高帧频面阵CCD成像技术研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王跃明 |
| 答辩日期 | 2005-06-13 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 薛永祺 |
| 关键词 | 高帧频面阵ccd 帧转移 工作帧频 驱动电路 遮光板 空间超光谱成像仪 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 超光谱成像技术是一种重要的对地观测手段。面阵CCD是推帚式超光谱成像仪的重要组件，高帧频面阵CCD成像技术是空间高分辨率超光谱成像仪的关键技术之一。论文以这样的应用背景展开对高帧频面阵CCD成像技术的深入研究，主要内容包括： 1．建立面阵CCD驱动时钟传输线离散模型，从理论上分析了帧转移型面阵CCD工作帧频的限制因素,并用软件仿真进行了验证，仿真结果为驱动电路设计提供了参考依据。面阵CCD的功率耗散导致CCD温度升高，从而导致暗电流增加，减小了CCD的动态范围。论文在建立时钟传输线离散模型的基础上，进一步分析面阵CCD的功率耗散问题。分析表明，面阵CCD的功率耗散与工作帧频有密切的关系。功率耗散的分析结果可以作为CCD制冷电路的设计依据。论文对面阵CCD的信噪比和MTF进行了深入分析。 2．论文从驱动电路、信号处理电路、数字系统三个方面研究了高帧频面阵CCD成像系统电子学技术。在充分考虑CCD工作特性的基础上，提供足够的驱动能力和驱动波形的信号完整性是高帧频面阵CCD驱动电路设计的两大要素。高速CCD视频信号处理技术是论文的难点之一，论文第三章第二节分析了高速视频信号的噪声抑制技术、直流恢复、A/D变换电路。论文采用暗像元低速读出的思路解决了低速采样保持芯片用于高速信号直流恢复的问题。采用VHDL语言进行数字系统的模块化设计提高了CCD成像系统的集成度。 3．第四章着重研究了帧转移型面阵CCD的拖尾重影问题及其校正算法，并进行了实验验证。针对空间超光谱成像应用，提出了一种引入遮光板的提高面阵CCD工作帧频的方法。论文从拖尾重影和信噪比角度，分析这种方法相对于常规方法的优点，并给出了分析的结果。 4．高帧频面阵CCD的空间超光谱成像应用研究。论文给出了500km高度的太阳同步轨道超光谱成像仪系统设计，并进行了系统信噪比估算。以提高超光谱成像仪分辨率和信噪比为目的，论文还从理论上分析了运动补偿技术的相关问题，给出了运动补偿扫描机构的补偿角速度与驻留时间的关系。提出超光谱成像仪的光谱采样带宽在轨程序控制思路，拓展仪器的有效工作时间，可大大提高仪器的利用率。 高帧频面阵CCD成像系统成功应用于空间超光谱成像仪，经成像试验和初步测试，该仪器具备在500km轨道高度30米地面分辨率的成像能力，达到国际同类仪器的水平。论文最后就进一步提高仪器的性能和工程化应用提出了几点建议。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-07-11 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4412]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王跃明. 高帧频面阵CCD成像技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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