空间反射镜的轻量化及支撑设计研究 被引量：30

1

作者 陈洪达 陈永和 +2 位作者 史婷婷 刘晓华 傅雨田 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期535-540,共6页

大型空间遥感仪器为适应苛刻的发射和工作环境,通常要求具有很高的热、力学性能,并且对重量有严格限制。这对大口径反射镜及其支撑结构的质量、刚度和环境适应性提出了很高的要求。针对某型号Φ620 mm口径光学遥感仪器的主镜及支撑结构... 大型空间遥感仪器为适应苛刻的发射和工作环境,通常要求具有很高的热、力学性能,并且对重量有严格限制。这对大口径反射镜及其支撑结构的质量、刚度和环境适应性提出了很高的要求。针对某型号Φ620 mm口径光学遥感仪器的主镜及支撑结构进行了详细的分析计算、设计和试验验证。通过对比多种支撑方式的不同特性,选择了符合仪器要求的质量轻、刚度高的中心支撑;并利用等强度原理设计了放射状轻量化形式;在支撑环节上,利用柔性材料解决了因温度变化产生的局部接触应力增加的问题,有效减小了结构对光学镜面的影响。经测试反射镜重15.2 kg,轻量化率71.2%,支撑零件3.5 kg;组件一阶模态420 Hz;面形精度优于0.03λRMS,满足仪器要求。目前该仪器已投入使用,在轨性能良好。 展开更多

关键词 反射镜支撑 轻量化 中心支撑

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细分采样叠加技术在推扫式长波红外成像中的应用 被引量：13

2

作者 张滢清 王建宇 傅雨田 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期263-267,共5页

在推扫式长波红外成像系统中,由于强辐射背景的存在,探测器的饱和积分时间只占像元驻留时问的十分之一甚至几十分之一,针对这种情况,将细分采样叠加技术应用在该类成像系统中,可以有效地利用推扫成像方式相对于机械扫描成像方式在驻留... 在推扫式长波红外成像系统中,由于强辐射背景的存在,探测器的饱和积分时间只占像元驻留时问的十分之一甚至几十分之一,针对这种情况,将细分采样叠加技术应用在该类成像系统中,可以有效地利用推扫成像方式相对于机械扫描成像方式在驻留时间上的优势,达到提高系统信噪比的目的。文中首先针对短积分时间长波红外探测器的特点阐述了细分采样叠加技术原理,从理论上分析了叠加对PTF和图像信噪比SNR 的影响。接着简要叙述了基于细分采样叠加技术的长波红外成像系统的软硬件研制情况,最后通过成像实验, 验证了系统所采用的各种方法的有效性。 展开更多

关键词 光电子学 长波 红外 细分采样 叠加 PTF

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480×6长波红外探测器的低噪声采集系统设计 被引量：11

3

作者 谢宝蓉 傅雨田 张滢清 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1177-1182,共6页

480×6长波制冷红外探测器是一款480列,6阶TD I的高探测器率的CMOS探测器。以此探测器为例,介绍了长波红外探测器采集系统的低噪声设计过程。着重解决了硬件电路在满足驱动的条件下如何降低噪声的问题,试验结果表明采集系统工作正常... 480×6长波制冷红外探测器是一款480列,6阶TD I的高探测器率的CMOS探测器。以此探测器为例,介绍了长波红外探测器采集系统的低噪声设计过程。着重解决了硬件电路在满足驱动的条件下如何降低噪声的问题,试验结果表明采集系统工作正常,且具有较好的噪声特性,在300 K黑体直接照射情况下,整个采集系统所测得的均值噪声为1.20 mV,信噪比可达到55 dB以上。 展开更多

关键词 CMOS TDI 长波 采集系统 低噪声

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长波红外相机多次采样叠加对MTF的影响分析 被引量：8

4

作者 李丕丁 李玉敏 +1 位作者 傅雨田 龚惠兴 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期13-16,共4页

根据长波红外相机积分时间短的特点,阐述了多次采样叠加技术的原理和应用.并在此基础上分析了采用多次采样叠加技术对系统MTF产生的影响.给出了不同采样系数和叠加次数对应的系统MTF变化.当采样系数固定时,探测器MTF随叠加次数的增加而... 根据长波红外相机积分时间短的特点,阐述了多次采样叠加技术的原理和应用.并在此基础上分析了采用多次采样叠加技术对系统MTF产生的影响.给出了不同采样系数和叠加次数对应的系统MTF变化.当采样系数固定时,探测器MTF随叠加次数的增加而减小,系统推扫方向MTF随叠加次数的增加而减小. 展开更多

