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一種輻射面陣探測器及其掃描線跡圖像探測系統的制作方法_2

文檔序號:9273598閱讀:來源:國知局
拋面鏡的放大倍數、激光(微波)發射時間、CCD探測器的積分時間參數,解析獲得目標的輻射圖像、方位、距離與速度。
[0011]本發明還包括采用輻射面陣探測器的輻射探測導引系統,含有輻射轉換片、可見光位敏探測器、望遠系統、導引驅動組件、計算機圖像處理與導引控制系統,其特征在于:輻射轉換片的陣列網格緊貼在可見光位敏探測器的探測面上,所述輻射面陣探測器位于望遠系統的焦平面上,接收目標輻射信號,計算機處理系統采集目標輻射信號,與可見光位敏探測器原點(瞄準線十字中心)坐標進行比較,取差后輸出校正信號給導引驅動組件,控制載體向目標前進。
[0012]本發明的有益效果體現在以下幾個方面。
[0013](一)本發明由于采用了輻射面陣探測器,借助吸收納米粉的全波段高效率吸收特性和上轉換納米粉吸收紅外輻射發射可見光的特性,擴展了 CCD探測器的響應波段,提高了目標輻射信息的使用效率。
[0014]( 二)本發明由于采用了拋面鏡和輻射面陣探測器,實現了目標輻射單光路全波段接收,簡化了探測系統組成及其操作程序,避免了多個探測器的光軸精確校準,系統結構緊湊,全波段圖像有利于對真假目標的甄別。
[0015](三)本發明的掃描線跡圖像,使點目標圖像變為目標掃描線跡圖像,具有與掃描驅動臺運動相關的線跡特征,依此線跡特征提取目標,有利于快速小目標的探測。
[0016](四)本發明中輻射轉換片吸收脈沖激光(微波)輻射,吸收納米粉熱輻射馳滯使脈沖信號周期延長,轉換成可見光的脈沖信號周期延長,便于CCD探測器的接收,同時掃描減少了激光(微波)后向散射的影響。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明輻射面陣探測器原理圖。
[0018]圖2是本發明的目標掃描線跡圖像示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖1、附圖2對本發明作進一步的闡述。
[0020]優選實施例1:
[0021]根據圖1所示,本優選實施例提供的輻射面陣探測器包括輻射轉換片1、CCD探測器2,所述輻射轉換片I緊貼在CCD探測器2的探測面上,其特征在于:所述輻射轉換片I含有基片11、陣列網格12、吸收納米粉13、上轉換材料納米粉14,所述基片I是輻射能夠透過的薄的光學平板,本實施例優選100 μ m厚度的金剛石片,所述陣列網格12由附著在基片11上的金屬膜層刻蝕出陣列圖案構成,本實施例優選鍍金膜層上光刻形成方形陣列網格,鍍金膜層厚度為500nm,網格間隔為2 μπι,網格線的線寬為250nm,所述陣列網格12的每個網格通孔內依次填充一層所述吸收納米粉13和上轉換材料納米粉14,構成一個轉換單元,本實施例優選絲網印刷技術,將吸收納米粉13和上轉換材料納米粉14均勻的涂覆在每個網格通孔內上,陣列網格上的金屬膜層網格線阻止轉換單元之間的輻射,減少了串擾,所述吸收納米粉13優選鎢納米粉;金剛石片表面吸收3 μm-5 