摘要：对APD阵列信号采集电路进行了深入研究,着重分析其增益温度补偿实现方法。系统采用集成DC-DC高压模块为APD阵列提供高压偏置,以提高系统可靠性。高压模块输出电压可通过数字电位计进行软件控制,也可通过常规电位计手动调节,增强系统增益调节的灵活性。为保持APD增益恒定,需在环境温度变化时,APD偏压与APD击穿电压成比例变化。详细分析了基于温敏二极管、温敏电阻及带温度传感器的数字电位计的增益温度补偿方法。APD阵列在激光照射下生成的电流信号经跨阻放大器转换成电压输出。最后,对电路性能进行了测试。分析表明:基于温敏二极管的增益补偿方法设计简便;采用温敏电阻的增益补偿方法只能实现部分温度范围的线性补偿;应用带温度传感器的数字电位计进行温度补偿时存在锯齿效应,该锯齿效应与温度分辨率有关,在温度分辨率为4℃时,偏差最大可达4.57 V。测试结果显示:在激光脉冲宽度为5.1 ns时,模块输出电压脉宽达到10 ns。整个电路满足后续系统设计要求。

摘要：在编码孔径成像光谱仪中,由于数字微镜器件(DMD)工作在倾斜光路中,导致编码元在探测器上产生非对称形变,解码时无法确定所获编码图像各像素对应的编码方式。为解决这一问题,提出"非对称形变的规则条纹校正"方法,通过规则条纹在探测器上产生变化,直观地观察编码元形变,根据已知条纹规则,即可定量分析图像的形变量并进行校正。该方法可以保证在系统全视场清晰成像的前提下实现对编码图像的校正。首先介绍了所设计光谱仪的成像原理以及编码元的形变原因,其次在实验过程中调节探测器以获得全清晰视场,最后利用提出的方法对编码图像进行处理。实验表明,处理后图像与理论值的相似度比未处理时高37.87%,图像恢复DMD加载的图样形状,为后续的解码运算奠定了基础。

摘要：针对航空光电平台运动拍摄过程中视频抖动问题和电子稳像的实时性要求,实现一种基于位平面匹配算法的FPGA实时电子稳像平台。首先利用格雷码位平面匹配方法估计局部运动向量,然后利用中值法得到全局运动向量并对其低通滤波得到运动补偿量,最后利用补偿量对抖动视频进行补偿,从而输出稳定视频。利用位平面进行局部运动向量估计时,提出采用多位并行匹配的方法,提高了FPGA并行性以及匹配速度。详细设计了稳像平台中视频采集控制、图像存储、运动估计、运动滤波以及运动补偿等功能单元的FPGA实现。实验结果表明,该稳像平台能够完成帧频为25帧/秒、分辨率为720×576模拟视频的实时电子稳像,适用于实时性应用。

摘要：对200 mm口径的硅铝合金平面反射镜及其支撑结构设计进行了研究.从反射镜及其支撑结构的材料选择、反射镜的轻量化设计以及柔性支撑结构设计3个方面,优化设计出了一种背部开放式、三角形轻量化孔、背部四点支撑的硅铝合金平面反射镜组件.通过有限元分析了硅铝合金反射镜组件的在重力和热作用下的面形变化以及力学特性,1g重力载荷和20℃±20℃温度变化下,反射镜的面形RMS值分别为7.7 nm和32.2 nm,反射镜组件结构的一阶模态为386 Hz.最后,进行了反射镜组件的动力学测试,测得反射镜组件的一阶谐振频率为351 Hz,结果表明反射镜组件满足设计要求.该硅铝合金反射镜组件的设计对航空光电成像载荷主反射镜系统设计具有借鉴意义.

摘要：为实现步进电机控制器系统升级,深入探讨了S3C2440A在步进电机控制器人机交互接口中的应用。S3C2440A内部具有专用的触摸屏接口和LCD控制器,可方便实现与触摸屏和LCD的无缝连接。在介绍步进电机控制器结构的基础上,给出了S3C2440A与触摸屏和LCD的接口电路,并对其应用程序设计进行了详细分析。通过等待中断模式和X/Y坐标连续转换模式的结合实现触摸屏触点信息的采集,并介绍了触摸屏的三点校正方法,最后给出了示例代码。以320×240TFT LCD为例,对LCD控制器的时序、缓冲区设置和显示数据格式进行了详细分析,同样给出了应用程序代码。最后,完成了系统运行实验。实验结果表明,S3C2440A与触摸屏和LCD接口方便,采用该结构可简化硬件系统设计,并减轻系统运行负荷。整个系统运行可靠。

摘要：针对中波红外320×240制冷型探测器,设计了一套双视场红外光学系统,并利用机电主动补偿法补偿温度焦移,实现系统的无热化设计。该系统采用轴向移动式变焦,通过轴向移动变倍组实现视场切换。并对设计结果进行了像质评价。设计与分析结果表明:在3.7-4.8μm波段,该系统实现了50-200mm两档变焦,且满足100%冷阑匹配,在-50°~60°度温度范围内,系统Nyquist频率处MTF值均大于0.5。该系统具有高像质、结构简单和无热化等特点。

摘要：为了降低航空相机反射镜在复杂且恶劣环境下的面形误差,通过选用合适的光学材料、合理的支撑方式,对系统反射镜支撑组件进行了静力学、动力学建模,优化了结构形式。采用光机热集成分析方法,指导、评价和优化相机光机系统设计过程,提高结构固有频率,增强相机热稳定性适应范围。相机结构设计基频大于200Hz,在±5℃均匀温变工况和重力作用下,相机反射镜面形PV值小于λ/10,RMS值小于λ/40,光学系统传递函数(MTF)达到0.44。结果表明,采用该方法设计的光机结构固有频率高,重力及热耦合变形、抗振性能等方面均能满足要求,系统具有良好的成像质量。

摘要：为了保证无人机载光电平台稳定可靠的工作,实现了一种升降机构的优化设计。针对载荷重量、行程大小、升降时间等关键指标,设计出一种满足接口要求和设计约束条件并且工作稳定可靠的升降结构。优选确定螺旋传动形式的升降方式,进而确定了系统的工作原理和工作流程。结合实际结构形式,确定了电机、齿形带、齿形带轮和丝杠螺母副等关键单元的的选型,保证系统能够在负载为22 kg情况下,完成275 mm的总行程,所需时间为16.2 s,总质量为4.8 kg。试验验证表明系统工作稳定可靠,对同类型升降机构的设计具有一定的工程借鉴意义。

摘要：通常情况下,通过多参量计算得到的空间相机像移速度中含有随机误差,必须要对其进行滤波处理,否则将会影响像移补偿的控制精度,导致图像质量下降。通过对像移速度误差统计特性的分析,提出了一种基于小波变换的处理对策。为实时处理并应用,设计了基于滑动窗分解和重构的处理结构,引入了Donaho阈值降噪算法,并设计了基于SOC的硬件滤波芯片。通过滤波处理后信噪比提高了9.78dB,取得了理想的滤波效果,适合在实际工程中采用。

摘要：数字微镜器件(DMD)作为红外景象生成器,以其帧频高、空间频率高、灰度等级高、均匀性好等优势,在红外成像制导目标模拟器的研究中受到普遍关注。分析了DMD的工作原理,提出了红外成像制导目标模拟器的组成方案,在实现高模拟温度(大于400℃)的同时,灰度等级能达到214。完成了照明系统的光学设计和灰度轮设计。