红外系统 答案.pdf

一简答题 1.常用红外探测器按机理可分为几类？有何特点？红外探测器部分，第 7 页。2.描述探测器的主要性能参数有哪些？描述探测器工作条件的有哪些？红外探测器部分，第 15 页。3.为使红外探测器达到更好的性能，通常采用哪几种方式对探测器进行制冷？制冷器的工作原理包括物理和化学两种方法。根据使用场合和所需要制冷温度不同，可利用不同原理制成适当的制冷器。热成像系统使用的多为物理方法。主要有：1、利用相变制冷 即利用制冷工作物质相变吸热效应，如使用灌注式杜瓦瓶的液氮、液氢等的制冷；2、利用焦耳-汤姆逊效应制冷 即当高压气体的温度低于本身的转换温度并通过一个很小的节流孔时，气体的膨胀会使温度下降。如焦-汤制冷器，特点是结构简单、可靠性高、质量轻、体积小、无振动、无运动部件、噪声小、成本低、致冷速度快，致冷时间通常只需 1560s（秒）；3、利用气体的等熵膨胀制冷 即气体在等熵膨胀时，借膨胀机的活塞向外输出机械功，膨胀后气体的内位能要增加，从而要消耗气体本身的内功能来补偿，致使膨胀后温度显著降低。如斯特林闭循环制冷器，其特点是功耗低、尺寸小、质量轻；4、利用帕尔帖效应制冷 即用 N 型半导体和 P 型半导体作用偶对，当有直流电通过时电偶对一端发热，另一端变冷，如热电制冷器，又称为半导体或 温差电制冷器。热电探测器的主要优点是：全固态化器件、结构紧凑、寿命长；无运动部件，不产生噪音；不受环境影响；可靠性高。缺点是制冷器的性能系数（COP）较低，致冷量小，效率低；5、利用物体之间的热辐射交换制冷 如在外层空间利用外层宇宙的高真空，深低温来制冷。它的显著特点是无运动部件、长寿命、功耗小、无振动干扰。缺点是对轨道和卫星的构形有要求，对环境要求严格，入轨后需经过一段时间的加热放气后才能工作。4.红外光学系统的作用是什么？有什么特点？红外光学系统部分第 1 页 5.调制盘的主要作用是什么？调制曲线的物理意义是什么？第 1 问 红外探测系统第 5 页 第 2 问 红外探测系统部分第 12 页 6.采用调制盘的红外探测系统为什么要用基准信号产生器？红外探测系统部分第 17 页结合第 39 页(主要用于获取方位信息)7.采用扫描方式的红外探测系统用什么作为基准信号？红外探测系统部分第 30 页 8.红外系统的总视场由什么决定？瞬时视场由什么决定？两者有何关系？红外光学系统部分第 4 页 9.按接收系统对景物的分解方式，热成像系统可以分为哪三种类型？红外成像系统部分第 15 页 10.MTF 的物理意义及对热成像系统的实用意义是什么？看完再写，结合题目，结合红外系统。MTF 调制传递函数 红外热成像系统可被看作一个线性系统。器输出函数和输入函数之间存在的确定的关系 O(f)=Lout(f)/Lint(f)这种关系被称为光学传递函数。系统的调制传递函数 M(f)=|O(f)|物理意义：衡量热成像系统如实再现场景的程度，他是具有不同时空频率特性的各组成部分共同作用的结果。实用意义:大致如下：调制传递函数是实际像与理想像之间调制之比相对空间频率的函数。它用于评价热成像系统的光学成像质量。MTF 曲线越高越好，越说明光学成像系统光学质量越好。二简述题 1 红外系统主要又哪些基本模块组成？试画出基本组成框图并进行简要解释。绪论部分 第 5 页 2 画出目前常用的三种反射式系统(牛顿系统，卡塞格伦系统及格雷果里系统)的光路图，并且比较这三种系统的特点。红外光学系统部分 第 11 页 3 在通常的红外测量系统中，为什么要采用辅助光学系统(探测器系统)?红外探测系统部分 第 1 页 不确信 实在是找不到了 希望别考 4 在通常的红外探测器系统中，可采用十字叉型，L 型探测器来实现目标空间位置的探测，试比较十字叉，L 型方位探测系统的特点？红外探测系统部分 第 28 页 5 请比较光机扫描成像系统与凝视成像系统的特点？看完再写，结合题目，结合红外系统。相对扫描成像系统而言。在数码成像之初，由于探测器工艺限制，往往只有一个或几个感光器件参与成像，因此需要通过光机扫描器将光学系统所成的景物像依次投射到感光器件上，所以一幅完整的图片需要经过一段时间的扫描，然后将每次扫描获得的电信号存储在存储器中，最后进行合成。而凝视成像即通过大焦面的成像器件一次性的将视场内的景物同时成像，然后读出。照相机就是一种凝视成像系统，人眼也是一种凝视成像系统。但就侠义而言，主要指采用焦平面阵列探测器的探测系统，焦平面阵列，即 FPA，主要有 CCD，CMOS 器件，还有红外 CCD（IR CCD 或 IR FPA）。显然，由于没有光机扫描部件，凝视成像系统的光路要简单得多，而成像时间即为感光器件的积分时间。三讨论 假设红外系统采用热探测器，试以单元光机扫描方式为例，1.推到系统的 NETD.2.为了提供系统的热灵敏度，应采用扫描措施？3.利用如下参数，计算探测的 NETD.