μπι波段中紅外輻射,轉換為熱輻射穿過金剛石片,被吸收納米粉13吸收;除3μπι-5μπι波段以外,從紫外輻射到遠紅外輻射穿過金剛石片,被吸收納米粉13吸收;微波輻射穿過金剛石片,被陣列網格吸收局部溫度升高,其熱輻射被吸收納米粉13吸收;吸收納米粉13的溫度升高,發出紅外輻射被上轉換材料納米粉14吸收,發射可見光;輻射轉換片I吸收目標輻射能量,輻射波段從紫外輻射直到遠紅外輻射及微波輻射,吸收納米粉13的溫度升高,發出紅外輻射被上轉換材料納米粉14吸收,發射可見光;所述輻射轉換片I的網格緊貼在CCD探測器2的探測面上,阻止了各個轉換單元之間吸收納米粉微粒層與上轉換材料納米粉微粒層的串動,使輻射轉換片I上吸收納米粉與上轉換材料納米粉分布均勻,確保了輻射面陣探測器的響應靈敏度面均勻性;目標發射/反射/散射的輻射能量照射輻射轉換片1,吸收納米粉13溫度升高,發出的紅外輻射被上轉換材料納米粉14吸收,發射可見光,所述CCD探測器2接收可見光形成目標圖像,實現對目標輻射圖像的探測,納米微粒的質量小,對紅外輻射能量的吸收效率高,輻射轉換片I的響應靈敏度高。
[0022]優選實施例2:
[0023]本優選實施例用于區域監視系統,包括采用輻射面陣探測器的掃描線跡圖像探測系統,含有輻射面陣探測器、拋面鏡、掃描驅動臺、激光(微波)照射系統、計算機掃描線跡圖像處理系統,其特征在于:所述輻射面陣探測器的探測面位于所述拋面鏡的焦平面上,接收目標輻射掃描,形成掃描線跡圖像;所述拋面鏡為卡塞格林望遠鏡,所述掃描驅動臺是是受計算機控制以一定角速度ω運動的轉動平臺,輻射面陣探測器和卡塞格林望遠鏡固連在轉動平臺上,且實時記錄轉動平臺的運動軌跡,使目標輻射圖像在輻射面陣探測器的探測面上掃描,掃描線跡輻射能量被輻射轉換片吸收,使得吸收納米粉的溫度升高,發出掃描線跡的紅外輻射圖像,被上轉換材料納米粉吸收,發射掃描線跡可見光圖像,所述CCD探測器接收掃描線跡可見光圖像,實現對目標輻射圖像的探測;根據圖2所示,所述激光(微波)照射系統在h時刻發射脈沖激光(微波),照射目標,所述輻射面陣探測器的CCD探測器從h時刻到t 3時刻接收目標形貌輻射能量和脈沖激光(微波)后向散射輻射能量,由于目標與輻射面陣探測器相對運動,CCD探測器接收到目標掃描線跡輻射圖像和脈沖激光(微波)后向散射掃描線跡輻射圖像,記錄了從h時刻到13時刻目標輻射圖像的運動軌跡,掃描過程中,所述輻射面陣探測器始終以未輻照轉換單元接收目標輻射,從而減少了激光(微波)后向散射的影響,其中:目標掃描線跡圖像的長/短表示了目標在掃描方向上的反/正向運動快慢,目標掃描線跡圖像的粗細變化表示了目標姿態變化和距離的遠近,目標掃描線跡圖像的方向偏離掃描驅動臺掃描線跡,表示了目標在掃描驅動臺掃描線跡垂直方向的運動,t2時刻接收到目標的漫反射脈沖激光(微波)輻射圖像,當t2小于t3時,目標漫反射激光(微波)脈沖輻射圖像疊加在目標輻射掃描線跡圖像上,構成目標的激光(微波)輻射掃描線跡圖像;目標掃描線跡圖像記錄了 Vt3時間間隔內激光(微波)后向散射、目標輻射(散射/反射/漫反射)隨時間延續和空間相對運動的所有輻射信號的變化;所述計算機掃描線跡圖像處理系統采用卷積方法編制圖像復原程序,依據掃描驅動臺的方位和運動速度、拋面鏡的放大倍數、激光(微波)發射時間、CCD探測器的積分時間參數,解析獲得目標的輻射圖像、方位、距離與速度。
[0024]優選實施例3:
[0025]本優選實施例用于輻射探測導引系統,含有輻射轉換片1、可見光位敏探測器、望遠系統、導引驅動組件、計算機處理與導引控制系統,其特征在于:輻射轉換片I的陣列網格12緊貼在可見光位敏探測器的探測面上,所述可見光位敏探測器位于望遠系統的焦平面上,接收目標輻射圖像,所述可見光位敏探測器是硅-四象限探測器,計算機處理系統采集目標輻射圖像在硅-四象限探測器上的四路電流響應,第一象限和第三象限取差,第二象限和第四象限取差,輸出反向校正信號給導引驅動組件,控制載體向目標前進。
【主權項】
1.一種輻射轉換片(1),含有基片(11)、陣
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