Инфракрасные системы смотрящего типа, Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г., 2004

Инфракрасные системы смотрящего типа, Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г., 2004.

   Излагаются физические основы и принципы построения инфракрасных систем «смотрящего» типа, т.е. систем, в которых основным узлом является фотоприемное устройство, осуществляющее пространственную выборку изображения с помощью матричного многоэлементного приемника излучения. Описываются основные узлы таких инфракрасных систем, отмечаются особенности обработки сигналов в этих узлах, приводятся данные о современном уровне развития их элементной базы. Приводится большое число примеров использования инфракрасных систем «смотрящего» типа в различных отраслях науки, техники, народного хозяйства, в военном деле. Рассматриваются тенденции и перспективы развития этих систем.
Для разработчиков и потребителей средств инфракрасной техники. Может использоваться в учебном процессе высших и средних специальных учебных заведений по направлениям в области оптотехники, фотоники и оптоинформатики.




ОСЛАБЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В АТМОСФЕРЕ.
Общее ослабление излучения в атмосфере обусловлено двумя основными процессами:
- поглощением газовыми компонентами, в результате которого происходит преобразование энергии излучения в другие ее виды;
- молекулярным и аэрозольным ослаблением, или рассеянием энергии излучения.

Поглощение вызвано наличием в атмосфере ряда веществ (воды, углекислого газа, озона и др.), спектральные полосы поглощения которых расположены в оптической области. Рассеяние энергии излучения на частицах, из которых состоит среда, вызывает отклонение потока от первоначального направления и может сопровождаться поглощением энергии веществом этих частиц.

