APD探测系统的噪声特性及其影响因素研究

为了研究噪声对雪崩二极管（APD）探测能力的影响,采用高光谱图像计算辐射功率的方法,对APD探测系统的各类噪声的成因及特点进行了分析,在此基础上归纳了影响系统探测能力的因素,并对白天状态下背景光功率与信噪比关系、倍增因子与温度关系进行了仿真,利用高光谱图像的光谱曲线计算背景辐射经大气湍流、大气分子和气溶胶影响后的功率,进而得到经大气传输后的背景辐射与APD噪声关系。结果表明,偏置电压为340V、背景光由0.07mW增强到0.35mW时,噪声有效值由108mW增强到150mW,表明同一偏压下,APD噪声有效值会随着自然背景光功率的增强而增强;背景光为0.35mW、偏置电压由320V增强到340V时,噪声有效值由23mW增强到150mW,表明同一背景光下,噪声有效值会随偏置电压升高而升高,且增长速率逐渐加快。此研究表明通过高光谱图像可得到特定区域的背景辐射功率,并明确了背景辐射对APD噪声特性造成的影响。     

针对高光谱图像的目标分类方法现状与展望

进入21世纪,遥感技术成为一项非常重要的空间成像技术。高光谱图像分类是遥感技术应用中非常重要的一项研究内容,在民用和军用上都实现了应用。高光谱图像分类是通过给每个像元添加分类标签,最终达到区分地物并且识别目标的目的。本文简要阐述了高光谱图像的分类过程及其面临的主要问题;在总结前人研究的基础上归纳了4类主要的高光谱图像分类策略,简要分析了其优缺点及适用范围;分析了近年来出现的新型分类器及其优化方法。最后,对于高光谱图像分类研究存在的主要困难进行了总结,并对未来发展的方向进行了展望。     

APD对湍流大气中激光的双重随机探测过程

为了研究雪崩光电二极管(APD)对大气传输后的激光进行探测时, 所受大气湍流效应及APD噪声的影响, 分析了激光在湍流大气中传输、APD对激光探测两个过程, 结合APD的探测原理, 建立了指数威布尔-高斯双重随机过程模型。通过实验测量了不同信噪比、不同大气湍流下APD输出电流的概率密度, 对探测距离不同、接收口径不同的情况进行了仿真。结果表明, 接收信噪比为2, 5, 10时, 光强分布方差分别为0.5354, 0.3565, 0.2781, 偏移量分别为0.05, 0.0109, 0.0029;大气折射率结构常数为2.5×10-15, 3×10-14, 4.9×10-14时, 方差分别为0.1198, 0.2781, 0.4035, 偏移量分别为0.0002, 0.0029, 0.0039;双重随机过程模型可准确描述经过大气传输的激光被APD探测的过程; 探测器口径的变化对APD输出电流的概率密度影响不大, 而接收信噪比、探测距离、大气折射率结构常数的增大会使APD输出电流平均值较信号电流产生较大偏移、且离散程度加剧。该模型的建立对激光探测技术研究具有一定的参考价值。     

一种高光谱相机绝对辐射定标方法

随着高光谱相机在特定区域特定波段背景辐射精确测量方面的应用,对高光谱相机辐射定标的精度、分辨率的要求也不断提高。本文通过测量滤波片透过率及积分球出射DN值得到各波段透过的能量占总透过能量的百分比,并结合实际测得的各波段辐亮度,建立其与相机探测器输出的各波段DN值的关系,达到辐射定标的目的。将提高高光谱相机定标分辨率转换为提高测量滤波片透过率的波长分辨率,简化了研究过程。通过定标结果可知,波长在较小范围内变化时,高光谱相机对其增益系数也会发生变化。     

温度对恒虚警补偿下APD倍增因子的影响

雪崩光电二极管倍增因子、噪声都会受到温度影响,在恒虚警下APD倍增因子、噪声之间会相互作用,为了研究温度变化对APD性能造成的影响并对其进行评估,分析了温度对暗电流、热噪声、倍增因子的影响及恒虚警补偿方式工作原理。建立了恒虚警下温度与倍增因子的关系模型,对模型进行了实验验证,利用模型对不同背景光、不同虚警概率下温度对倍增因子的影响进行了分析,提出了温度对恒虚警下APD性能影响的评估方法。结果表明:恒虚警下,倍增因子随温度的升高而降低;同一温度下,背景光越强或倍增因子越小时,虚警概率低,倍增因子较小;且背景光越弱、虚警概率越低时,温度对倍增因子的影响越明显。