JP2012507691A - Infrared conformal imaging using a phase-scanning array - Google Patents
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Abstract
単数又は複数の実施形態において、冷却されていない赤外線センサ、システム、及び方法は、赤外線放射を受信するように構成されたアンテナを有するセンサと、前記アンテナパターンをシフトさせるように構成された位相シフト器と、受信したアンテナ電流を電気信号に変換するように構成されたトランスデューサとを含む。様々な実施形態において、赤外線センサのアレイは、目標物体から放射された赤外線放射を受信することができる単数又は複数の操縦可能なアンテナビームを有する赤外線イメージングシステムに用いることができる。アレイに含まれる各センサの前記位相シフト器を個別に制御することにより、アンテナビームは、物体を横切って走査され、各位相設定において単数又は複数のピクセルを生成する。複数の位相設定から生成されたピクセルを記録することにより、前記物体に対応する赤外線画像が形成される。このようなイメージングは、レンズ等の従来の光学デバイスを用いることなく、また、センサハウジング又はセンサコンポーネントを低温冷却することなく実現することができる。 In one or more embodiments, an uncooled infrared sensor, system, and method includes a sensor having an antenna configured to receive infrared radiation and a phase shift configured to shift the antenna pattern. And a transducer configured to convert the received antenna current into an electrical signal. In various embodiments, an array of infrared sensors can be used in an infrared imaging system having one or more steerable antenna beams that can receive infrared radiation emitted from a target object. By individually controlling the phase shifter of each sensor included in the array, the antenna beam is scanned across the object, generating one or more pixels at each phase setting. By recording pixels generated from multiple phase settings, an infrared image corresponding to the object is formed. Such imaging can be achieved without the use of conventional optical devices such as lenses and without cryogenic cooling of the sensor housing or sensor component.
Description
本明細書は、一般的には赤外線探知システムに関し、より具体的には位相走査方式アレイに備えられたセンサの電子機器にアンテナ出力を直接結合させ、一又は複数の実施形態において光検出器やレンズを不要とする探知器に関する。 The present specification relates generally to infrared detection systems, and more specifically to the antenna output directly coupled to the sensor electronics provided in the phase scan array, in one or more embodiments, The present invention relates to a detector that does not require a lens.
赤外線検出センサには、ミサイル検出や夜間戦闘におけるイメージング等の軍事目的から、警察や消防において用いられる小型携帯ビューア等の民生目的まで、多様な用途がある。赤外線イメージングには、赤外線イメージングシステムのコスト及び重量の２点で問題がある。 Infrared detection sensors have a variety of uses ranging from military purposes such as missile detection and imaging in night battles to consumer purposes such as small portable viewers used in police and fire fighting. Infrared imaging has problems in terms of cost and weight of the infrared imaging system.
従来の「量子型」赤外線検出器は、Ge:Zn、HgCdTe、及びSi:Ga等の広いスペクトル応答を有し、検出器の温度を１００Ｋ以下、時には４Ｋ程度の低温にまで低下させる冷却システムを必要とすることが多い。このようなシステムによって高い検出性能と高速の応答速度が実現されるが、その性能は波長依存性の感度によって制限を受け、低温冷却によって寸法が大きくなるとともにコストが増加する。PbS、PbSe、Ge、及びInGaAs等の冷却不要で動作する「量子型」赤外線検出器は、一般にスペクトル応答において限界があり、赤外線波長の狭いレンジに対してのみ良好な感度を有する。 Conventional "quantum type" infrared detectors have a wide spectral response such as Ge: Zn, HgCdTe, and Si: Ga, and have a cooling system that reduces the temperature of the detector to a low temperature of 100K or less, sometimes about 4K. Often needed. Such a system achieves high detection performance and fast response speed, but its performance is limited by wavelength-dependent sensitivity, and the low temperature cooling increases the dimensions and costs. “Quantum” infrared detectors that operate without cooling, such as PbS, PbSe, Ge, and InGaAs, are generally limited in spectral response and have good sensitivity only for a narrow range of infrared wavelengths.
