红外系统节流制冷器用氮气纯度的试验研究

<正>红外制导武器系统,特别是小型红外制导导弹多采用3～5μm、8～12μm波段工作的InSb、HgCdTe红外探测器。它们要在70～100K范围内的低温下工作(一般80K左右),以获得足够高的灵敏度。也就是说低温制冷是这一类红外探测器不     

紫外成像光谱仪焦面CCD散热设计及验证

为保证空间紫外成像光谱仪焦面电荷耦合器件（CCD）在低温环境下的工作性能,需对焦面CCD进行散热设计。首先,根据焦面CCD的热耗、工作模式及温度要求,提出以高性能柔性石墨导热索为主要措施的散热设计方案,建立热仿真模型并进行热分析。然后,在真空环境下进行焦面CCD热平衡试验,结果显示：柔性导热索的CCD连接端与热管连接端温差仅为2.3℃,以此推算出导热索自身热阻为0.65℃/W,满足热阻小于1℃/W的指标要求,具有良好的导热性能;焦面CCD在长期工作模式下的温度为-21.4℃,满足低于-20℃的工作温度要求。仿真分析和试验结果基本一致,表明采用柔性石墨导热索结合热管的焦面CCD散热设计方案合理可行。     

洛克韦尔公司赢得导引头合同

美国军方已与洛克韦尔公司签署了一项36万美元的合同,以研制一种以焦平面阵列传感器为基础的长波红外成像系统.该系统包括电子设备和接口.它能以黑白或彩色视频形式提供优质红外成像和用于计算机处理的数字数据.在与传感器子系统连接时,该系统将从128×128的焦平面阵列中提取图像并校正图像的非均匀性.     

宽波段动态红外场景生成技术

针对红外成像制导半实物仿真系统对宽波段、大阵列规模的动态红外场景生成技术的需求,提出了基于微机电系统工艺制作的红外图像转换芯片的动态红外场景生成技术。采用微电机系统(MEMS)工艺实验制备了像元尺寸35μm×35μm、阵列规模大于1 024×1 024、直径为7.62 cm的柔性自悬浮式转换芯片,并研究了转换芯片的时间特性和光谱特性。实验结果表明:转换芯片光谱为黑体谱,覆盖3～5μm和8～12μm。转换芯片的时间常数随衬底厚度和制冷温度的降低而变小,帧频为100 Hz。该技术具有波段范围宽、阵列规模大的优势,可以将其作为红外场景模拟器应用于半实物仿真系统中。     

CCD共焦的误差分析

在CCD相机的研制工作中,需要将多个CCD安置于CCD相机的焦面位置处,并使各CCD像元之间相对于相机焦面的共焦偏差满足相机设计要求。为了达到这一目的,需要对多个CCD进行焦面测量。文章对各种误差因素在测量过程中的影响进行了分析。     

傅里叶变换成像光谱仪CCD像元响应非均匀性校正

根据一般成像系统CCD像元响应非均匀性校正的原理与算法,通过对星载可见光干涉成像光谱仪CCD像元响应非均匀性校正的相对辐射定标原理及所获定标数据的深入分析,研究出了一种适于对可见光及红外干涉成像光谱仪系统CCD像元响应非均匀性进行校正的方法,有效解决了干涉成像光谱仪系统探测器阵列非均匀性校正这一工程技术难题,它对今后该方面的科研和技术工作具有积极的指导意义。     

面向低轨卫星的双圆极化宽带宽角扫描阵列研究

随着卫星通信技术的日益成熟,相控阵天线被广泛应用于低轨卫星系统,提出了一种面向低轨卫星通信的新型双圆极化宽带宽角扫描阵列天线。阵列天线单元采用一种金属栅格加载的对称阵子,其工作宽带为17GHz~21GHz,相对带宽超过21%,同时金属栅格加载方法可有效展宽对称阵子波束宽度,从而在工作频段内使E面和H面波束宽度均超过140°。通过上述宽带宽波束对称阵子作为阵列天线单元,形成8×8的64单元阵面。然后,阵列天线单元经过旋转组阵,实现了双圆极化特性。由于天线单元具有宽带、宽波束性能,有效拓展了阵列波束扫描角度,即在不同旋向下,均能实现二维±60°的波束扫描。阵列在低频17GHz工作时,法向波束增益为18.2dB,当扫描离轴角为60°时,增益下降2.8dB,轴比小于2dB。在高频21GHz时,法向增益为19.6dB,当扫描离轴角为60°时,增益下降3.7dB,轴比小于3dB,具备良好的宽带宽角覆盖性能,从而在低轨卫星通信中具有广阔的应用前景。     

高LET值的获得及在SEB效应研究中的应用

在HI 13串列加速器上,为满足单粒子效应研究对更大的线性能量转移(LET)值的要求,发展了高剥离态离子的加速与引出技术,及0°束 Q3D磁谱仪焦面辐照方法。已得到的LET值为86 7MeV/mg/cm2(45°倾斜入射,在Si中射程R～20μm),束斑在Φ10到Φ50和注量率从几十到5×104·sec-1·cm-2之间可调。论文详述了这一特殊方法成功应用于MOSFET功率管的单离子烧毁效应实验。     

