[发明专利]一种基于光子信息数字累加超长TDI的红外遥感器

权利要求书

1.一种基于光子信息数字累加超长TDI的红外遥感器，其特征在于：包括镜头模块、TDI型探测器、制冷模块、信号处理模块、温控模块、供配电模块、综合信息处理模块和数据存储模块；

镜头模块接收目标或背景的红外信号，并将其汇聚到TDI型探测器上；

TDI型探测器对目标或背景的红外信号进行采样后转换为光电流，并在单像元利用计数器进行光子信息数字累加将光电流转换为数字信号，下个像元开始计数时计数器载入上一级计数器的数值作为初始值进行数字累加，从而完成多个像元的数字信号累加；

信号处理模块对TDI型探测器生成的数字信号进行校正及编码处理，然后将校正和编码后生成的图像数据送入数据存储模块；数据存储模块对图像数据进行记录、存储及显示；

制冷模块对安装于制冷模块冷指上的TDI型探测器进行制冷；同时冷指实时测量TDI型探测器的温度，并将温度信息反馈给综合信息处理模块；

供配电模块在综合信息处理模块的控制下对制冷模块、TDI型探测器、信号处理模块、温控模块、和数据存储模块进行供电；

综合信息处理模块首先控制供配电模块对制冷模块、信号处理模块、温控模块、数据存储模块上电，当综合信息处理模块接收到冷指反馈的TDI型探测器温度到达指定温度时，控制供配电模块给探测器供电；综合信息处理器读取温控模块的遥测数据，并根据遥测数据中的镜头模块温度数据，判断镜头模块是否达到指定温度，若没有达到指定温度，则控制温控模块给镜头模块加温；综合信息处理模块控制数据存储设备进行图像数据的存储。

2.根据权利要求1所述的一种基于光子信息数字累加超长TDI的红外遥感器，其特征在于：所述的TDI型探测器包括数字电路和模拟电路；模拟电路包括比较器、积分电容C_d、碲镉汞探测器芯片、反馈电路；数字电路包括移位寄存器、计数器、控制逻辑器；

碲镉汞探测器芯片将接收到的目标或背景信号转变为光电流，输出到积分电容C_d的一端使得积分电容C_d放电，积分电容C_d的另外一端接地；积分电容C_d放电使得与积分电容C_d一端同时相连的比较器正极输入端V_d的电位下降，比较器将V_d的电位与参考端V_ref的电位进行比较，当V_d电位低于V_ref电位时，比较器输出高电平，经反馈电路反馈，使V_d的电位复位到复位电压V_dd，探测器重新开始新一轮积分；同时比较器的输出端与计数器相连，比较器输出高电平时，计数器进行1次累加计数，经过多次累加将累加后的数字信号经移位寄存器输出到下一级像元作为计数器初始值，重复以上操作直到完成所有级像元的累加，之后将数字信号经移位寄存器输出到信号处理模块；控制逻辑器为计数器和移位寄存器提供使能信号，并判断数字累加是否结束，若结束则控制比较器停止工作。

3.根据权利要求1所述的一种基于光子信息数字累加超长TDI的红外遥感器，其特征在于：所述的计数器为能够设置初值功能的计数器，像元光子信息数字累加开始时，载入上一级像元计数器的数值作为计数器初始值。

4.根据权利要求2所述的一种基于光子信息数字累加超长TDI的红外遥感器，其特征在于：所述的TDI型探测器积分电容C_d值由需要满足要求的最大电荷处理量Q_max、计数器最大量化位数m，以及结合复位电压V_dd、比较器参考电压V_ref的值共同决定，具体如下式所示：

其中，q是单位电荷电量；Q_max为电荷处理量，V_dd为复位电压、V_ref为比较器参考电压，m为量化位数，TDI_num为探测器TDI级数。