空間光學遙感器光電探測及控制

第1章緒論1
1.1空間光學遙感器概述1
1.2空間光學遙感器光電探測系統(tǒng)簡述2
1.2.1光電探測系統(tǒng)概論2
1.2.2光電探測系統(tǒng)總體框架4
參考文獻9
第2章光電探測技術(shù)基礎(chǔ)10
2.1光電探測物理基礎(chǔ)10
2.1.1不同譜段的光電轉(zhuǎn)換的原理10
2.1.2不同物質(zhì)、材料感光特性12
2.2光電探測器件17
2.2.1可見光CCD探測器17
2.2.2可見光CMOS探測器50
2.2.3紅外探測器組件62
2.2.4單光子雪崩光電二極管（SPAD）80
2.3光電探測系統(tǒng)原理及基本組成85
參考文獻86
第3章光電探測器驅(qū)動與信號處理（焦平面FPA）88
3.1CCD探測器驅(qū)動與模擬信號處理88
3.1.1典型CCD探測器成像電路組成88
3.1.2CCD探測器驅(qū)動電路設(shè)計88
3.1.3CCD探測器模擬信號處理108
3.1.4CCD探測器電源設(shè)計110
3.1.5CCD探測器驅(qū)動與模擬信號處理電路設(shè)計舉例115
3.2紅外探測器驅(qū)動與模擬信號處理118
3.2.1紅外探測器驅(qū)動與模擬信號的特點118
3.2.2紅外探測器驅(qū)動與模擬信號處理電路的典型
組成119
3.2.3偏置電壓的產(chǎn)生119
3.2.4時序驅(qū)動信號的產(chǎn)生122
3.2.5模擬信號的調(diào)理123
3.2.6應用設(shè)計舉例125
3.3單光子探測器及焦面電路133
3.3.1SiAPD及其驅(qū)動電路134
3.3.2偏置電壓調(diào)節(jié)電路141
3.3.3前置放大電路145
3.3.4主放大電路153
參考文獻159
第4章信號采樣與數(shù)字化161
4.1信號采樣與數(shù)字化理論概述161
4.1.1采樣定理161
4.1.2采樣保持163
4.1.3噪聲的種類和分布165
4.1.4均方根噪聲與信噪比168
4.1.5無噪聲碼分辨率和有效分辨率168
4.1.6濾波器169
4.2CCD的采集與數(shù)字化176
4.2.1CCD信號采集與雙采樣理論176
4.2.2CCD信號通道帶寬設(shè)計178
4.2.3CCD模擬信號傳輸179
4.3紅外探測信號的采樣和數(shù)字化182
4.3.1紅外探測信號的采集182
4.3.2紅外信號通道帶寬設(shè)計183
4.3.3紅外模擬信號傳輸184
4.4單光子探測信號的采集和數(shù)字化187
4.4.1單光子探測信號的采集187
4.4.2單光子信號通道帶寬設(shè)計189
4.4.3單光子模擬信號傳輸190
4.5高速數(shù)字圖像傳輸190
4.5.1CCD圖像高速數(shù)字傳輸190
4.5.2紅外圖像數(shù)字傳輸194
4.5.3單光子點云數(shù)據(jù)傳輸197
參考文獻198
第5章星上數(shù)據(jù)處理技術(shù)199
5.1遙感器星上處理技術(shù)概述199
5.2星上遙感器預處理技術(shù)200
5.2.1星上遙感數(shù)據(jù)輻射校正技術(shù)201
5.2.2星上成像參數(shù)自適應調(diào)整技術(shù)206
5.2.3星上圖像增強技術(shù)209
5.2.4星上圖像HDR技術(shù)212
5.3星上云檢測技術(shù)218
5.3.1基于閾值法的云圖像分割218
5.3.2基于光譜特征的云檢測技術(shù)221
5.4星上瞬態(tài)點目標（閃電）檢測識別技術(shù)222
5.5基于深度網(wǎng)絡(luò)學習的遙感目標檢測技術(shù)225
5.5.1遙感目標檢測特點225
5.5.2卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理及實現(xiàn)227
5.5.3基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的遙感目標檢測233
5.6星上數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)236
5.6.1星上JPEG2000壓縮技術(shù)237
5.6.2星上視頻壓縮編碼241
5.6.3圖像壓縮質(zhì)量評價243
