地面多传感器探测系统红外传感器的研究
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摘要
地面多传感器探测系统是一套将诸兵种的探测、通信和武器系统融合为一体的野战数字化信息系统。基于系统对红外传感器的小型化、低功耗设计要求，本文从调制技术的分析入手，比较了几种调制方式的优缺点。在详细研究了热释电传感器的原理和性能参数的基础上，提出了红外探测器自调制设计思想，以实现将恒定入射的红外辐射信号转变为交变电信号输出，而没有通常红外探测系统的调制盘等机械装置，从而简化了探测系统的结构，提高了系统可靠性。论文着重讨论和分析了热释电材料的选取、调制方式的采用以及红外传感信号的处理，并通过对热释电传感器的性能测试，展示了它在地面多传感器探测系统中良好的应用前景。
Ground Multi-sensor Detection System is composed of Control Center, Multi-sensor Detectors set in each given place and Handset used by single soldier. Based on the system's demand of low cost, small size and high respondence, the article starts with the modulate chopper techniques used in pyroelectric detecting system. After comparison, it offers a newly self-modulation design which can greatly reduce volume and weight, and at the same time the cost can also be decreased. This paper reviews the principles of operations of pyroelectric detectors, presents some typical pyroelectric materials and factors influencing the choice of pyroelectric material for various applications and compares the characteristics of some integrated circuits for infrared signal process. At last, it discusses the measurement of the system, the application field and future outlook for infrared sensors.
Ground Multi-sensor Detection System is composed of Control Center, Multi-sensor Detectors set in each given place and Handset used by single soldier. Based on the system's demand of low cost, small size and high respondence, the article starts with the modulate chopper techniques used in pyroelectric detecting system. After comparison, it offers a newly self-modulation design which can greatly reduce volume and weight, and at the same time the cost can also be decreased. This paper reviews the principles of operations of pyroelectric detectors, presents some typical pyroelectric materials and factors influencing the choice of pyroelectric material for various applications and compares the characteristics of some integrated circuits for infrared signal process. At last, it discusses the measurement of the system, the application field and future outlook for infrared sensors.
引文
1 陈玻若．红外系统．第一版．北京：国防工业出版社．1988
2 绍式平．热释电效应及其应用．第一版．北京兵器工业出版社．1994
3 王志，侯峙云等．热释电红外探测器综合性能参数的测试．红外技术．2002，24(3)：41-43
4 刘迎春．传感器原理 设计与应用．第二版．长沙：国防科技大学出版社．1995
5 钟维烈．铁电体物理学．第一版．科学出版社．1996
6 侯识华，宋世庚．热释电材料及应用．电子元件与材料．2000，19(6)：26-28，30
7 许煜寰．铁电与压电材料．科学出版社．第一版．1978
8 孙慷，张福学．压电学．国防工业出版社．第一版．1984
9 杨永安，吕永林，字正华．热释电材料的研究现状分析．楚雄师专学报．2001，16(3)：64-68
10 张福学．压电与热释电材料．电子软科学．1990，000(001)：53-58
11 贺凤成，王本．热释电探测器及其应用．红外技术．1994，016(003)：8-13
12 刘永胜．薄膜热释电红外探测器性能测试系统改进与设计．硕士学位论文．西安交通大学．2002
13 史永基，武新，邹红文．液晶红外传感器系统．激光杂志．1999，30(1)：23-25
14 张郁麟．热释电传感器的应用前景．压电与声光．1989，011(005)：16-23，29
15 许学忠，张景森，蔡宗义，吕国云．王之扬，郭艳．巡航导弹的红外、噪声辐射及探测．全国光电技术学术交流会论文集．2002．74-77
16 张秀珍，戴伏生．热释电红外传感器在车辆计数中的应用．传感器技术．2000，19(2)：47-49
17 周喜章，贲耘．热释电传感器原理与应用．传感器世界．1996，002(007)：39-43
18 马春庭，高萍，关士成，高文汉．地面战场侦察传感器系统的发展状况及技术分析．军械工程学院学报．2003，15(4)：15-20
19 瞿贵荣．高性能红外传感处理电路KC778B．电子制作．2001，000(004)：11-12
20 杨庆芬，李首宇．热释电红外传感器动态信号处理．电世界．1999，40(8)：7
21 陈光增，林吉申．微型热释电红外传感器．传感器世界．1998，4(5)：15-17
22 姜忠宝．末制导炮弹中的目标探测传感器技术．传感器技术学报．2003，16(1)：96-98
23 丛华，安钢．战场地面传感侦察系统初探．装甲兵工程学院学报．1994，8(3)：64-68
24 沈祥宪．红外传感信号处理器：BISS0001．电子世界．1994，000(007)：16-17
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27 刘普霖．红外物理与技术发展．世界科学研究与发展．2003，25(1)：27-37
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29 黄启俊，韦文生．一种具有内部调制特性的新型红外探测器．红外技术．1999，21(6)：20-23
30 何玉青，金伟其．热释电型热成像系统的调制斩波技术．红外技术．2002，24(5)：5-10
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34 杨瑞东，王光科．红外热释电材料的研究发展．蒙自师范高等专科学校学报．2002，4(2)：73-76
35 付文羽．热释电红外传感器噪声特性分析．传感技术．2001，20(8)：25-27
36 肖景和，赵健．红外线热释电与超声波遥控电路．第一版．北京：人民邮电出版社．2003
37 周涛．非致冷红外焦平面读出电路．硕士学位论文．北京理工大学．2003
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47 M. Algueró, A. Kholkin, M.L. Calzada, et al. Dependence of functional properties on processing in sol-gel(Pb, Ta)TiO3 thin films. 2000, 71(2): 195-202
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49 Samoilov, V.B., Yung Sup Yoon. Frequency response of multilayer pyroelectric sensors. Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. 1998,45(5): 1246-1254
50 Seong Jun Kang, Samoilov, V.B., Yung Sup Yoon. Low-frequency response of pyroelectric sensors. Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. 1998, 45(5): 1255-1260
51 Sengupta, S., Sengupta, L.C., Synowczynski, J., Rees, D.A.. 88 Novel pyroelectric sensor materials. Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. 1998,45(6): 1444-1452
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