1 中国科学院 上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 上海科技大学 信息科学与技术学院, 上海 201210
设计了一款基于线性模式下HgCdTe-APD的主被动双模式读出电路。被动模式下通过积分电容进行光信号的强度测量,主动模式下利用两段式TDC进行光子飞行时间(ToF)的标记。TDC采用面阵共享的数字计数器进行粗计数,像元内置时间幅度转换电路(TAC)进行精细测量,同时利用积分电容的切换修正时刻鉴别误差。焦平面阵列规模为32×32,工作温度为77 K,采用标准SMIC 0.18 μm CMOS工艺进行电路设计及版图绘制。仿真验证结果显示,电路满阱容量约为7.5 Me-,在3.2 μs的动态范围ToF分辨率小于0.5 ns, DNL和INL分别在-0.15 LSB~0.15 LSB和-0.2 LSB~0.2 LSB范围内。读出电路帧频为4.5 kHz,功耗小于180 mW。
线性模式APD 主被动探测 光子飞行渡越时间 时间精度 linear mode APD active and passive detection time of flight (ToF) time resolution
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
碲镉汞雪崩光电二极管（Avalanche Photodiode, APD）探测器在主被动模式下能同时获取目标物体的强度信息和时间信息，实现实时的三维探测。高精度时间标定的测试方法是验证三维测距的基础。文中分析了盖革模式和线性模式的优缺点，针对一种线性模式主被动HgCdTe APD探测器的读出电路结构进行了分析，并对TOF计算方法进行了研究，在此基础上搭建了一套高精度时间标定的测试平台，对系统和环境噪声进行了测试，得到噪声带来的时间抖动为179 ps。对测试仪器带来的固定时延进行了校准，对影响TOF精度的电压、电容、斜坡发生器的精度以及高精度电压源的精度等参数进行了理论分析，在77 K下完成了线性模式HgCdTe APD探测器的主、被动信息的测试。测试结果得到低温下电路线性度高达99.9%，饱和电荷容量为7 Me−，时间精度抖动的均方根为2.107 ns，证明该测试平台和方法能有效地评估探测器的性能，为红外精准探测提供了参考。
线性模式APD 主被动探测 飞行渡越时间 时间精度 linear mode APD active and passive detection time of flight (TOF) time resolution 红外与激光工程
2021, 50(6): 20200460
针对多目标红外被动探测定位技术应用的需要, 提出了一种基于红外被动探测的多目标定位方法。研究了三站联合定位算法, 解决了多目标情况下虚假目标干扰、数据匹配难度大的问题, 开展了定位精度、虚假目标剔除效果数学仿真。仿真分析和实验表明, 该方法能够有效剔除虚假目标, 实现多目标红外被动探测定位功能, 定位精度满足应用需要。
红外被动探测 多目标定位 虚假目标 数据融合 infrared passive detection multi-target positioning false object data- fusion GDOP
现有的水声环境对吊声探测的影响研究难以形成有效的装备使用结论。根据被动声纳方程和潜艇噪声模型建立潜艇噪声信号余量的计算方法，通过其与吊声检测概率的关系，仿真计算吊放声纳被动探测域，并研究该探测域分布规律及其对搜潜策略的影响；在此基础上，结合任务、环境、装备等参数，采用仿真实验的方法研究了吊声搜潜策略问题，最后得出吊放声纳探测点间距应使得相邻吊点探测空间的闭合、正梯度吊放深度应较浅和双吊深组合使用以提高探测效能等结论，对反潜直升机吊放声纳优化使用具有针对性的指导意义。
反潜直升机 吊放声纳 被动探测域 优化使用 anti-submarine helicopter dipping sonar passive detection region optimum usage
1 常州工学院计算机信息工程学院， 江苏 常州 213002
2 淮海工业集团有限公司， 山西 长治 046012
3 南京理工大学电子工程与光电技术学院， 江苏 南京 210094
亚毫米波会被大气严重吸收，因此在底层大气中进行金属目标的被动探测很困难。提出了一种利用360 GHz亚毫米波辐射计在高空探测目标的方法。介绍了360 GHz辐射计系统的结构。利用MPM模型计算了大气辐射温度和目标的天线温度对比度。在地面温度为0 °C、相对湿度为20%的天气条件下对辐射计进行了定标实验，并对地面上方3 m处的0.5 m×1 m金属目标进行了探测试验。计算和试验结果表明，天线温度对比度的计算模型是可行的。在地面温度为20 °C、相对湿度为20%的天气条件下，处于5 km高度的360 GHz辐射计对1 mimes5 m目标的探测高度为0.3 km，而对10 m×20 m大目标的探测高度为2 km。
