本文選題：合成孔徑 + 紅外��； 參考：《中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)》2015年碩士論文

【摘要】：光學(xué)系統(tǒng)的分辨能力與其口徑成正比,而系統(tǒng)口徑受到體積、質(zhì)量及加工成本的限制。合成孔徑系統(tǒng)是采用了多個(gè)子孔徑來獲得相當(dāng)于大口徑系統(tǒng)的分辨能力的光學(xué)系統(tǒng),其相對(duì)單口徑光學(xué)系統(tǒng)有質(zhì)量更輕,加工成本更低等優(yōu)點(diǎn)。此外,對(duì)于空間光學(xué)系統(tǒng),大孔徑光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)射成本很高,而使用質(zhì)量輕且可折疊的合成孔徑系統(tǒng)可以有效降低發(fā)射成本,因此合成孔徑系統(tǒng)在空間成像應(yīng)用中有廣闊的前景。本文調(diào)研了國(guó)內(nèi)外合成孔徑光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,研究了邁克爾遜式和菲索式兩種合成孔徑光學(xué)系統(tǒng)的成像原理,論述了這兩種合成孔徑系統(tǒng)在頻域覆蓋、保證子孔徑間共相、恢復(fù)目標(biāo)像等方面的關(guān)鍵技術(shù),并分析了兩者的區(qū)別和適合的應(yīng)用領(lǐng)域。針對(duì)對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一個(gè)推掃成像的菲索式紅外合成孔徑光學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作波段為8~10μm,通過兩個(gè)子孔徑合成將系統(tǒng)在沿軌方向的分辨能力,在穿軌方向則通過亞像元算法提升成像質(zhì)量。本系統(tǒng)是基于卡塞格林結(jié)構(gòu)的折反射式光學(xué)系統(tǒng),該系統(tǒng)采用雙孔徑結(jié)構(gòu)提升了系統(tǒng)的成像質(zhì)量,通過軟件仿真分析了系統(tǒng)的加工和裝配容差,并給出了檢測(cè)裝調(diào)方案。在紅外光學(xué)系統(tǒng)中,零件自身的熱輻射到達(dá)探測(cè)器會(huì)降低的信噪比,為需要降低工作溫度來對(duì)其進(jìn)行抑制,通過軟件分析不同溫度下系統(tǒng)中各光機(jī)部件自身熱輻射到達(dá)像面的輻照度,得到為保證系統(tǒng)信噪比需要達(dá)到的儀器工作溫度。計(jì)算了在低溫下透射材料折射率的改變、各光學(xué)零件的面型變化以及元件間間隔的變化,并仿真了變化后系統(tǒng)的成像質(zhì)量。設(shè)計(jì)結(jié)果及分析表明,該系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)合理,性能滿足設(shè)計(jì)要求,雙子孔徑結(jié)構(gòu)和亞像元等方法的結(jié)合有助于在保證系統(tǒng)分辨能力的同時(shí)降低系統(tǒng)的重量和加工難度。通過本課題研究,對(duì)提高推掃成像系統(tǒng)的空間分辨率的技術(shù)途徑進(jìn)行了有益的探索。
[Abstract]:The resolution of optical system is proportional to its aperture, and the aperture of optical system is limited by volume, quality and processing cost. Synthetic aperture system (SAR) is an optical system which uses multiple sub-apertures to obtain the resolution of large aperture system. Compared with single aperture optical system, synthetic aperture system has the advantages of lighter quality and lower processing cost. In addition, for space optical systems, large aperture optical systems have high emission costs, while the use of lightweight and foldable synthetic aperture systems can effectively reduce launch costs. Therefore, synthetic aperture system has a broad prospect in space imaging applications. In this paper, the development of synthetic aperture optical systems at home and abroad is investigated. The imaging principles of Michelson and Fisso synthetic aperture optical systems are studied, and the coverage of these two synthetic aperture systems in frequency domain is discussed. The key technologies of target image restoration are analyzed, and the difference between them and the suitable application fields are analyzed. According to the characteristics of Earth observation system, a Fresso infrared synthetic aperture optical system for push-scan imaging is designed. The operating band of the system is 8 ~ 10 渭 m. The resolution of the system along the orbit direction is improved by two sub-aperture synthesis, and the imaging quality is improved by the sub-pixel algorithm in the transorbital direction. This system is a refraction optical system based on Cassegrain structure. The system adopts double aperture structure to improve the imaging quality of the system. The machining and assembly tolerance of the system is analyzed by software simulation, and the detection and adjustment scheme is given. In an infrared optical system, the thermal radiation of the parts themselves will reduce the signal-to-noise ratio (SNR) of the detector, so it is necessary to reduce the working temperature to suppress it. By analyzing the irradiance of the components of the optical machinery at different temperature to the image plane, the working temperature of the instrument is obtained to ensure the signal-to-noise ratio of the system. The change of refractive index of transmission material, the surface shape of each optical part and the interval between components are calculated at low temperature, and the imaging quality of the system is simulated. The results of design and analysis show that the optical structure of the system is reasonable and the performance of the system meets the design requirements. The combination of the double sub-aperture structure and sub-pixel is helpful to reduce the system weight and processing difficulty while ensuring the system resolution. Through the research of this subject, a useful exploration is made to improve the spatial resolution of the push-scan imaging system.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN219

