电视探测系统特性与作用距离研究.pdf

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1、总第２５６期舰船电子工程Vol．３５No．１０２０１５年第１０期ShipElectronicEngineering１７３磁电视探测系统特性与作用距离研究刘东涛（海军驻大连４２６厂军事代表室大连１１６０００）摘要从CCD光电转换与光谱响应特性入手，论述了电视探测系统探测目标在不同环境、背景下探测距离与目标／背景对比度的关系，给出了电视探测作用距离的估算方程，最后提出提高电视探测作用距离的几点建议。关键词CCD光电转换；目标背景对比度；分辨率；作用距离中图分类号TN２DOI：１０．３９６９／j．issn．１６７２‐９７３０．２０１５．１０．０

2、４４ResearchonCharacteristicsandDetectionDistanceofTVDetectionSystemLIUDongtao（NavyRepresentativeOfficeinDalianNo．４２６Factory，Dalian１１６０００）AbstractStartingfromtheCCDphotoelectricconversionandspectralresponsecharacteristics，thetelevisiondetectingsystemindifferentenvironment，u

3、nderthebackgroundoftargetdetectionrangeandtarget／backgroundcontrastaredis‐cussed，theequationforestimatingtelevisiondetectiondistancearegiven，andfinallysomesuggestionsareputforwardtoimprovethedetectingdistanceofthesystem．KeyWordsCCDphotoelectricconversion，targetbackgroundc

4、ontrast，resolution，detectiondistanceClassNumberTN２有特性和性能直接相关，本文描述了CCD特征参１引言数，并给出了电视探测系统的作用距离分析计算方光电探测系统在现代化战争中发挥着重要作法。用，红外探测系统因探测机理是对温度辐射而言，在不良天气和夜间观察能力受到重视。而电视探２CCD光电转换特性与响应度测系统是对目标的光而言，它受制于气象影响，不２．１CCD光电转换具有夜间能力，但电视探测系统因具有分辨率高、CCD是以半导体为基座的电耦合器件，特点观察图像清晰、体积小等优点，作为光电系统传感是

5、以电荷作为信号，而不是以电流和电压为信号，器同样得到广泛应用。随着科学技术的发展和国CCD的基本功能就是电荷的存储和电荷的转移，家装备现代化步伐加快，电视成像系统在光电探测因此CCD的工作原理就是接收光能量，产生信号系统中发挥越来越大的作用。在西方发达国家新电荷、存储电荷、传输电荷和检测电荷。近研制瞄准吊舱系统中都有电视探测通道，甚至已输入曝光量与输出信号电压的关系称为CCD［１］的光电转换特性，它可用下列方程表示：经使用了彩色电视系统。CCD作为一种新型阵列式光电转换器，由于＝ax＋b（１）能够将图像的光强分布转换成电信号而得到了广式中

6、，x为曝光量H（lx．s），y为输出电压（V），b为［２］泛应用。电视探测系统除微光外都采用CCD电当曝光量x＝０时CCD的输出暗电压（V），为耦合光敏器件，因此系统的探测性能与CCD的固CCD的光响应度（V／lx．s），y为光电转换系数。磁收稿日期：２０１５年４月５日，修回日期：２０１５年５月２１日作者简介：刘东涛，男，高级工程师，研究方向：作战系统。１７４刘东涛：电视探测系统特性与作用距离研究总第２５６期一个好的CCD图像传感器应具有高的光响应而目标反射地面光的贡献为度和低的输出暗电压。ρIou＝·Eou··Aκρ（６）π２．２CCD

7、光谱响应Si‐CCD光谱响应峰值波长≈０．７８μm；长波限式中，Iou为目标反射地面光对发光强度的贡献，Eouf≈１．１μmλ，响应于Si半导体的禁带宽度（Eg）为地面光在目标上的照度，A为目标在观ρ测方向的１．１２eV间的本征光吸收之截止波长。投影面积，为A的有κ效利用ρ系数。１．２４上述二者之和即为目标反射光强度，即：f＝λ（２）gΕρIo＝Ios＋Iou＝（Eos·As＋Eou··A）（７）２．３CCD照度分配πCCD是积分型器件，输出电压信号既与CCD式中，Eos是太阳在大气层外的照度，常取值为１．５４感光照度有关，也与两次采样的

8、间隔时间有关。I×１０lx，As、Eou取值可参考摄影作用距离中讨论选代表其输出电流信号，以E表示在CCD光敏面上取。照度，t代表两次采样间隔时间。则有如下关系：３．１．２发光强度为Io目标的