本书围绕着CCD/CMOS光电探测器，阐述了航天相机CCD/CMOS成像系统的设计与实现。全书按照以下顺序展开：首先介绍CCD/CMOS光电探测器的基本工作原理，并详述了一种新的时间延迟积分（TDI）成像技术——数字域TDI，同时说明了成像系统的关键技术指标；然后分别描述CCD与CMOS成像系统的具体设计，并对焦平面阵列设计与系统可靠性设计进行介绍；最后阐述了航天相机成像系统的总装与总测，同时对未来
成像技术的发展进行了展望。本书适合航空航天院所的工作人员、高校的在读学生及对航天相机技术有兴趣的人员阅读。
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前言0
第1章 绪论11.1 航天相机成像技术发展现状1
1.2 航天相机成像技术发展趋势6
1.3 本书的主要内容与安排9
第2章 CCD/CMOS光电探测器简介102.1 CCD光电探测器基本原理10
2.2 CCD光电探测器的主要技术指标14
2.3 CMOS光电探测器基本原理202.3.1 CMOS探测器结构与工作原理20
2.3.2 CMOS探测器发展23
2.4 CMOS光电探测器的主要技术指标24
2.5 CCD与CMOS探测器对比26
第3章 基于数字域的时间延迟积分成像技术293.1 时间延迟积分成像技术概述293.1.1 电荷域TDI30
3.1.2 模拟域TDI31
3.1.3 数字域TDI32
3.2 基本数字域TDI算法343.2.1 时序参数计算37
3.2.2 基于FPGA的数字域图像延时叠加40
3.2.3 对比分析41
3.3 数字域TDI CMOS成像系统42
3.4 数字域TDI CMOS成像系统功能简介43
3.5 数字域TDI CMOS与TDI CCD成像系统性能比较44
3.6 “卷帘快门效应"分析46
第4章 航天相机成像系统关键技术指标494.1 焦距与相对孔径49
4.2 视场角49
4.3 曝光时间50
4.4 数据率51
4.5 信噪比预估分析51
4.6 像移补偿分析与仿真524.6.1 高精度像移补偿数学模型53
4.6.2 数学仿真及分析57
4.6.3 高精度像移补偿模型总结63
第5章 航天相机TDI CCD成像系统设计645.1 TDI CCD成像系统总体设计64
5.2 CCD探测器66
5.3 供电电源系统设计68
5.4 驱动单元设计705.4.1 原始驱动信号的产生70
5.4.2 驱动放大电路设计71
5.5 预放单元设计72
5.6 CCD信号处理单元设计735.6.1 视频处理电路设计73
5.6.2 FPGA电路设计76
5.7 图像数据输出接口设计78
5.8 通信接口设计80
第6章 航天相机CMOS成像系统设计816.1 航天相机CMOS成像系统概述81
6.2 CMOS探测器82
6.3 供电系统设计85
6.4 数字处理电路设计86
6.5 图像数据输出接口设计89
第7章 焦平面阵列设计927.1 焦平面拼接技术92
7.2 焦平面热控技术947.2.1 焦平面热控技术概述94
7.2.2 航天相机焦平面组件热设计难点95
7.2.3 工程设计案例95
7.2.4 详细设计方案及分析99
第8章 航天相机成像系统空间环境适应性及可靠性设计1048.1 电磁兼容性与空间静电防护设计1048.1.1 设计思路104
8.1.2 电磁兼容性设计实施104
8.2 航天相机系统可靠性设计的保障措施106
8.3 环境适应性分析与设计1078.3.1 抗辐射设计108
8.3.2 单粒子效应防护设计108
8.3.3 内带电效应防护109
第9章 航天相机成像系统总装与总测1109.1 焦平面安装与测试110
9.2 整机传函测试111
9.3 辐射定标113
9.4 外场成像试验118
9.5 在轨测试119
第10章 展望与趋势12110.1 超高速光电探测器发展趋势121
10.2 一体化发展趋势121
10.3 智能化发展趋势122
参考文献123
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