[发明专利]一种点目标探测型红外TDI探测器像元排列设计方法

权利要求书

1.一种点目标探测型红外TDI探测器像元排列设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将整个红外TDI点目标探测系统的系统模型在时域中进行分解，得到TDI扫描型红外TDI点目标检测系统在沿扫描方向上和沿线列方向上点目标经过光学系统、探测器像元孔径以及扫描成像并最终采样后输出的信号表达式；

步骤2：引入单个采样间隔内探测器获得的点目标能量的数学期望和方差：E(Φ)和D(Φ)，以此来评估像元排列设计对点目标能量的响应高低和稳定性；

步骤3：根据步骤1与步骤2中像元排列的尺寸与间距对点目标探测系统的影响模型以及相应的评价标准对TDI点目标探测系统的探测能力进行分析，得到最佳的探测器像元排列尺寸与排列组合。

2.根据权利要求1所述的点目标探测型红外TDI探测器像元排列设计方法，其特征在于，所述步骤1中在沿扫描方向上，对于TDI扫描型红外TDI点目标检测系统而言，点目标经过光学系统、探测器像元排列孔径和扫描积分并最终采样后，其最终输出的信号模型表达式为：

其中G_o(x)为探测器最终获得的点目标图像信息，P_t(x)是包含点目标的目标场景，PSF_opt(x)是光学系统的点扩散函数，L_apt(x)是红外TDI探测器扫描方向上的像元几何孔径函数，L_int(x)是探测器沿扫描方向上的扫描积分孔径函数，comb函数为像元采样的梳状函数。

3.根据权利要求1所述的点目标探测型红外TDI探测器像元排列设计方法，其特征在于，所述步骤1中在沿线列方向上，点目标经过光学系统、探测器像元孔径并最终采样后，其输出的信号表达式为：

其中，L_apt(y)是红外TDI探测器扫描方向上的像元几何孔径函数。

4.根据权利要求1所述的点目标探测型红外TDI探测器像元排列设计方法，其特征在于，所述步骤2中探测器在单个采样间隔内获得的点目标能量的期望值E(Φ)为：

上式中，G、R_d分别为系统增益以及探测器光谱响应率，Φ_actual是实际点目标所在像元经过扫描积分采样之后获得的光谱辐射通量，Φ_b是点目标周围像元经过扫描积分采样后获得的背景光谱辐射通量，λ₁，λ₂是系统响应的波长范围，G(x)是包含信号与背景的光谱辐射通量，B(x)是背景光谱辐射通量。

5.根据权利要求1所述的点目标探测型红外TDI探测器像元排列设计方法，其特征在于，所述步骤2中探测器在单个采样间隔内获得的点目标能量的标准差D(Φ)为：