Розрахунок параметрів приймачів зображення на ПЗЗ структурах при зніманні земної поверхні з літального апарата

Abstract

Проведено аналіз шумових характеристик оптико-електронних приймачів зображення на матричних фоточутливих ПЗЗ структурах зі стрічковою адресацією і їхнього впливу на роздільну здатність оптико-електронних датчиків зображення в умовах слабкої освітленості. Розрізняльна здатність ПЗЗ на низьких рівнях освітленості обмежена головним чином шумами у фоновому заряді і шумами процесу захоплення носіїв. До матриць зі стрічковою адресацією належать ФПЗЗ з тимчасовою затримкою та накопиченням (ТЗН), використання яких дозволяє різко збільшити відношення сигнал–шум, і як наслідок реалізувати високу чутливість. Одна з основних переваг матриць з ТЗН – можливість гібридної збірки їх в суперлінійки, число елементів яких досягає десятків тисяч. Сучасні матриці ТЗН будуються за принципом секціонування. Кожна секція такої матриці дозволяє здійснювати перенесення заряду по стовпцях в сторону регістра. Оскільки секції керується незалежно (або частково незалежно), то послідовно відключаючи їх можна регулювати число рядків накопичення, а отже і чутливість ПЗЗ ТЗН. Таким чином здійснюється регулювання чутливості ПЗЗ і розширюється динамічний діапазон ПЗЗ і системи спостереження в цілому. Для досягнення цієї мети був отриманий математичний вираз для розрахунку кількості лінійок світлочуттєвих елементів ПЗЗ, що необхідно застосовувати при зніманні земної поверхні в умовах слабкої освітленості. При цьому, кількість елементів по довжині приймача визначається досягненням необхідного відношення сигнал/шум, при якому реальна розрізняльна здатність визначається мінімальними геометричними розмірами світлочутливого елемента.