5.6.4星上壓縮技術(shù)未來發(fā)展247
5.7星上數(shù)據(jù)處理平臺技術(shù)249
5.7.1星上處理資源分析249
5.7.2數(shù)據(jù)處理通用框架設(shè)計251
5.7.3星載瞬態(tài)點目標（閃電）檢測設(shè)計與實現(xiàn)257
5.7.4基于專用壓縮芯片的壓縮編碼處理設(shè)計與實現(xiàn)261
5.7.5遙感目標實時檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)264
參考文獻275
第6章光電探測系統(tǒng)測試與評價278
6.1光電響應非線性度和滿阱279
6.1.1定義及物理意義279
6.1.2測試方法279
6.1.3數(shù)據(jù)處理280
6.2增益線性度281
6.2.1定義及物理意義281
6.2.2測試方法282
6.2.3數(shù)據(jù)處理282
6.3穩(wěn)定性283
6.3.1定義及物理意義283
6.3.2測試方法284
6.3.3數(shù)據(jù)處理方法284
6.4信噪比287
6.4.1定義及物理意義287
6.4.2測試方法288
6.4.3數(shù)據(jù)處理288
6.5暗信號290
6.5.1定義及物理意義290
6.5.2測試方法290
6.5.3數(shù)據(jù)處理290
6.6像元非均勻性295
6.6.1定義及物理意義295
6.6.2測試方法295
6.6.3數(shù)據(jù)處理295
6.7動態(tài)范圍296
6.7.1定義及物理意義296
6.7.2測試方法296
6.7.3數(shù)據(jù)處理297
6.8異常像元297
6.8.1定義及物理意義297
6.8.2測試方法298
6.8.3數(shù)據(jù)處理298
6.9紅外噪聲等效溫差298
6.9.1定義與物理意義298
6.9.2測試方法 299
6.9.3數(shù)據(jù)處理299
參考文獻300
第7章空間光學遙感器控制技術(shù)302
7.1空間光學遙感器控制系統(tǒng)概述302
7.2空間光學遙感器控制系統(tǒng)的分類與組成302
7.2.1測量元件304
7.2.2執(zhí)行元件308
7.2.3控制器310
7.3光束指向控制技術(shù)及性能評測方法311
7.3.1光束指向控制技術(shù)311
7.3.2光束指向控制系統(tǒng)的性能評測方法318
7.4光束掃描控制技術(shù)及性能評測方法321
7.4.1掃描鏡的光束掃描控制技術(shù)321
7.4.2望遠光學系統(tǒng)的掃描控制技術(shù)326
7.4.3光束掃描控制系統(tǒng)的性能評測方法329
7.5光束跟瞄控制技術(shù)及性能評測方法334
7.5.1光束跟瞄控制技術(shù)334
7.5.2光電穩(wěn)定平臺目標跟蹤試驗344
7.5.3光束跟瞄控制系統(tǒng)的性能評測方法347
7.6光束質(zhì)量調(diào)整控制技術(shù)349
7.6.1光機穩(wěn)定成像及其復合控制技術(shù)349
7.6.2自適應成像控制技術(shù)357
7.7小結(jié)374
參考文獻376
第8章電磁兼容性設(shè)計378
8.1空間光學遙感器EMC問題特殊性379
8.2遙感器的EMC設(shè)計382
8.2.1濾波設(shè)計384
8.2.2電纜設(shè)計386
8.2.3接地和搭接設(shè)計387
8.2.4屏蔽設(shè)計390
8.2.5PCB EMC設(shè)計394
8.3遙感器EMC試驗及預測403
8.3.1遙感器EMC試驗403
8.3.2遙感器EMC預測404
參考文獻406
第9章空間適應性設(shè)計與分析407
9.1概述407
9.2電子學熱設(shè)計與熱分析407
9.2.1遙感器電子設(shè)備熱環(huán)境408
9.2.2熱設(shè)計方法414
9.2.3熱分析方法420
9.3抗輻照設(shè)計424
9.3.1自然空間輻照環(huán)境424
9.3.2光學遙感器輻照效應425
9.3.3空間抗輻照技術(shù)427
9.4材料放氣和污染對相機的影響430
9.5表面冷焊的影響430
9.6遙感器充電與放電431
9.6.1真空放電431
9.6.2微放電431
9.6.3表面靜電充放電432
9.6.4體內(nèi)放電432
參考文獻433