专题三光电望远镜原理与系统

通过控制相邻MOS电容栅极电压的高低来调 节势阱深度，使其相互耦合，信号电荷由浅势阱 流向深势阱，实现信号电荷转移。
二、光电成像器件
三相CCD电荷转移
二、光电成像器件
二、光电成像器件
常用面阵CCD尺寸系列
靶面尺寸 尺寸
宽 1英寸 2/3英寸 1/2英寸 1/3英寸 1/4英寸 12.7mm 8.8mm 6.4mm 4.8mm 3.2mm 高 9.6mm 6.6mm 4.8mm 3.6mm 2.4mm 对角线 16mm 11mm 8mm· 6mm 4mm
（三）光电测量系统的组成
光电测量系统由主摄影系统、测角系统、跟踪系 统、计算机控制与处理系统等组成。
一、光电测量系统
飞行目标
主摄影系统 光学系统 成像器件 监视器
电视跟踪系统 红外跟踪系统 激光跟踪系统 跟踪系统
测角系统
计算机控制与 处理系统
气象
时统
通信
一、光电测量系统
1．主摄影系统 由主光学系统、调光调焦系统、摄影系统等组成， 主要用于使远距离目标成像清晰并摄影记录。 2．瞄准系统 一般由两种放大倍率的望远镜组成，小倍率大视 场望远镜用于搜索捕获目标；大倍率小视场望远镜用 于瞄准或跟踪目标。
二、光电成像器件
（三） CMOS成像传感器
二、光电成像器件
CMOS摄像器件图像信号三种读出模式： 1）整个阵列逐行扫描读出，这是一种比较普遍 的读出模式。（同CCD） 2）窗口即较小像元区读出模式，仅读出感兴趣 窗口内像元的图像信息。 3）跳跃读出模式，每隔2个或3个像元读出，以 降低分辨率为代价，允许图像采样，增加读出速率。
一、光电测量系统
3．测角系统 由方位、俯仰测角系统组成，通过轴角编码器精 确指示望远镜视准轴的角度值。 4．跟踪系统 由力矩电机、测速机、跟踪器、编码器、传动放 大器等组成, 完成对飞行目标的跟踪任务。
跟踪方式：半自动跟踪，接收引导信息随动跟踪，
接收电视或红外或激光测角信息进行自动跟踪。
一、光电测量系统
二、光电成像器件
微光CCD (1)像增强型CCD（ICCD）
二、光电成像器件
(2)电子轰击型CCD（EBCCD）
一种近贴 式EBCCD 的结构
二、光电成像器件
(3)电子倍增CCD（EMCCD）
具有一个位于CCD芯片转移寄存器与输出放大
器之间的特殊的增益寄存器。
二、光电成像器件
超级CCD
二、光电成像器件
5．电视跟踪测量系统 由光学镜头、视频探测器件、信号处理系统和 监视器等组成。 作用：对目标图像进行光电转换，并完成目标 成像及偏离视准轴的角偏离量测量。测量结果实时 输出，并送给传动系统，实现对目标的自动跟踪。
一、光电测量系统
6．红外跟踪测量系统 由光学镜头、红外探测器、信号处理及控制电路 组成，可完成目标红外探测及目标偏离量测量。测量 结果实时输出，并送给传动系统，实现对目标的自动 跟踪。
电子）的现象称为光电发射效应。 2.光电导效应（内光电效应）
指光辐射照射外加电压的半导体，使半导体内
载流子增多，电阻减小，电导增加的现象。
只发生在某些半导体材料，金属没有光电导效应。
二、光电成像器件
（二）CCD介绍
目前，主要的光电成像器件是固态成像器件 （CCD、CMOS和CID）。
CCD:MOS电容器阵列组成的移位寄存器。
专题三 光电望远镜原理与系统
主要内容
一 光电测量系统 二 光电成像器件 三 光电经纬仪 四 光电成像跟踪原理
一、光电测量系统
（一）光电测量
光电测量是指传统的光学测量和新发展起来的电 视、红外、激光等跟踪测量技术。 现代光电测量系统是集几何光学、物理光学、电 子学、天文学、自动控制技术、精密机械技术、计算 机技术及红外、电视、激光等现代光电子技术于一体 的综合性系统。
二、光电成像器件
CMOS与CCD的区别： 1）在像素规模上，CCD像素优于CMOS。 2）在性能上，CCD有较低的噪声与暗电流。 3）在光谱响应上，目前CCD已有X射线、紫外 线、可见光、红外和多光谱，而CMOS多为可见光。
二、光电成像器件
CMOS的优势： 1）CMOS可采用标准的半导体芯片生产设备与 工艺制造，生产成本低。 2）CMOS可将传感器阵列、驱动与控制电路、 信号处理电路、模/数转换器、全数字接口电路等完 全集成在一起，实现单芯片成像系统。 3）CMOS可使用单一电源，只有在电路接通时 才耗电，功耗极低。
7．激光跟踪测量系统
常指激光跟踪测量和测距系统，由激光器、激光 发射装置、激光接收装置及处理电路组成，可完成飞 行目标角偏离量的测量。
一、光电测量系统
8．计算机控制与处理系统 由计算机、机上单板机、机上接口和机下接口电 路组成，其作用是完成测角系统的数据交换、信息处 理与控制监测等任务。
对外可通过有线网络与中心站进行信息交换；对 内将外来信息经处理后分发至各分系统，同时产生模 拟时统及控制信号，协调光电测量系统工作。
二、光电成像器件
对P型硅，在电极上加正偏压，形成耗尽层。超过 一定阈值，Si-SiO2界面处形成了电子势阱 。
势阱中能容纳多少电子取决于势阱的深浅，即表
面势的大小，而表面势又由栅极电压的大小而定。
二、光电成像器件
如果没有外来的信号电荷（电注入或光注入）， 势阱将被热生少数载流子逐渐填满，而热生多数载 流子将通过衬底跑掉。 在稳态下，不能再向势阱注入信号电荷，对 探测光信号是没有用的。对光电探测，关心的是 非稳态情况。
此外，光电测量系统需要引导、时统、通信和 气象测量等系统的密切配合。
二、光电成像器件
可见光成像技术是在可见光波（0.38～0.76um） 范围内将目标反射光的空间变化的光强信息经光电、 电光转换产生适合人眼观察图像的技术。
光学系统
CCD
图像处理
二、光电成像器件
（一）光电效应
1.光电发射效应（外光电效应） 在光照下，物体向表面以外空间发射电子（即光
一、光电测量系统
（二）光电测量系统功能及作用
光电测量系统主要用于导弹和航天飞行器试验、 空间目标监视。
1．轨（弹）道测量 光电测量系统采用多站交会定位或单站定位均可 获得高精度的轨（弹）道参数。 2．飞行实况记录
为飞行器性能评定与故障分析、空间目标监Baidu Nhomakorabea提 供飞行实况数据资料。
一、光电测量系统
3．物理特性参数测量 对飞行目标的红外辐射特性、发光亮度和火焰光 谱等光学物理特性参数测量。