Широкоспектральные квантовые приборы обнаружения теплоизлучающих объектов

• Автор: Филатов, Сергей Витальевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.
1. АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КВАНТОВЫХ ПРИБОРОВ ОБНАРУЖЕНИЯ ТЕПЛОИЗЛУЧАЮЩИХ ОБЪЕКТОВ

1.1. ИСТОЧНИКИ ИКИЗЛУЧЕНИЯ

1.1.1. ЕСТЕСТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИКИЗЛУЧЕНИЯ ФОНЫ

1.1.2. ИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ ЦЕЛИ

1.2. ОСЛАБЛЕНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ АТМОСФЕРОЙ.

1.3 ПРИЕМНИКИ ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1.

2. ВЫСОКОТЕМРЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ПРИЕМНИК ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ

2.1. СУЩНОСТЬ ФИЗИЧЕСКОГО ПОДХОДА К ИЗМЕРЕНИЮ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПО ВРЕМЕНИ НАХОЖДЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА В ЗОНЕ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ.
2.2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВТСП ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА С
АНОМАЛЬНЫМ ЭФФЕКТОМ ЗАВИСИМОСТИ ШУМОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ .
2.3. ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ШИРОКОСПЕКТРАЛЬНОГО
КВАЗИБОЛОМЕТРИЧЕСКОГО ПРИЕМНИКА ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2
3. ШИРОКОСПЕКТРАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ ТЕПЛОИЗЛУЧАЮЩИХ ОБЪЕКТОВ
3.1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ.
3.2. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
3.2.1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ.
3.2.2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ШИРОКОСПЕКТРАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ОБНАРУЖЕНИЯ
4.1. ОСНОВНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.
4.1.2 СТАНДАРТИЗАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ.
4.1.3 ПОГРЕШНОСТЬ ТЕМПЕРАТУРНОЙ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СИСТЕМ ПРИ РЕАЛЬНОМ ХАРАКТЕРЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
4.2. ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМЫ.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Обеспечение высокой достоверности при распознавании теплоизлучающих объектов ставит принципиально новые задачи перед аппаратурной частью, основными из которых являются: обеспечение регистрации тепловых изображений в широком температурном интервале, начиная от минусовых температур, при постоянной температурной чувствительности системы, обеспечение стандартизации изображения по числу элементов разложения и температуре в пределах выбранной зоны информативности. Эти требования и определяют актуальность темы диссертации. Необходимость проведения комплекса исследований, которые бы позволили восполнить указанные пробелы, определила цель работы. Решение комплексной проблемы повышения эффективности широкополосных квантовых приборов обнаружения и распознавания теплоизлучающих объектов. Разработаны теоретические основы и методология создания широкоспектральных приемников лучистой энергии, построенных на использовании эффекта высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП), путем определения потока измеряемого оптического излучения по времени нахождения чувствительного элемента в зоне сверхпроводимости. Разработана математическая модель ВТСП приемника лучистой энергии и сформулированы рекомендации по оптимизации его точностных характеристик. На базе проведенных исследований разработаны рекомендации и осуществлена практическая реализация ИК приборов обнаружения и распознавания с тактико-техническими характеристиками, обеспечивающими сохранение постоянства температурной разрешающей способности при положительных и отрицательных температурных контрастах. Методология и принцип создания широкоспектрального приемника лучистой энергии, построенного на использовании эффекта высокотемпературной сверхпроводимости по измерению времени нахождения чувствительного элемента в зоне сверхпроводимости. В основу методологии положены результаты математического моделирования приемника лучистой энергии с аномальным эффектом изменения шумовой характеристики в зоне сверхпроводимости. Принципы и методические основы создания автоматизированной широкоспектральной системы обнаружения и распознавания с использованием структурно-стохастического метода анализа тепловых полей. Результаты практической реализации разработанной системы обнаружения. В диссертационной работе решена важная научно-техническая задача создания высокоинформативиой системы обнаружения и распознавания широкого класса теплоизлучающих объектов. ВТШ приемника излучения, по которой проводится расчет шумовых характеристик. Разработанные автором рекомендации, схемотехнические решения и алгоритмы обработки тепловых изображений использованы рядом организаций Минобороны РФ, на предприятиях, в научных и медицинских учреждениях. Результаты работы используются в учебном процессе МИРЭА в виде учебных пособий и экспериментально-лабораторной базы. Основные результаты диссертации докладывались на международных и национальных конференциях и совещаниях и опубликованы в печатных трудах. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Основное содержание изложено на 1 страницах текста, иллюстрированного рисунками и таблицами. В общем случае схема оптико-электронной системы обнаружения теплоизлучающих объектов имеет вид, представленный на рис. Следует отметить, что представленная схема содержит только те элементы, которые, в конечном итоге, определяют работоспособность системы []. Оптическое излучение объекта (цели) на фоне, который может включать в себя искусственно создаваемые помехи, проходит через промежуточную среду (атмосфера или другая среда, ослабляющая излучение) и улавливается оптической системой (ОС) прибора, направляющей его на приемник лучистой энергии ПЛЭ, где вырабатывается электрический сигнал, который в зависимости от назначения прибора, преобразуегся определенным образом. Одной из главных задач, решаемых в передающем тракте является выделение сигнала из шума. Описание различных типов источников излучения, невозможно без оценки доли энергии, приходящейся на различные участки спектра [] излучения абсолютно черного тела (АЧТ). Ж(іт. Выбирая из таблицы, приведенной в книге Ш. Фабри "Введение в фотометрию" (г.