航空侦察中使用离轴3镜式反射光学元件的多光谱传感器

文章描述了地基多光谱传感器的设计与试验,该传感器使用离轴3镜反射光学元件作为成像光学元件,使用分光镜划分谱段。离轴3镜光学元件可在宽视场范围内提供一个光谱范围宽、空间分辨率高的无遮挡视场。3镜式像散透镜由2个非球面镜和一个球面镜组成,设计构成远心焦平面。分光镜将光谱范围划分为3个可见光谱段、1个近红外谱段、1个中波红外谱段、1个长波红外谱段。中继光学元件用于调整红外放大系数。CCD探测器上具有10000个元件用于可见光和近红外谱段,碲镉汞(HgCdTe)线列上具有960个元件用于中波红外和长波红外谱段。 试验结果表明这种多光谱传感器达到了设计目标,具有宽的光谱谱段(0.4～10μm),可见光、近红外谱段视场为5.7°时的空间分辨率为10μrad,在中波红外、长波红外谱段视场为5.7°时的空间分辨率为100μrad。所有谱段在尼奎斯特频率时视场中心总的MTF高于0.3。     

肯索里努斯影像图

肯索里努斯影像图是由嫦娥二号探测器上的CCD立体相机获得的。CCD相机采用线阵推扫的方式获取图像,轨道高度约100km,每一轨的月面幅宽43km,像元分辨率7m。     

德国正研制新的机载红外导弹告警器

在 2 0 0 1年的巴黎国家航展上 ,德国ＢＧＴＢｏ ｄｅｎｓｅｅｗｅｒｋＧＭＢＨ公司推出一种安装在飞机机翼尖上的无源红外导弹逼近告警器 (ＰＩＭＡＷＳ)。它是由国防部半资助于 1 997年开始研制的 ,2 0 0 1年夏季首次进行一系列飞行试验 ,预计 2 0 0 3年完成研制 ,用于保护欧洲战斗机。每架安装 2个 ,提供全向告警 ,约需 2 6万美元。ＰＩＭＡＷＳ采用凝视 步进原理 ,吸取了凝视阵列和扫描阵列的长处 ,能鲁棒地告警导弹对所保护飞机的攻击。这种 2 5 6× 2 5 6元的镉 -汞 -碲凝视红外检测器阵列 ,采用分段电机步进式 ,覆盖视野 360°×± …     

宽带微波检波器的研制

宽频带晶体检波器采用混合集成工艺，用热压键合的方法把低势垒肖特基检波二极管的管芯焊接在微带电路上。整个电路制作在一个４ｍｍ×１２ｍｍ×０．３ｍｍ的三氧化二铝陶瓷基片上，并安装在一个圆柱型８．５ｍｍ×３５ｍｍ金属盒体内。射频联接应用ＳＭＡ接头，配有ＳＭＡ—Ｎ型转换接头。为了获得平坦的频率响应和低的输入驻波比，采用了一个Ｒ—Ｌ并联支路和“Ｔ”型匹配网络，从而使检波器在０．０１～１８ＧＨＺ频带内驻波比＜１．５，频率响应起伏＜±０．５ｄＢ，采用的Ｒ—Ｌ并联支路和“Ｔ”型网络亦可用于其它微波电路，以改善微波部件的性能。     

陨星和月球土壤的光谱识别

文章研究了使用符号检验法和秩和检验法等数理统计方法在短波红外-长波红外光谱范围(2．0795～14．011μm)内选择识别陨星和月球土壤光谱波段的问题，并对所选出的波段进行了相关性分析，最终选择了5个多光谱遥感波段，它们是：2．23～2．66μm，3．52～3．74μm，6．97～7．12μm，8．63～9．09μm和12．84～13．64μm。该项研究对中国探月计划具有参考价值。     

微小卫星高分辨率相机CCD焦面组件热控制

为了保证微小卫星高分辨率遥感器相机的成像品质，需控制焦面组件的温度水平及温度稳定性，特别是焦面CCD光学探测器件的温度控制。首先提出以相变储能与超低刚度柔性导热索相结合的焦面组件精密热控方法，对相变储能装置与石墨柔性导热索的设计及参数选取进行详细介绍；然后，建立焦面组件的热仿真模型并进行温度计算；最后，在真空环境下进行了热试验。计算与试验结果表明，焦面CCD器件长期温度为15～18.5℃，工作温升速率为0.33℃/min，具有良好的温度水平与温度稳定性；热控补偿功率≤4.8 W，约为焦面组件发热功率的1/10，可节省卫星能源消耗，验证了焦面组件热控制方法的正确性。     