従来の「熱型」赤外線検出センサは、赤外線領域の広いスペクトルにわたって、室温（約３００Ｋ）での動作が可能である。しかし、この熱型の検出器では動的な状況において必要とされる高速応答が得られない。反応速度が遅いため、「熱型」赤外線検出器は、ミサイルの探知や検出等に関連する用途において有用でないことが多く、多くの探査用途において使用することができない。 Conventional “thermal” infrared detection sensors can operate at room temperature (approximately 300 K) over a broad spectrum in the infrared region. However, this thermal detector does not provide the fast response required in dynamic situations. Due to the slow reaction rate, “thermal” infrared detectors are often not useful in applications related to missile detection, detection, etc. and cannot be used in many exploration applications.
新しい「直接検出アンテナ結合型」赤外線センサが、２００７年１０月３０日に出願された米国特許出願第11/978,880号に開示されている。この米国出願の内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる。この「直接検出アンテナ結合型」赤外線センサは、「量子型」赤外線検出器及び「熱型」赤外線検出器に対する多くの改善を提供する。これらの新しい「アンテナ型」赤外線検出器は、従来低温冷却センサにおいてのみ可能であった感度を、冷却機構を設けることなく実現できる。これにより、大きさ、重量、準備時間を大きく減少させることができる。また、「アンテナ型」検出器は、分極に敏感であり、多色検出が可能である。このようなセンサは、低温冷却システムに影響されずに理想的な光学的特性を得られる位置に絞りを配置することができるので、より簡易な光学システムで実現される。 A new “direct detection antenna coupled” infrared sensor is disclosed in US patent application Ser. No. 11 / 978,880, filed Oct. 30, 2007. The contents of this US application are hereby incorporated by reference in their entirety. This “direct detection antenna coupled” infrared sensor offers many improvements over “quantum” and “thermal” infrared detectors. These new “antenna-type” infrared detectors can achieve the sensitivity that was previously possible only with low-temperature cooling sensors without providing a cooling mechanism. As a result, the size, weight, and preparation time can be greatly reduced. Also, “antenna-type” detectors are sensitive to polarization and can detect multiple colors. Such a sensor can be realized with a simpler optical system because the diaphragm can be arranged at a position where an ideal optical characteristic can be obtained without being influenced by the low-temperature cooling system.
一又は複数の実施形態においてセンサ用レンズ及び開口絞りをいずれも不要としたので、本出願によって従来の赤外線検知システムに対する改良が提供される。 The present application provides an improvement over conventional infrared detection systems because neither the sensor lens nor the aperture stop is required in one or more embodiments.
本開示の一実施形態は、レンズ又は光学システムが不要な赤外線放射の直接検出に適した赤外線センサに関する。一実施形態においては、前記赤外線センサは、アンテナと、アンテナ位相シフト器と、トランスデューサを含むことができる。物体から放射された赤外線放射は、前記アンテナ内にアンテナ電流を生成する。制御可能な位相シフト器は、前記アンテナ電流の位相をシフトさせ、その結果、前記アンテナのアンテナパターンをシフトさせる。前記トランスデューサは、制御されたアンテナパターンによって受信された前記アンテナ電流を、前記赤外線放射を放射した前記物体に関する赤外線画像の少なくとも一部分を表す電気信号に変換する。 One embodiment of the present disclosure relates to an infrared sensor suitable for direct detection of infrared radiation that does not require a lens or optical system. In one embodiment, the infrared sensor can include an antenna, an antenna phase shifter, and a transducer. Infrared radiation emitted from the object generates an antenna current in the antenna. A controllable phase shifter shifts the phase of the antenna current and consequently shifts the antenna pattern of the antenna. The transducer converts the antenna current received by a controlled antenna pattern into an electrical signal representing at least a portion of an infrared image for the object that has emitted the infrared radiation.