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 方舟 ,嚴(yán)寒 ,小平;光學(xué)系統(tǒng)與檢測(cè)[J];光機(jī)電信息;2002年09期

2 趙承良;陸璇輝;;高階貝塞爾-高斯光束通過一階失調(diào)光學(xué)系統(tǒng)的傳輸[J];激光與紅外;2006年01期

3 岑兆豐;李曉彤;;光學(xué)系統(tǒng)溫度效應(yīng)分析和無熱化設(shè)計(jì)[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2009年02期

4 Frederick P.Colarasso ,馮生榮;一種小巧的四反射鏡光學(xué)系統(tǒng)[J];紅外技術(shù);1981年02期

5 О.НБудадин ,王健良;熱象儀的光學(xué)系統(tǒng)[J];紅外技術(shù);1982年06期

6 胡立平;;提高投影電視光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量的若干措施[J];電視技術(shù);1982年01期

7 馬天一;;熱像儀的光學(xué)系統(tǒng)[J];紅外與激光技術(shù);1982年02期

8 高志榮;;光學(xué)系統(tǒng)實(shí)際中心偏的計(jì)算[J];光學(xué)工程;1984年05期

9 韓心志;推帚-光機(jī)混成式掃描光學(xué)系統(tǒng)[J];紅外研究(A輯);1986年03期

10 陳忠良;;86年歐洲光學(xué)、光學(xué)系統(tǒng)及其應(yīng)用會(huì)議[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1987年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 魏君成;王成;張童;;空間高級(jí)光學(xué)系統(tǒng)環(huán)境試驗(yàn)概述[A];第十一屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2006年

2 陳曉麗;楊秉新;;實(shí)現(xiàn)甚高分辨率空間遙感器的可展開光學(xué)系統(tǒng)[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第十七次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

3 向陽(yáng);白聞喜;姜會(huì)林;胡家升;;目視硬性內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

4 吳亦農(nóng);黃志光;馮旗;;空間低溫光學(xué)系統(tǒng)研究進(jìn)展[A];2007年全國(guó)第十六屆十三省（市）光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

5 李劍白;李小蕓;齊豪;陳常彥;;光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量評(píng)價(jià)基本指標(biāo)體系及其選用[A];第十三屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2010年

6 付躍剛;王春艷;王志堅(jiān);;穩(wěn)像光學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)像精度測(cè)試原理方案探討[A];第九屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2001年

7 唐敏學(xué);沈?yàn)槊?;激光全息技術(shù)校正口徑500mm光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)誤差[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

8 范清春;劉海波;宿德志;譚吉春;;光學(xué)系統(tǒng)無熱設(shè)計(jì)及在星敏感器中的應(yīng)用[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2009年

9 葉露;沈湘衡;;多譜段、多光軸精密儀器光學(xué)系統(tǒng)光軸平行性的檢測(cè)方法[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

10 周文超;彭勇;徐宏來;;大口徑光學(xué)系統(tǒng)綜合像差外場(chǎng)檢測(cè)的方法[A];高精度幾何量光電測(cè)量與校準(zhǔn)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 ;聯(lián)想 引入光學(xué)系統(tǒng)差異化[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2004年

2 劉春林;聯(lián)想以品質(zhì)注解品牌內(nèi)涵[N];中國(guó)企業(yè)報(bào);2004年

3 邢廣;10G以太網(wǎng)的物理接口選擇[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 閆阿奇;大視場(chǎng)三線陣立體航測(cè)相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2015年

2 米鳳文;衍/折紅外混和光學(xué)系統(tǒng)及其測(cè)試技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2001年

3 楊曉飛;三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助裝調(diào)技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2005年

4 呂博;新型空間飛行器交會(huì)對(duì)接光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2015年

5 吳泉英;稀疏孔徑光學(xué)系統(tǒng)成像研究[D];蘇州大學(xué);2006年

6 常虹;透射式紅外系統(tǒng)熱光學(xué)穩(wěn)定性關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

7 龍波;輕小型折反式光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2013年

8 李娜娜;重疊型復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)的研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2010年

9 任百川;偏軸光學(xué)系統(tǒng)矢量像差理論研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2012年

10 周昊;高變焦比中波紅外連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳輝;靈巧槍彈探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[D];南京理工大學(xué);2015年

2 曹杏;光學(xué)系統(tǒng)的孔徑遮欄比對(duì)偏振光束傳輸特性的影響[D];西安工業(yè)大學(xué);2015年

3 楊國(guó)鋒;光學(xué)系統(tǒng)中心偏誤差分析方法研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2015年

4 劉剛;激光與可見光、紅外三光軸瞄準(zhǔn)偏差測(cè)試技術(shù)研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2015年

5 陳靜;非均勻污染對(duì)卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)的影響研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 劉盛典;非均勻溫度變化對(duì)卡塞格倫式光學(xué)系統(tǒng)的影響分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 陶曾;高分辨率中長(zhǎng)焦光學(xué)系統(tǒng)裝校檢測(cè)平臺(tái)研究設(shè)計(jì)[D];福建師范大學(xué);2015年

8 陳麗娜;光纖熔接機(jī)的高清晰雙攝像頭視頻顯微系統(tǒng)的研制[D];福建師范大學(xué);2015年

9 黃焓;用于光場(chǎng)成像的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究[D];浙江大學(xué);2015年

10 石濮瑞;無運(yùn)動(dòng)部件反射式變焦光學(xué)系統(tǒng)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1875417