При работе в ИК-диапазоне часто следует учитывать собственное излучение атмосферы, т.е. излучение составляющих атмосферу газов и частиц, описываемое законом Кирхгофа и наряду с рассеянным излучением снижающее попавший в угловое поле ИКС контраст изображения наблюдаемого источника. При этом возможно также возникновение новых помех.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Глава 1. Классификация и структура инфракрасных систем.
1.1. Классификация инфракрасных систем.
1.2. Структурные схемы типовых инфракрасных систем «смотрящего» типа.
Глава 2. Физические основы инфракрасного излучения.
2.1. Основные понятия радиометрии и фотометрии.
2.2. Законы теплового излучения.
Глава 3. Учет влияния атмосферы на параметры и характеристики оптических сигналов, поступающих на вход инфракрасной системы.
3.1. Ослабление оптических сигналов в атмосфере.
3.1.1. Поглощение.
3.1.2. Рассеяние.
3.2. Статистически усредненные модели пропускания атмосферы.
3.3. Флуктуации прозрачности атмосферы и их влияние на работу ИКС.
3.4. Влияние атмосферы на контраст между наблюдаемым объектом и фоном.
3.5. Передаточная функция атмосферы.
Глава 4. Критерии качества и показатели эффективности работы инфракрасных систем.
4.1. Основные критерии качества ИКС.
4.2. Разрешение.
4.2.1. Пространственное (геометрооптическое) разрешение.
4.2.2. Энергетическое разрешение.
4.2.3. Температурное и температурно-частотное разрешение.
4.3. Зависимость показателей эффективности работы ИКС от пространственного и температурного разрешения.
4.4. Национальная шкала оценок интерпретации изображений NIIRS (США).
4.5. Зависимость вероятности обнаружения объекта от времени наблюдения сцены.
4.6. Информационные критерии качества ИКС.
4.7. Некоторые конструктивные параметры ИКС.
Глава 5. Энергетические расчеты инфракрасных систем.
5.1. Энергетическая модель инфракрасной системы.
5.2. Расчет потоков и облученностей на входном зрачке системы.
5.3. Расчет отношения сигнал-шум на выходе приемника излучения.
5.4. Расчет эквивалентной шуму разности температур.
Глава 6. Оптические системы ИКС «смотрящего» типа.
6.1. Особенности оптических систем, их основные параметры и характеристики.
6.2. Оптические материалы для ИК-области спектра.
6.3. Предварительный выбор типа оптической системы.
6.4. Расчет некоторых параметров оптической системы.
6.5. Дифракционные элементы в инфракрасных оптических системах.
6.6. Некоторые особенности оптических систем приборов ночного видения и систем отображения информации.
Глава 7. Многоэлементные матричные приемники оптического излучения.
7.1. Структурные схемы фотоприемных устройств с матричными многоэлементными приемниками излучения.
7.2. Параметры и характеристики многоэлементных приемников излучения.
7.3. Шумы фотоприемных устройств и их вклад в общий шум ИКС.
7.4. Современные охлаждаемые матричные многоэлементные приемники излучения.
7.4.1. Матричные многоэлементные приемники излучения на соединении «кадмий-ртуть-теллур».
7.4.2. Приемники излучения PtSi/Si, GeSi/Si и InSb, работающие в диапазоне 3.5 мкм.
7.4.3. Приемники излучения с квантовыми ямами (на квантово-размерных ямах).
7.4.4. Сравнение различных типов охлаждаемых приемников.
7.5. Современные неохлаждаемые матричные многоэлементные приемники излучения.
7.5.1. Приемники на основе резистивных микроболометров.
7.5.2. Диэлектрические (ферроэлектрические) микроболометры.
7.5.3. Фотонные неохлаждаемые матричные приемники излучения.
7.5.4. Термоэлектрические матричные МПИ.
7.5.5. Многоэлементные приемники на биморфных элементах с оптическим считыванием и микроконсольные емкостные приемники.
7.5.6. Сравнение различных типов неохлаждаемых матричных многоэлементных приемников излучения.
7.6. Двухдиапазонные матричные приемники излучения.
7.7. Определение исходных требований к основным параметрам и характеристикам многоэлементного приемника излучения.
7.8. Устройства охлаждения и температурной стабилизации матричных многоэлементных приемников.
7.8.1. Системы с разомкнутым циклом или системы расходного типа.
7.8.2. Радиационные системы или пассивные излучатели.
7.8.3. Системы с замкнутым циклом или механические холодильные машины.
7.8.4. Сорбционные устройства охлаждения.
7.8.5. Твердотельные холодильники или термоэлектрические охладители.
Глава 8. Электронно-оптические и телевизионные преобразователи инфракрасных изображений.
8.1. Электронно-оптические преобразователи изображений.
8.2. Передающие телевизионные трубки инфракрасного диапазона.
8.3. Пировидиконы (пириконы).
Глава 9. Некоторые особенности обработки сигналов в инфракрасных системах «смотрящего» типа.
9.1. Структурная схема обработки сигналов в ИКС «смотрящего» типа.
9.2. Выборка сигнала и ее влияние на параметры и характеристики инфракрасных систем.
9.3. Микросканирование.
9.4. Цифровая фильтрация.
9.5. Реконструкция изображения.
Глава 10. Обработка сигналов в программно-аппаратном блоке инфракрасной системы «смотрящего» типа.
10.1. Структурная схема электронного тракта ИКС «смотрящего» типа.
10.2. Схемы считывания сигналов.
10.2.1. Назначение и показатели качества схем считывания сигналов.
10.2.2. Предусилители и схемы включения чувствительных элементов и ячеек схем считывания.
10.3. Мультиплексоры.
10.3.1. Мультиплексоры на ПЗС.
10.3.2. Мультиплексоры с прямой адресацией и сканированием.
10.4. Двойная коррелированная выборка.
10.5. Коррекция неоднородности параметров МПИ.
Глава 11. Системы отображения информации.
11.1. Некоторые свойства зрительного аппарата человека.
11.2. Параметры систем отображения.
11.3. Основные типы систем отображения.
11.3.1. Дисплеи на катодно-лучевых трубках.
11.3.2. Вакуумно-люминесцентные дисплеи.
11.3.3. Электролюминесцентные дисплеи.
11.3.4. Светодиодные дисплеи.
11.3.5. Газоразрядные панели.
11.3.6. Жидкокристаллические дисплеи.
11.3.7. Микро дисплеи.
11.4. Нашлемные и наголовные системы отображения на микродисплеях.
Глава 12. Испытания и исследования инфракрасных систем «смотрящего» типа.
12.1. Общие сведения об испытаниях оптико-электронных приборов.
12.2. Аппаратура для проведения стендовых оптических испытаний.
12.2.1. Схемы стендов для проведения оптических испытаний ИКС.
12.2.2. Излучатели, используемые в стендах для испытаний и исследований ИКС.
12.2.3. Излучающие маски-транспаранты.
12.2.4. Коллиматоры.
12.2.5. Системы считывания.
12.3. Определение некоторых важнейших показателей качества ИКС «смотрящего» типа.
12.3.1. Плоскость наилучшего изображения.
12.3.2. Чувствительность.
12.3.3. Шумы и энергетическое разрешение.
12.3.4. Пространственное разрешение.
12.3.5. Температурно-частотное разрешение.
12.3.6. Автоматизация измерений основных параметров и характеристик ИКС.
Глава 13. Компьютерное моделирование инфракрасных систем «смотрящего» типа.
13.1. Обобщенная структурная схема компьютерной модели оптико-электронной системы.
13.2. Краткий обзор компьютерных моделей инфракрасных систем «смотрящего» типа.
13.3. Компьютерная модель КОМОС.
13.4. Передаточные функции отдельных звеньев инфракрасной системы.
13.4.1. Оптическая система.
13.4.2. Многоэлементный приемник излучения.
13.4.3. Электронный тракт.
13.4.4. Система отображения.
13.4.5. Глаз наблюдателя.
13.4.6. Платформа или основание, на котором установлена система.
Глава 14. Современное состояние и перспективы развития инфракрасных систем «смотрящего» типа.
14.1. Общая характеристика современных ИКС «смотрящего» типа.
14.2. Инфракрасные системы военного назначения.
14.2.1. Системы наблюдения, разведки и охраны наземного базирования.
14.2.2. Инфракрасные визирные и прицельные устройства для легкого и среднего вооружения.
14.2.3. Инфракрасные системы для артиллерии и бронетанковых средств.
14.2.4. Системы воздушного базирования.
14.2.5. Системы морского базирования, предназначенные для наблюдения, обнаружения и распознавания целей.
14.2.6. Инфракрасные системы «смотрящего» типа в ракетной технике.
14.3. Инфракрасные системы для управления транспортными средствами.
14.3.1. Инфракрасные наголовные и нашлемные системы (очки ночного видения).
14.3.2. Средства вождения наземного и водного транспорта.
14.4. Инфракрасные системы, используемые правоохранительными и другими органами и службами.
14.5. Инфракрасные системы в экологическом дистанционном мониторинге.
14.6. Применение инфракрасных систем «смотрящего» типа в промышленности и строительстве.
14.7. Инфракрасные системы «смотрящего» типа в медицине, биологии, астрономии и других отраслях науки.
14.8. Общие тенденции развития ИКС «смотрящего» типа.
Библиография.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Инфракрасные системы смотрящего типа, Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г., 2004 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать djvu
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - djvu - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по электронике :: электроника :: электротехника :: Тарасов :: Якушенков :: оптотехника :: инфракрасная система