亚毫米波 辐射计 被动探测 天线温度对比度 sub-millimeter wave radiometer passive detection antenna temperature contrast
1 中国洛阳电子装备试验中心， 洛阳 471003
2 光电对抗测试评估技术重点实验室，洛阳 471003
3 西安卫星测控中心， 西安 710049
根据被动毫米波探测及信号检测等理论，给出了被动毫米波探测的输出信号、探测概率与目标面积的理论公式。通过仿真计算给出了被动毫米波敏感器的输出信号的被积函数分布图、探测概率与信噪比的仿真计算曲线。推导了在近似线性区间内被动毫米波敏感器的输出信号、探测概率与目标面积的近似计算公式，并利用该公式对某次被动毫米波对比探测试验中出现的数据“巧合”现象进行了解释。所得结论对相关被动毫米波探测研究具有参考价值。
毫米波 被动探测 探测概率 目标面积 millimeter wave passive detection detection probability area of target
中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室， 安徽 合肥 230031
介绍了一种基于太阳光谱的傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术实时监测石油化工区丙烯浓度分布情况的新方法和非线性最小二乘法反演污染气体浓度的算法。利用自主研发的车载FTIR系统对预监测污染源区域做闭合环路测量获取背景参考谱、测量谱，同时应用气体辐射传输的简化模型计算得到大气透过率谱，最终应用非线性最小二乘拟合算法对大气透过率谱反演得出污染源区域周边污染气体分布的柱浓度信息。运用此方法实际遥测了上海高桥石油化工区丙烯排放的情况，实验结果显示，测量的丙烯柱浓度分布准确地反应了污染物的排放和扩散情况，证明了车载FTIR技术在区域性污染气体监测方面的实用性。
丙烯 被动探测 红外光谱 柱浓度 propylene passive detection infrared spectroscopy column concentration
1 西安交通大学理学院， 陕西 西安 710049
2 非平衡物质结构及量子调控教育部重点实验室， 陕西 西安 710049
3 加拿大纽布朗斯维克大学物理系， 弗里德利克顿 E3B5A3, 加拿大
4 中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学研究室， 陕西 西安 710068
5 柏林自由大学物理系， 柏林 14195， 德国
简要介绍了高层大气被动探测技术的研究历史、现状和发展趋势。论述了高层大气被动探测技术的基本原理和方法，给出了高层大气被动探测的辐射源和气辉谱线、四强度探测法和临边探测模式。重点介绍了自行设计研制的风成像干涉仪的宽场、消色差、温度补偿理论以及工程设计和研制。采用风成像干涉仪进行了模拟高层大气探测实验，给出了高层大气风场、温度和压强的探测结果。该研究对空间探测、对地观测、**、****和国民经济建设均具有科学意义和应用价值。
大气光学 高层大气 被动探测 风成像干涉仪
南京理工大学 电子工程与光电技术学院， 江苏 南京 210094
介绍了毫米波辐射计探测空中涂层隐身目标的机理，对涂层隐身目标和光洁金属目标的天线温度对比度进行了对比计算，并利用毫米波辐射计对空中涂层隐身目标和光洁金属目标进行了探测实验。计算和实验表明，隐身目标引起的天线温度对比度比同等大小的光洁金属目标引起的天线温度对比度大；对毫米波辐射计探测空中目标而言，目标的隐身涂层起不到隐身功能。
毫米波辐射计 反隐身 涂层隐身 空中目标 被动探测 millimeter wave radiometer anti-stealth coating stealth aerial target passive detection
1 南京理工大学 电光学院，南京 210094
2 福州大学，福州 350108
毫米波系统有着较微波、红外、光学系统不同特性的优点。目前反装甲导弹和末敏弹的制导通常都是毫米波主/被动双模体制。针对涂层隐身问题，我们研究探索毫米波被动辐射计探测涂层隐身的技术。文章首先分析了毫米波被动探测隐身目标的机理、模型与实验验证。其次，根据探测到的目标天线温度数据，给出了求涂层隐身目标辐射温度方差极小最佳解的方法，并给出3 mm 被动辐射计探测目标的实验数据，及涂层目标的毫米波被动探测辐射特性分析。最后给出实例仿真学习曲线。
毫米波被动探测 辐射温度 方差极小最佳解 涂层隐身目标 passive millimeter wave seeker radiometric temperature minimum variance and the best value coating stealth target
