[发明专利]一种电阻阵列辐射特性低温背景测试方法

说明书

一种电阻阵列辐射特性低温背景测试方法，应用于电阻阵列辐射特性测试装置，该测试装置能够将像方冷光阑的中间像成像在物方冷光阑上，使像方冷光阑真正起到了遮挡电阻阵列和红外探测器之间环境热散辐射的作用，避免热散辐射被红外探测器所敏感，产生热噪声。由于物方冷光阑遮挡了像方冷光阑之外的热部件所产生的热辐射光束，因此能够防止该热辐射光束被电阻阵列表面反射，并在红外探测器上形成非均匀性冷反图像。本发明的测试方法排除了热噪声、冷反现象、以及等效黑体辐射温度对辐射特性测试造成的负面影响，实现了对MOS电阻阵列目标模拟器的准确测试，从而为MOS电阻阵列目标模拟器产生的红外场景图像提供了重要的参考依据。

技术领域

本发明涉及热成像技术领域，尤其是涉及一种电阻阵列辐射特性低温背景测试方法。

背景技术

MOS电阻阵列因其具有将数字图像转换成红外图像的功能，而被广泛应用于红外制导武器半实物仿真复杂光电对抗目标环境特性的模拟中。目前，由于MOS电阻阵列内部结构的特殊性，其表面具有有效反射率高达80％以上的镜面反光特性。

如图1-2所示，现有热像仪100的镜头为一次成像光学系统，为了遮挡红外探测器102周围环境产生的热噪声，在杜瓦瓶101内、红外探测器102的前方设置有像方冷光阑104，像方冷光阑104经镜头向物方空间成像称为入瞳。由于像方冷光阑104位于红外探测器102与镜头之间，像方冷光阑的中间像401成像于红外探测器102的后方，未起到遮挡电阻阵列301和红外探测器102之间环境热散辐射的作用。背景环境热散辐射能达到10-30℃，环境热散辐射被红外探测器102敏感，产生热噪声。另一方面，像方冷光阑104向物方空间成像光束被某一镜面(譬如MOS电阻阵列表面)反射后，再次经镜头成像在红外探测器102附近，红外探测器102敏感这一现象，被称为红外探测系统的冷反现象。由于像方冷光阑的温度(-196℃)比其周围环境低，且冷反图像与红外探测器并不重合，因此冷反图像呈边缘模糊的黑斑图样，造成了测试图像的非均匀性。上述两种情况的叠加，使得测试结果产生较大的偏差，严重影响了电阻阵列辐射特性测试的精准度。

此外，电阻阵列的衬底在测试中虽然被冷却到0℃，但其等效黑体温度在0℃以下。而且现有热像仪的测试结果受环境温度变化的影响，其等效黑体辐射温度在20～30℃之间变化，且不确定，这同样会对电阻阵列的辐射特性测试造成负面影响。

上述问题一直困扰着电阻阵列辐射特性的测试，以及低温背景的测试，截止目前，尚未见到有关电阻阵列低温背景及辐射特性测试方面的研究文献。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种电阻阵列辐射特性低温背景测试方法，其目的在于：消除冷光阑产生的热噪声和冷反现象，避免等效黑体辐射温度对辐射特性测试造成的负面影响。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种电阻阵列辐射特性低温背景测试方法，应用于电阻阵列辐射特性测试装置，所述电阻阵列辐射特性测试装置包括热像仪本体、测试镜头、电阻阵列和黑体；其中，测试镜头安装在热像仪本体上，热像仪本体具有红外探测器和像方冷光阑，测试镜头由前置成像镜组、后置成像镜组和镜筒构成，在测试镜头与电阻阵列之间设置有物方冷光阑；热像仪本体和测试镜头安装在旋转台上，黑体以旋转台的轴心为圆心，呈扇形阵列排布；

所述测试方法包括以下步骤：

S1：调整前置成像镜组和后置成像镜组，使电阻阵列的热图像成像于红外探测器阵面上，并使像方冷光阑成像于物方冷光阑上；

S2：前后调整物方冷光阑的位置，使物方冷光阑与像方冷光阑的像重合，以遮挡成像光路之外的热辐射光束，防止该热辐射光束入射电阻阵列表面，在红外探测器上形成非均匀性冷反图像；

S3：使用辐射温度计和黑体对电阻阵列辐射特性测试装置进行标定；

S4：对电阻阵列的辐射特性进行测试，得到电阻阵列的背景等效黑体温度。