关键词 红外焦平面阵列 多次采样累加 调制传递函数 红外相机

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基于数字电位器AD8402的程控增益系统 被引量：6

5

作者 刘晨霞 傅雨田 《科学技术与工程》 2007年第7期1458-1461,共4页

比较了程控增益放大器的各种不同构成方式,介绍了一种采用多路数字电位器AD8402的偏置可调程控增益系统,同时给出了该系统的硬件原理和软件设计,并指出AD8402使用中的几个注意事项。该设计方案硬件结构简单,性价比高,具有一定的通用性。

关键词 程控增益 SPI总线 数字电位器 AD8402

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红外光学系统内部构件热辐射分析 被引量：7

6

作者 陈永和 傅雨田 沈学民 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期73-75,79,共4页

红外光学系统的内部构件由于呈现于光路之中,其表面热辐射将会通过光学系统到达探测像面而引起背景辐射噪声。本文利用LightTools分析软件对一套折反式红外光学系统内部机械构件的主要表面的热辐射进行了分析,得到了探测像面接收到的热... 红外光学系统的内部构件由于呈现于光路之中,其表面热辐射将会通过光学系统到达探测像面而引起背景辐射噪声。本文利用LightTools分析软件对一套折反式红外光学系统内部机械构件的主要表面的热辐射进行了分析,得到了探测像面接收到的热辐射的量级。分析了三种不同的表面反射率的情况,能够用于指导如何进行表面处理和结构设计的改善。 展开更多

关键词 热辐射 背景辐射 杂散辐射 热辐射抑制 红外光学系统

原文传递

适用于微小卫星平台的小型可见光相机设计 被引量：8

7

作者 陈永和 陈洪达 傅雨田 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期2087-2092,共6页

现代微小卫星具有体积小、质量轻、研制周期短、成本低、发射方式灵活等优势,可在多个领域发挥重要作用,因此备受各国青睐,是当前空间技术发展的一个重要方向。实现微小卫星的一大关键是所搭载仪器、设备的小型化。设计了一套小型可见... 现代微小卫星具有体积小、质量轻、研制周期短、成本低、发射方式灵活等优势,可在多个领域发挥重要作用,因此备受各国青睐,是当前空间技术发展的一个重要方向。实现微小卫星的一大关键是所搭载仪器、设备的小型化。设计了一套小型可见光相机,适合搭载于微小卫星平台。相机焦距210 mm,有效口径56 mm,角分辨率33μrad,视场7.8°×7.8°,像素规模达16 M。设计分析对比了不同光学结构型式的特点,最终采用折反射式光学系统。设计采用全球面镜片,选用了融石英和常规火石玻璃等低密度材料组合消像差,系统长度110 mm,摄远比小于0.53,光学质量小于370 g。 展开更多

关键词 光学系统设计 折反射系统 空间相机 高分辨率 微小卫星

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基于FPGA的斯特林制冷机控制系统 被引量：7

8

作者 朱鹏 傅雨田 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期39-41,64,共4页

针对进口的分置式斯特林制冷机,使用Field Programmable Gate Array(FPGA)作为核心控制器对其进行控制。采用模块化的方法,对系统功能进行细分。着重阐述使用DDS技术生成压缩机双直线电机的SPWM驱动波形的方法,对子模块的功能作了详细讲... 针对进口的分置式斯特林制冷机,使用Field Programmable Gate Array(FPGA)作为核心控制器对其进行控制。采用模块化的方法,对系统功能进行细分。着重阐述使用DDS技术生成压缩机双直线电机的SPWM驱动波形的方法,对子模块的功能作了详细讲解,并简单介绍了系统中温度闭环控制的数字PID算法。FPGA实现的数字式控制系统抗干扰能力强,具有一定的空间应用价值。 展开更多

关键词 FPGA 斯特林制冷机 温度闭环控制 SPWM PID

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一种离轴使用的同轴三反射系统的设计和装调 被引量：7

9

作者 张祥翔 傅雨田 +1 位作者 韩昌佩 王成良 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期118-123,共6页

