Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (10.2022) : О пороговой чувствительности несканирующих тепловизионных приборов, работающих по наклонным атмосферным трассам

О пороговой чувствительности несканирующих тепловизионных приборов, работающих по наклонным атмосферным трассам

DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-10-13-25

УДК 621.384.32

Ссылка для цитирования: Овсянников В.А., Овсянников Я.В. О пороговой чувствительности несканирующих тепловизионных приборов, работающих по наклонным атмосферным трассам // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 10. С. 13–25. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-10-13-25

 

Владимир Александрович Овсянников1* , Ярослав Владимирович Овсянников2

Научно-производственное объединение «Государственный институт прикладной оптики», Казань, Россия

1nukseni@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-1532-0010

2jar_ovs@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-0849-8734

Аннотация 

Предмет исследований. Методика прогнозирования пороговой чувствительности — результирующей разности температур, эквивалентной шуму, современных несканирующих тепловизионных приборов воздушного и наземного базирования. Цель — обеспечение расчётной оценки эффективности тепловизионных приборов при наблюдении воздушных и наземных объектов. Метод. Расчётно-теоретический анализ, основанный на ранее разработанной модели излучения атмосферы на произвольно ориентированных трассах, который учитывает паспортное значение разности температур, эквивалентной шуму, характеризующей используемые в тепловизионных приборов квантовые или тепловые матричные фотоприёмные устройства, температурный профиль атмосферы, излучение которой, как и излучение фона, например земной поверхности, существенно влияет на внешний фотонный шум тепловизионных приборов, угол места линии визирования объекта, наличие и форму облачности и время года. Результаты. Разработана методика уточнённого расчёта пороговой чувствительности несканирующих тепловизионных приборов, обусловленной фотонным шумом, вызванным в том числе излучением элементов самого тепловизионного прибора, в частности объектива, шумом темнового тока, шумом считывания и пространственным (геометрическим) шумом, возникающим вследствие остаточного, после коррекции, разброса чувствительности элементов фотоприёмника. Эта пороговая чувствительность определяет эффективность тепловизионных приборов при обнаружении и распознавании объектов на квазиоднородном фоне земли или небосвода в различных условиях, в частности на длинных наклонных атмосферных трассах «земля−воздух» и «воздух−земля». Результаты исследований представлены в виде, удобном для практического использования, доведены до рецептурных формул и сопровождены примером расчёта. Практическая значимость. Предложенная в статье инженерная методика расчёта результирующей разности температур, эквивалентной шуму, с учётом температурной стратификации атмосферы, отвечающая реальным условиям применения ТВП, будет полезна для адекватной оценки их эффективности при наблюдении наземных и воздушных, в том числе слабоконтрастных, объектов.

Ключевые слова: тепловизионный прибор, разность температур, эквивалентная шуму

Коды OCIS:  010.7295, 120.4640.

 

Список источников

1.    Ллойд Д. Системы тепловидения. М.: Мир, 1978. 414 с.

2.   Балоев В.А., Ильин Г.И., Овсянников В.А., Филиппов В.Л. Эффективность, помехозащищенность и помехоустойчивость видовых оптико-электронных систем. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2015. 424 с.

3.   Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. ИК системы «смотрящего» типа. М.: Логос, 2004. 443 с.

4.   Holst G. Electro-optical imaging system performance. 3 ed. USA: SPIE press, 2003. 442 р.

5.   Маркин В.А. Пределы температурной чувствительности тепловизоров третьего поколения // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 2. С. 51–58.

Markin V.A. Temperature-sensitivity limits of third-generation thermal viewers // Journal of Optical Technology. 2010. V. 77(2). P. 119–125. https://doi.org/10.1364/JOT.77.000119

6.   Wan W. Passive infrared performance analysis using Mathcad modeling // Proc. SPIE. 2009. V. 7300. Р. 730005-1–730005-12.

7.    Chrzanowski K. Testing thermal imagers. Poland, Warsaw: Military university of technology, 2010. 165 p.

8.   Webb C., Halford C. Dynamic minimum resolvable temperature testing for staring array imagers // Optical Engineering. 1999. V. 38. № 5. Р. 845–851.

9.   Ли И.И. Анализ зависимости температурного разрешения тепловизионных систем от зарядовой емкости устройства считывания // Автометрия. 2001. № 2. C. 131–137.

10. Dillner U., Kessler E., Meyer H. Figures of merit of thermoelectric and bolometric thermal radiation sensors // Journal of sensors and sensor systems. 2013. № 2. P. 85–94.

11.  Naveh O. Sensitivity of scanning and staring infrared seekers for air-to-air missiles // Proc. SPIE. 1997. V. 3061. Р. 692–711.

12.  Иванов В.П., Курт В.И., Овсянников В.А., Филиппов В.Л. Моделирование и оценка современных тепловизионных приборов. Казань: Отечество, 2006. 595 с.

13.  Филиппов В.Л., Вендеревская И.Г. Модельный расчет спектральной прозрачности и яркости атмосферы в динамике погодных условий. Итоги разработки // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 3. С. 15–21.

Filippov V.L., Venderevskaya I.G. Model calculation of the spectral transmittance and radiance of the atmosphere as they vary with weather conditions: development results // Journal of Optical Tech-nology. 2017. V. 84(3). Р. 167–172.  https://doi.org/10.1364/JOT.84.000167

14.  Кондратьев К.Я. Актинометрия. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. 690 с.

15.       Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 751 c.