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红外热成像技术是利用红外焦平面阵列图像传感器将物体辐射的红外信号转换成电信号,再经过一系列电信号处理后,以人眼可见的图像形式显示在屏幕上的一类成像技术。因红外热成像系统不受天气和可见光照强度的影响,在军事和民用等诸多领域都有广泛的应用。由于非制冷红外焦平面热成像系统不需要制冷器、具有较高的灵敏度、体积小、重量轻和性价比高的优点,是现如今热成像领域的研究热点之一。 本课题在大量查阅国内外红外热成像技术相关文献的基础上,深入研究了非制冷红外焦平面阵列(UFPA)的成像原理,设计并实现了非制冷红外焦平面阵列热成像模块电路。论文以非制冷红外焦平面阵列为核心,在研究其性能参数的基础上,确立了以FPGA作为主处理器的电路总体方案,包含红外焦平面阵列驱动电路、焦平面温控电路、红外图像信号和焦平面实时工作温度采集处理电路、图像传输电路及电源电路等。为了保证非制冷红外焦平面阵列工作在最佳性能状态,设计了的温度控制电路,该电路包含了对焦平面的工作温度设置以及实时温度采集上传功能,实现了系统对焦平面工作温度的设置和实时温度的检测。论文重点研究了国内外红外焦平面阵列非均匀性校正的几类常用方法,确立了利用二点校正算法,通过黑体校正后的增益和偏置数据固化到外部EEPROM中,在系统上电后将其读出至外部SRAM的方法,实现了FPGA的实时非均匀性校正。图像传输端采用通用的USB2.0接口,达到了实时显示的预期效果。最后,对系统设计的各部分电路进行了实验测试,结果表明各项指标均达到了设计要求。