本文设计了一种视场角为3°的离轴使用的同轴三反射系统,并从理论上分析了焦平面如何离焦补偿像差、反射镜倾斜和偏心之间的补偿关系。通过采取离焦、折镜的平动或转动、反射镜本身的偏心和倾斜相互补偿的方法,来补偿反射镜的装调... 本文设计了一种视场角为3°的离轴使用的同轴三反射系统,并从理论上分析了焦平面如何离焦补偿像差、反射镜倾斜和偏心之间的补偿关系。通过采取离焦、折镜的平动或转动、反射镜本身的偏心和倾斜相互补偿的方法,来补偿反射镜的装调误差。事实证明,比普通离轴三反射系统的装调容易实现,精确度高。 展开更多

关键词 光学设计 空间相机 离轴 同轴三反射 调制传递函数 装调

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空间用斯特林制冷机的过程控制 被引量：7

10

作者 朱鹏 傅雨田 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期1-3,9,共4页

斯特林制冷机在空间探测中的应用越来越广泛,其驱动控制也至关重要。针对特定的斯特林制冷机,设计了以FPGA作为核心的控制系统,简单介绍了系统的硬件结构以及直线电机的正弦波驱动波形,详细讲解了制冷机的启动、降温、稳温等过程控制,... 斯特林制冷机在空间探测中的应用越来越广泛,其驱动控制也至关重要。针对特定的斯特林制冷机,设计了以FPGA作为核心的控制系统,简单介绍了系统的硬件结构以及直线电机的正弦波驱动波形,详细讲解了制冷机的启动、降温、稳温等过程控制,重点论述了温度PID算法实现的问题,通过跟踪制冷过程温度变化曲线,验证了控制模块的功能特性。 展开更多

关键词 斯特林制冷机 数字PID 过程控制 现场可编程门阵列 温度闭环

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基于神经网络的红外图像非均匀性校正 被引量：6

11

作者 张龙 董峰 傅雨田 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第2期164-169,共6页

由于红外焦平面材料、制造工艺的差异以及多路模拟信号输出的电路设计等因素,红外探测器在面源黑体目标下像元的输出不均匀,针对同一辐射目标得到的响应也不一致。红外探测器像元间的非均匀性影响目标辐射探测的质量,也使得获得的红外... 由于红外焦平面材料、制造工艺的差异以及多路模拟信号输出的电路设计等因素,红外探测器在面源黑体目标下像元的输出不均匀,针对同一辐射目标得到的响应也不一致。红外探测器像元间的非均匀性影响目标辐射探测的质量,也使得获得的红外图像不能很好地反应目标辐射特性。先对红外图像进行盲元检测和补偿,通过双边滤波方法获得像元期望输出值,利用随机梯度下降法的神经网络模型对红外图像进行非均匀性校正。实验验证该方法较基于标定的校正方法具有适应场景变化、效果好的优点。 展开更多

关键词 红外图像 神经网络 非均匀性校正 随机梯度下降

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多波段空间推扫相机光学系统设计 被引量：4

12

作者 张祥翔 傅雨田 《应用光学》 CAS CSCD 2007年第4期412-415,共4页

空间推扫相机的光学系统要求具有大视场、大口径、低F数等特点,据此设计了一种3波段光学系统。在参考国内外各种扫描或推扫相机结构的基础上,根据像差理论和系统要求,采用有效的分光方式和紧凑的光路结构,对不同的波段采用不同的像差校... 空间推扫相机的光学系统要求具有大视场、大口径、低F数等特点,据此设计了一种3波段光学系统。在参考国内外各种扫描或推扫相机结构的基础上,根据像差理论和系统要求,采用有效的分光方式和紧凑的光路结构,对不同的波段采用不同的像差校正方法,以及对系统优化组合后,最终得到了一个实用的光学系统。该系统包括可见、中波红外和长波红外波段,视场达到2.93°×0.3,°可见波段的F数为3.8,中波和长波波段的F数为1.9。从设计结果可以看出,系统3个波段的光学调制传递函数(MTF)都接近衍射极限。 展开更多

