【摘 要】
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高分辨率红外遥感是近年来的研究热点,也是空间遥感领域用来探测和识别目标的重要手段。越来越多的应用机构迫切需要同时具有高地面分辨率、高辐射灵敏度和短重访周期的红外遥感仪器,宽视场的红外推扫成像相机成为必然选择。除了要求具有大口径的光学系统外,还需大规模、长线阵的红外焦平面探测器相配合,从而也要有同等规模的信息获取与处理电路与之配套,这势必造成系统资源需求庞大,与空间遥感仪器的资源限制形成了矛盾。为了
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)
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高分辨率红外遥感是近年来的研究热点,也是空间遥感领域用来探测和识别目标的重要手段。越来越多的应用机构迫切需要同时具有高地面分辨率、高辐射灵敏度和短重访周期的红外遥感仪器,宽视场的红外推扫成像相机成为必然选择。除了要求具有大口径的光学系统外,还需大规模、长线阵的红外焦平面探测器相配合,从而也要有同等规模的信息获取与处理电路与之配套,这势必造成系统资源需求庞大,与空间遥感仪器的资源限制形成了矛盾。为了解决这一矛盾,以研究一款采用超大规模红外焦平面探测器的红外相机为依托,对信息获取与处理电路进行设计开发。采用四运算放大器的裸晶片和周边阻容元件研制了一款具有四路信号调理功能的集成模拟处理芯片LHB760,用来实现常规集成运放调理电路的模拟处理功能,具备针对不同类型D/A转换器的信号输入接口和LPF参数调整端子。通过对其带宽、功耗、噪声和其它电性能的仿真和测试,证明了其在保证常规电路性能的同时,能够在一定程度上节省系统资源。结合红外相机的研制目标,论文对LHB760在信息获取与处理电路中的应用进行了阐述。以LHB760为核心,研制了针对33000像元超长线列红外焦平面探测器的信息获取电路,对探测器输出的模拟信号进行了拼接、差分转换、A/D转换等处理。以FPGA为核心,对探测器的工作时序、多路开关选通、探测器供电芯片控制以及信息处理电路的数字器件的工作逻辑进行了设计,并将A/D转换后的并行数据转化为串行数据,经LVDS芯片传输至后端信息处理电路,从而完成探测器数据的采集、转换和传输整个过程。通过外景成像试验,获得了清晰的远景目标图像数据,验证了信息获取与处理电路的性能;在红外定标试验中,对红外相机在各种工作模式下的动态范围、噪声等效温差等性能进行了测试验证,不同工作状态下的动态范围高端可达324K~415K;在多种不同电路工作状态下的噪声等效温差优于50mK,均能满足研制目标,也进一步验证了信息获取与处理电路设计的合理性。
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