本開示の他の実施形態は、赤外線センサの少なくとも１つの線形アレイを含む赤外線イメージングシステムに関する。各赤外線センサは、ユニットセルとして動作する。本実施形態において、各赤外線センサは、一組のアンテナアーム、位相シフト器、及びトランスデューサを含むことができる。前記一組のアンテナアームは、赤外線放射を受信するように構成される。赤外線放射を受信することによって、アンテナ電流が誘導される。前記位相シフト器は、前記アンテナアームの少なくとも１つと結合され、前記アンテナ電流の位相を制御可能にシフトさせるように構成される。トランスデューサは、前記位相シフト器及び前記アンテナアームの少なくとも１つと結合され、前記アンテナ電流を赤外線画像の少なくとも一部分を表す電気信号に変換するように構成される。本実施形態においては、前記一組のアンテナアーム及び前記トランスデューサが協同して前記赤外線放射を直接検出する。各線形アレイ内のユニットセルは、少なくとも１つのアンテナビームが形成されるように配置される。位相制御部は、前記アンテナビームを方向制御できるように、各ユニットセルの前記位相シフト器を個別に制御するように構成される。読み出し回路は、前記複数のユニットセルのそれぞれからの前記電気信号を処理するように構成され、前記赤外線画像のピクセルの少なくとも一部分を表す出力を提供する。 Another embodiment of the present disclosure relates to an infrared imaging system that includes at least one linear array of infrared sensors. Each infrared sensor operates as a unit cell. In this embodiment, each infrared sensor can include a set of antenna arms, a phase shifter, and a transducer. The set of antenna arms is configured to receive infrared radiation. By receiving infrared radiation, an antenna current is induced. The phase shifter is coupled to at least one of the antenna arms and is configured to controllably shift the phase of the antenna current. A transducer is coupled to at least one of the phase shifter and the antenna arm and is configured to convert the antenna current into an electrical signal representative of at least a portion of an infrared image. In this embodiment, the pair of antenna arms and the transducer cooperate to detect the infrared radiation directly. The unit cells in each linear array are arranged so that at least one antenna beam is formed. The phase control unit is configured to individually control the phase shifter of each unit cell so that the direction of the antenna beam can be controlled. A readout circuit is configured to process the electrical signal from each of the plurality of unit cells and provides an output representative of at least a portion of the pixels of the infrared image.
本開示のさらに他の実施形態は、赤外線イメージング方法に関する。本実施形態に係る方法は、直接検出に適した複数の赤外線センサのそれぞれの位相を調整することにより、少なくとも１つのアンテナビームを生成する。この方法は、前記アンテナビーム内で物体から放出された赤外線放射を受信し、各アンテナビームによって受信された前記赤外線放射に応答してアンテナ電流を検出する。この実施形態に係る方法には、アジマス方向、若しくは仰角方向、又はその両方向において前記アンテナビームを走査することがさらに含まれる。この方法には、前記アンテナ電流を、前記物体の赤外線画像の少なくとも一部分を表す電気信号に変換することがさらに含まれる。前記電気信号をさらに処理することによって、前記物体の赤外線画像の少なくとも１つのピクセルを表す出力が生成される。 Yet another embodiment of the present disclosure relates to an infrared imaging method. The method according to the present embodiment generates at least one antenna beam by adjusting the phase of each of a plurality of infrared sensors suitable for direct detection. The method receives infrared radiation emitted from an object within the antenna beam and detects antenna current in response to the infrared radiation received by each antenna beam. The method according to this embodiment further includes scanning the antenna beam in the azimuth direction, the elevation direction, or both directions. The method further includes converting the antenna current into an electrical signal representing at least a portion of an infrared image of the object. Further processing of the electrical signal produces an output representing at least one pixel of an infrared image of the object.
本開示の実施形態の様々な特徴が添付図面にて示される。添付図面において、類似の要素には類似の参照符号が付される。以下の各図面は、本開示の一部分を構成する。 Various features of embodiments of the present disclosure are illustrated in the accompanying drawings. In the accompanying drawings, similar elements are provided with similar reference numerals. The following figures form part of the present disclosure.