关键词 空间光学设计 大视场 大口径 光学传递函数

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基于微场镜阵列的红外光场中继成像系统 被引量：7

13

作者 王腾飞 陈永和 傅雨田 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期83-88,共6页

光场成像是一种通过采集光场信息和重聚焦计算而成像的方法。由于微透镜型光场相机的结构限制,为实现光学系统与探测器的耦合,一般采用改造探测器的方法,但不适用于红外光场相机。为此,提出了微场镜阵列结合中继透镜的新型结构。这种新... 光场成像是一种通过采集光场信息和重聚焦计算而成像的方法。由于微透镜型光场相机的结构限制,为实现光学系统与探测器的耦合,一般采用改造探测器的方法,但不适用于红外光场相机。为此,提出了微场镜阵列结合中继透镜的新型结构。这种新型结构通过中继透镜对中间像面1:1成像,通过微场镜阵列改善中继透镜产生的渐晕。采用倾斜刃边法计算系统的调制传递函数曲线,对比直接耦合、中继透镜耦合以及新型结构耦合三种结构的像质。根据不同的重聚焦面,新型耦合结构在奈奎斯特频率下的曲线值相比于中继透镜耦合结构提升5%~240%,接近直接耦合结构。新型结构可在实现耦合的同时,避免系统像质的大幅度下降,可在红外光场相机中起到重要作用。 展开更多

关键词 红外光场成像 中继透镜 渐晕 场镜 微透镜阵列

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320×256长波红外探测器低噪声采集系统设计 被引量：5

14

作者 谢宝蓉 傅雨田 张滢清 《红外技术》 CSCD 北大核心 2010年第4期191-194,203,共5页

针对320×256长波红外焦平面探测器工作原理和输出信号特点,从低噪声角度出发,设计了长波红外探测器采集系统,着重解决了如何在满足驱动能力条件下降低噪声问题。对提供精密偏置电压和输出信号处理过程给出了详细的设计思路和实现... 针对320×256长波红外焦平面探测器工作原理和输出信号特点,从低噪声角度出发,设计了长波红外探测器采集系统,着重解决了如何在满足驱动能力条件下降低噪声问题。对提供精密偏置电压和输出信号处理过程给出了详细的设计思路和实现方法。实验结果表明,系统获得了较好的噪声特性,在300 K和310K黑体照射下、探测器积分80μs且远未饱和情况下,平均噪声等效温差为80 mK。 展开更多

关键词 320×256 长波红外 低噪声 噪声等效温差

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长波红外相机细分采样迭加像元传递函数分析 被引量：4

15

作者 张滢清 傅雨田 王建宇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期309-312,共4页

根据长波红外探测器的特点,阐述了细分采样迭加技术的应用目的和原理,在像元传递函数(PTF)的基础上分析细分采样和迭加对PTF的影响,给出了不同细分倍数m对应的细分采样迭加PTF。随着m的增加,推扫采样方式由单次瞬时采样(m=1)转变为全驻... 根据长波红外探测器的特点,阐述了细分采样迭加技术的应用目的和原理,在像元传递函数(PTF)的基础上分析细分采样和迭加对PTF的影响,给出了不同细分倍数m对应的细分采样迭加PTF。随着m的增加,推扫采样方式由单次瞬时采样(m=1)转变为全驻留时间积分采样(m趋于无穷大)。当细分倍数m>4时,PTF的变化已经不明显了。 展开更多

关键词 细分采样 像元传递函数 迭加 红外相机 线列焦平面

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基于焦平面探测器的红外相机成像模型和静态传函测试方法研究 被引量：2

16

作者 孔健 傅雨田 赵跃进 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1072-1080,共9页

建立了基于焦平面探测器的红外成像系统成像的空间域和频率域模型;并分析指出,由于背景辐射的存在和红外探测器明显的响应非均匀性,只有系统经过良好的辐射校正,方能使其成像过程符合线性和空间不变性条件,使得相机可以采用传递函数来... 建立了基于焦平面探测器的红外成像系统成像的空间域和频率域模型;并分析指出,由于背景辐射的存在和红外探测器明显的响应非均匀性,只有系统经过良好的辐射校正,方能使其成像过程符合线性和空间不变性条件,使得相机可以采用传递函数来评价其几何成像性能。提出了针对基于焦平面探测器的红外成像系统的传函测试方法,能够有效地处理背景辐射的影响而且不受系统不均匀性的影响,试验和应用实践显示了该方法的有效性。 展开更多

关键词 红外成像 模型 传函 测试

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大惯量转动体在稳定位置附近微振动的检测 被引量：2

17

作者 方丹 傅雨田 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期168-170,共3页

应用于高分辨率遥感器中的大惯量转动体,运行速度快,在其接收到停止指令后,由于惯性及电机的阻尼作用,很可能在目标位置来回振动,呈现微振动状态。考虑到转动体的稳定过程相对复杂,有必要通过实验来检测其微振动状态。设计了一种基于光... 应用于高分辨率遥感器中的大惯量转动体,运行速度快,在其接收到停止指令后,由于惯性及电机的阻尼作用,很可能在目标位置来回振动,呈现微振动状态。考虑到转动体的稳定过程相对复杂,有必要通过实验来检测其微振动状态。设计了一种基于光学理论的、通过多次放射放大振动角来实现测量转动体微振动的方法,实验结果表明,该方法可以准确得到转动体实际的微振动状态,是一套满足要求且相对简洁的测量方案。 展开更多