“资源一号”02E星红外相机探测器成像验证方法研究

"资源一号"02E卫星配置的红外相机采用红外探测器组件,其阵列的规模达到了8000像元。该红外探测器技术难度大,实施工艺复杂,需要突破超长线列芯片微组装技术、高性能长波材料及器件制备技术等一系列关键技术。"资源一号"02E星不具备投产验证产品进行验证的条件,因此采用一步正样的研制模式。对研制风险较大的红外相机来说,需要在方案阶段利用现有的光学系统构建实验装置,对探测器噪声等效温差、MTF等重要性能指标进行等效验证,早期发现红外探测器的不足,提升相机的定量化成像水平。文章在"委内瑞拉遥感二号"(简称"委遥二号")卫星光学系统的基础上,对该系统与02E星红外相机的差异进行了比对分析,提出了实验参数的优化更改方案。构建了以"委遥二号"相机光学系统与02E星红外探测器组成的实验验证系统,对噪声等效温差和MTF等关键指标进行了实验验证。实验表明,文章提出的实验方法具有较好的测试等效性和精度,可以用于红外探测器在方案阶段的早期指标测试验证。     

p-GaN/n-Ga2O3结终端延伸肖特基二极管结构仿真研究

由于缺少p型氧化镓，造成调制电场十分有效的pn结结终端延伸(junction terminal extension,JTE)结构无法使用，提出采用p-GaN与n-Ga2O3之间形成pn结JTE结构，有效解决了这一问题。同时为进一步提升氧化镓肖特基二极管击穿电压提供理论指导，运用Silvaco软件对p-GaN/n-Ga2O3结终端延伸肖特基二极管（schottky barrier diode,SBD）进行了仿真研究，通过与对照肖特基二极管对比发现采用p-GaN/n-Ga2O3 JTE结构的SBD击穿电压由880V增加到1349V，代价是器件正向导通电阻略微增加，由4.68mΩ·cm2增至5.62mΩ·cm2。探究了p-GaN深度对肖特基二极管特性的影响，发现p-GaN深度由0.3μm增加到1.2μm，器件击穿电压由1349V进一步提升到1685V，同时器件导通电阻基本不发生变化。通过仿真实验证明了p-GaN/n-Ga2O3 JTE结构提升SBD反向击穿特性的可行性。     

自聚焦透镜阵列在空间交会对接中的应用

在近距(150m~1.5m)空间交会对接中,CCD光学成像敏感器承担测量任务,CCD像机在观测视场角内如何捕捉到目标是首要问题。研究了自聚焦透镜阵列作为合作目标匀化器的应用,简述了自聚焦透镜的成像基本原理。自聚焦透镜,作为合作目标的出光端,由于其成像的特殊性,我们研制出了自聚焦透镜阵列匀化器,解决了在0°~±30°的发散均匀性。在观测视场角内,各角度辐亮度与中心辐量度之比在10%左右,预期做到6%。目标光源辐亮度分布在0°~±30°范围内接近朗伯体。并给出了验证试验。     

环境减灾-1B卫星红外相机的研制

红外相机是环境减灾-1B卫星上的主要载荷之一,具有近红外、短波红外、中波红外和长波红外4个探测谱段,幅宽720km、地面像元分辨率150m/300m,主要用于自然灾害、环境污染等的监测、预报、评估.红外相机的研制中,解决了高精度双面镜扫描及其定标、弱信号高增益放大及载荷轻小型化等关键技术,成功应用了多元红外探测器和空间斯特林制冷技术,中波红外和长波红外通道共用一个光路,集成到一个焦面上,由同一台斯特林制冷机制冷.其中中波红外和长波红外通道相结合,具有200～500K的大动态范围,提高了对地物热特性和火灾监测的能力.自2008年9月卫星发射以来,红外相机运行稳定,各项指标达到了研制要求,在雪灾、旱灾、火灾和秸秆焚烧、水体污染等环境灾害监测方面有较高的应用价值,已分别纳入到民政部和环保部的卫星减灾、环境监测业务化系统.     

合成孔径雷达及雷达制导导弹跟踪与探测用Ku波段宽频带平面相控阵天线

介绍了包括功率合成器和匹配网络在内的1×2、1×4和1×8子阵列天线以及8×8平面相控阵天线的完整设计、仿真与实现。阵元是U形缝矩形微带贴片天线阵元，该贴片天线阵元采用了孔径耦合馈电技术，它在17．75GHz中心频率时的阻抗带宽超过了20％。在分析过程中采用了矩量法（MoM），用的是先进设计系统（ADS）软件包中的安捷伦矩量工具。在效率约为80％的情况下，1×2、1×4和1×8子阵列分别获得了约9dBi、12dBi和14dBi的增益。在16～18GHz的频率范围内，所有子阵的回损都好于-10dB，这保证了较好的阻抗匹配。比较1×8子阵列的测量与仿真增益辐射方向图，发现它们吻合良好。开发出的这些子阵列天线及平面相控阵天线适用于各种雷达，包括合成孔径雷达（SAR）及雷达制导导弹的跟踪与探测用雷达。     

加工超薄片的高效夹具

一)工件材料:1 Cr18Ni9Ti不锈钢板材,厚度δ为0.15～0.25mm共三种,下料后毛坯尺寸55×55mm。机加工成型后外径尺寸φ40_(-0.1)~0,孔径中φ27_0~(+0.05),表面粗糙度Ral.60μm,不许有划伤。