1、紅外熱成像技術(shù)是當今夜視技術(shù)的重要組成部分，并且已經(jīng)發(fā)展成為一個國家軍事實力和武器裝備水平的重要標志?；谖y輻射熱計陣列的非制冷紅外熱成像技術(shù)，憑借其體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、性價比高等優(yōu)點已經(jīng)成為當今紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展重點。本文從我國非制冷紅外熱成像技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，針對進口的商業(yè)級微測輻射熱計陣列低溫環(huán)境下工作性能和成像質(zhì)量差的問題，展開了微測輻射熱計陣列性能及信號處理電路研究，研制出具有-40℃～60℃環(huán)境溫度適用范圍

2、，滿足我國軍事應(yīng)用需求，高性能，低功耗，小型化的微測輻射熱計陣列熱成像系統(tǒng)。 根據(jù)非制冷紅外熱成像技術(shù)的基本原理，本文首先研究了紅外熱成像系統(tǒng)理論，為微測輻射熱計陣列性能及信號處理電路的深入研究提供了理論基礎(chǔ)。 從微測輻射熱計陣列的基本結(jié)構(gòu)和工作原理入手，本文深入研究了微測輻射熱計陣列的響應(yīng)特性和功耗特性，分別探討了微測輻射熱計陣列的工作溫度、偏置電壓以及熱結(jié)構(gòu)等參數(shù)對其響應(yīng)性能、功耗特性和成像質(zhì)量等方面的影響，找出了進

3、口微測輻射熱計陣列低溫環(huán)境下工作性能和成像質(zhì)量下降的原因。 針對微測輻射熱計陣列性能研究結(jié)果，本文分別完成了微測輻射熱計陣列環(huán)境溫度適應(yīng)性實驗和偏置電壓適應(yīng)性實驗。根據(jù)實驗結(jié)果提出進口微測輻射熱計陣列采用多個工作溫度點和相應(yīng)的偏置電壓值工作，可以改善微測輻射熱計陣列低溫環(huán)境下的響應(yīng)性能、功耗特性和成像質(zhì)量。 由于進口微測輻射熱計陣列采用單工作溫度點工作，不能滿足軍用熱成像系統(tǒng)的環(huán)境溫度適用范圍，因此本文提出了高精度多溫度

4、點TEC(熱電制冷器)溫度控制方法，并研制了相應(yīng)的溫控電路，使進口微測輻射熱計陣列可以根據(jù)環(huán)境溫度的變化自適應(yīng)地選擇合適的工作溫度點和偏置電壓值，提高了微測輻射熱計陣列熱成像系統(tǒng)的工作性能和成像質(zhì)量，擴展了系統(tǒng)的環(huán)境溫度適用范圍，使系統(tǒng)的功耗指標滿足了軍事應(yīng)用需求。 鑒于傳統(tǒng)的實驗室一次性標定所帶來的紅外熱成像系統(tǒng)的響應(yīng)漂移問題，本文提出了基于兩點校正的實時標定方法，并研制了相應(yīng)的標定電路，實現(xiàn)了微測輻射熱計陣列熱成像系統(tǒng)非均勻

5、性校正系數(shù)的現(xiàn)場實時更新，補償了系統(tǒng)的響應(yīng)漂移，提高了系統(tǒng)的成像質(zhì)量。 為了滿足微測輻射熱計陣列熱成像系統(tǒng)的小型化需求，本文提出了用FPGA內(nèi)部的NiosⅡ嵌入式可配置軟核處理器替代DSP的系統(tǒng)成像方案，重新設(shè)計并研制了基于FPGA的信號處理電路，減小了信號處理電路板和整個熱成像系統(tǒng)的體積。 利用合作單位提供的測試設(shè)備和目前已有的紅外熱成像系統(tǒng)的性能模型，本文對所研制的微測輻射熱計陣列熱成像系統(tǒng)進行了工作性能測試評估和圖