关键词 微振动检测 光路检测 多次反射放大 转动体

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基于改进曲波变换的水面弱纹理提取方法 被引量：2

18

作者 张祥翔 陈永和 傅雨田 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期44-52,共9页

水下潜体的运动产生的内波使得水表形成一定的红外弱纹理信号,从而使得利用红外手段进行探测成为可能,但是这种纹理信号的对比度非常低,其与振幅很大的背景杂波混在一起,给信号的提取造成很大困难。以曲波变换为基础,根据弱纹理的对比... 水下潜体的运动产生的内波使得水表形成一定的红外弱纹理信号,从而使得利用红外手段进行探测成为可能,但是这种纹理信号的对比度非常低,其与振幅很大的背景杂波混在一起,给信号的提取造成很大困难。以曲波变换为基础,根据弱纹理的对比度、频率特点等进行曲波尺度分量和方向分量的筛选,再结合阈值优化和边缘梯度算子得到了较清晰的纹理提取图像。该图像的信息熵和频率集中度与采用传统曲波变换所得结果相比分别有30%和11%的提高。当弱纹理的对比度大于5%,筛选频率的方向和弱纹理频率方向偏差小于12°时,该算法能够清晰地提取纹理信息。 展开更多

关键词 图像处理 弱纹理 曲波变换 灰度共生矩阵 先验频率 阈值优化

原文传递

宽视场长波红外光学系统设计 被引量：2

19

作者 钮新华 傅雨田 郑亲波 《光学与光电技术》 2004年第3期13-14,共2页

介绍了宽视场长波红外(LWIR)光学系统技术指标。离轴三反射镜消像散(TMA)型光学系统光谱覆盖范围宽,可提供一个空间分辨率高、观测范围大的无遮挡视场,能够在 F 数相对较小的光学系统中实现接近衍射极限的光学性能。TMA 型光学系统能满... 介绍了宽视场长波红外(LWIR)光学系统技术指标。离轴三反射镜消像散(TMA)型光学系统光谱覆盖范围宽,可提供一个空间分辨率高、观测范围大的无遮挡视场,能够在 F 数相对较小的光学系统中实现接近衍射极限的光学性能。TMA 型光学系统能满足推扫式 LWIR 扫描仪所要求光学系统大观测视场、高光学效率等指标,可作为预先研究星载遥感仪的光学结构。 展开更多

关键词 推扫 LWIR遥感仪器 TMA型光学系统

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基于光学滤波的水面弱纹理提取方法研究 被引量：2

20

作者 张祥翔 傅雨田 陈永和 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期283-291,共9页

水下潜体运动产生的内波反映到水表会形成一定的红外弱纹理信号,这使得利用红外遥感手段探测成为可能。但是这种纹理信号的对比度很弱,而且往往和振幅很强的背景杂波混在一起,给信号的提取造成很大困难。比较了已有水面弱纹理探测方法... 水下潜体运动产生的内波反映到水表会形成一定的红外弱纹理信号,这使得利用红外遥感手段探测成为可能。但是这种纹理信号的对比度很弱,而且往往和振幅很强的背景杂波混在一起,给信号的提取造成很大困难。比较了已有水面弱纹理探测方法的优缺点,提出光学滤波的方法增强水面弱纹理信号的信杂比,使这种信号的提取更容易。基于非相干光学滤波的原理和特定信杂比评估弱纹理信号提取性能的方法,对不同特定频率信号的光学滤波方法采用信杂比进行分析和评估,然后在此基础上,针对特定频率的信号优化了相应的非相干光学传递函数,通过仿真和实验验证了该方法的可行性,同时表明优化的双孔径非相干光系统对弱纹理模型和信号具有较好的提取能力,该优化的系统可以得到7%以上的信杂比增强,再结合后续的数字对比度增强技术可以进一步有效提高对弱纹理信号的提取能力。 展开更多

关键词 弱纹理 信杂比增强 非相干光 光学滤波

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