STSS红外传感器探测性能分析
2012-03-20佘二永
航天控制 2012年4期
关键词:能力
佘二永 彭 灏
中国国防科技信息中心,北京100142
美国计划研制能力更强的新型天基红外预警系统(SBIRS)来取代早期的国防支援计划(DSP)预警卫星系统,SBIRS将由高轨道部分(SBIRS-high)和低轨道部分(SBIRS-Low)组成。其中,SBIRSLow更名为空间跟踪与监视系统(STSS),其目标是提供足够精确的信息以引导拦截器拦截弹道导弹,同时希望能够提供辨别诱饵和其他假目标的能力,在国家防御战略中居于重要地位。
1 STSS传感器的探测参数分析
资料显示STSS跟踪传感器将工作在以下几个谱段范围[1-2]:可见光、中长波红外(MLWIR)、长波红外(LWIR)。而STSS跟踪传感器为了适应探测太阳下温度约240~500K的目标以及阴影下温度约180K中段目标的需求,其对应峰值波长在5.8~16.1μm,并且资料显示长波将大于14μm,因此,对于STSS中长波红外波段可认为在5~8μm左右,其长波红外波段为8~16μm左右。
1)探测单元尺寸
探测单元尺寸的缩小受到光学衍射限的制约,约15μm中心矩的焦平面像元尺寸通常被认为是中波红外探测器的优值,更加小的像元中心矩实际上已经不能直接分辨图像,而是一种过采样技术[3]。同时,对于采用双波段焦平面的共光学孔径探测系统,长波的探测单元约为中波的一倍。由此,可以设定STSS探测单元尺寸,中长波为20μm,长波为40μm。
2)等效带宽
探测器噪声等效带宽Δf为:

其中,fFm为传感器的帧频,tint为探测元的积分时间。焦平面的积分时间越长,目标与背景像元接收到的辐射能量差值就越大,系统的作用距离也就越大,越易于探测目标。在有关STSS信号处理与目标识别的文献中[4],帧频设定为60Hz。……
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