experimental results. It is useful to reduce the effective focal length and enhance the spatial resolution. As there are no moving elements, the subpixel imaging system will be suitable for space application.     

线性流形空间

给出线性流形的定义及性质,并对线性流形的全体定义了加法与数乘运算,得到了线性流形空间。