В.В.Коротаев и др. | Основы тепловидения (2012) [PDF]

СОДЕРЖАНИЕ ... 3
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ ... 5
ВВЕДЕНИЕ ... 8
1. Тепловидение ... 9
1.1 Термины и определения по ГОСТ Р 8.619-2006... 9
1.2 Общие положения ... 10
1.3 Применение тепловидения ... 12
1.3.1 Некоторые применения тепловизионных устройств в военном деле и промышленности... 13
1.3.2 Тепловое излучение. Теоретические расчёты. ИК материалы ... 14
1.4 Прохождение излучения через атмосферу... 17
1.4.1 Влияние гидрометеоров ... 19
1.4 – График затухания излучения в тумане и дожде ... 19
1.4.2 Концепция комплексирования тепловизионных каналов... 21
1.5 ИК материалы... 22
1.5.1 Основные положения ... 22
1.5.2 Выбор оптических материалов для приборов ракетной техники ... 25
1.5.3 Выбор оптических материалов для комплексированных систем ИК и ТГЦ каналов формирования изображений ... 28
1.6 ИК приёмники излучения ... 29
1.7 Общая оценка и расчёты... 34
1.7.1 Расчёты коэффициента эффективности в зависимости от количества элементов приемников... 38
1.7.2 Расчет чувствительности канала ТпВ ... 41
1.7.3 Выбор спектральных диапазонов в неблагоприятных условиях наблюдения... 43
1.8 Анализ состояния с разработкой топологии болометрических приемников... 45
2. Основы построения тепловизионных систем ... 52
2.1 Общий принцип устройства тепловизоров ... 52
2.2 Типовые схемы тепловизионных систем 0-го, 1-го и 2-го поколений ... 52
2.2.1 Системы сканирования для ИК радиометров-тепловизоров «замороженного» изображения... 52
2.2.2 Тракты обработки сигналов тепловизоров первых поколений [27] ... 61
2.2.3 Системы восстановления постоянной составляющей сигнала ... 67
2.2.4 Системы цифровой регистрации и отображения информации... 68
2.3 Тепловизоры 3-го поколения... 71
2.3.1 Модульные блоки формирования сигналов ТпВ III-го поколения... 72
2.3.2 Выбор микросхем согласования чувствительных элементов матричного QWIP с АЦП ... 73
3. Нанотехнологии в тепловидении ... 78
3.1 Квантовые структуры... 78
3.2 Укладывая атомы ... 79
3.3 Квантовые ямы ... 80
3.4 Структуры с одномерным электронным газом (квантовые нити)... 80
3.5 Структуры с нуль-мерным электронным газом (квантовые точки) ... 81
3.6 Сверхрешетки ... 83
3.7 Матричные QWIP. Последние разработки ... 85
4. Современное состояние развития тепловизионных систем... 86
4.1 Матричные тепловизоры ... 89
4.1.1 Многоканальная тепловизионная система для сверхдальнего обнаружения фирмы FLIR ... 89
4.2 Перспективы развития и применения ТПС ... 91
4.2.1 Комплексированные системы совмещения ТпВ изображений... 91
4.2.2 Комплексированная система совмещения ИК и ТГЦ изображений ... 96
4.2.3 Выбор матрицы чувствительных элементов для построения комплексированной системы ИК и субмиллиметрового видения ... 97
4.2.4 Обоснование построения нового класса тепловизионных систем ... 100
4.2.5 Выводы... 102
5. Экспериментальные данные по фоно-целевым характеристикам в ИК области спектра ... 103
5.1 Реально наблюдаемые контрасты морских объектов... 103
5.2 Наземные объекты наблюдения ... 104
5.3 Промышленные и жилые объекты ... 104
5.4 Воздушные объекты... 105
5.5 Объекты типа «Танк»... 106
5.6 Цели типа «Ангары» ... 107
5.7 Неблагоприятные условия наблюдения... 107
5.8 Основные задачи по подъёму тепловизионного приборостроения... 108
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ... 109