図１は、物体から放射された赤外線放射の直接検出に適した赤外線センサ１００の一実施形態の模式図を示す。赤外線センサ１００は、アンテナ１１０を含む。このアンテナ１１０は、本実施形態においては、アンテナアームを有するダイポールアンテナとして示されている。図示された実施形態のアンテナアーム１１０は、物体から放射された赤外線放射を受信し、アンテナ電流を誘導するように構成される。ダイポールアンテナ配列が図示されているが、このアンテナは任意の構成又は配列をとることができ、例えば金、アルミニウム、及び／又はスズから成る。 FIG. 1 shows a schematic diagram of an embodiment of an infrared sensor 100 suitable for direct detection of infrared radiation emitted from an object. Infrared sensor 100 includes an antenna 110. The antenna 110 is shown as a dipole antenna having an antenna arm in the present embodiment. The antenna arm 110 of the illustrated embodiment is configured to receive infrared radiation emitted from an object and induce antenna current. Although a dipole antenna arrangement is shown, the antenna can take any configuration or arrangement, eg, gold, aluminum, and / or tin.
図示の実施形態において、アンテナ電流は、アンテナ１１０から赤外線伝送線１１５によって伝送される。赤外線伝送線１１５は、任意の構成又は配置をとることができ、例えば金又はアルミニウムからなる。赤外線センサ１００は、位相シフト器１２０をさらに含む。位相シフト器１２０は、アンテナ電流の位相を選択的にシフトさせるように構成され、位相シフトされたアンテナ電流は、アンテナ１１０のアンテナパターンをシフトさせるために用いられる。位相シフト器１２０は、バラクタダイオード、フェライト、ＰＩＮダイオード、又はＭＯＳキャパシタ等を含む任意の数の構成又は配置をとることができる。位相シフト器１２０は、図示の実施形態においては、位相制御部（不図示）からの命令を受信する制御信号線１３０を有するものとして示されている。 In the illustrated embodiment, the antenna current is transmitted from the antenna 110 via the infrared transmission line 115. The infrared transmission line 115 can take any configuration or arrangement, and is made of, for example, gold or aluminum. Infrared sensor 100 further includes a phase shifter 120. The phase shifter 120 is configured to selectively shift the phase of the antenna current, and the phase-shifted antenna current is used to shift the antenna pattern of the antenna 110. The phase shifter 120 can take any number of configurations or arrangements including varactor diodes, ferrites, PIN diodes, or MOS capacitors. The phase shifter 120 is shown in the illustrated embodiment as having a control signal line 130 that receives commands from a phase controller (not shown).
赤外線センサ１００には、赤外線伝送線１１５内のアンテナ電流を、対象物の赤外線イメージの少なくとも一部分を表す電気信号に変換するトランスデューサ１４０がさらに含まれる。トランスデューサ１４０は、アンテナ電流を電気信号に変換するために適した任意の装置であり、現時点での製造の容易さと応答性を考慮して、前方バイアスショットキーダイオードを用いることができる。これ以外にも、高周波アンテナ電流を電気信号に変換することができるトランスデューサを用いることができる。このようなトランスデューサには、例えば、上記以外のダイオード、熱検出器、ボロメータ、圧電デバイス、整流器、又は、光導電体が含まれる。この電気信号は、読み出し信号線１５０を介して読み出し回路（不図示）に伝送される。 The infrared sensor 100 further includes a transducer 140 that converts the antenna current in the infrared transmission line 115 into an electrical signal representing at least a portion of the infrared image of the object. The transducer 140 is any device suitable for converting antenna current into an electrical signal, and a forward-biased Schottky diode can be used for ease of manufacturing and responsiveness at the present time. Besides this, a transducer capable of converting a high-frequency antenna current into an electric signal can be used. Such transducers include, for example, diodes, heat detectors, bolometers, piezoelectric devices, rectifiers or photoconductors other than those described above. This electrical signal is transmitted to a read circuit (not shown) via the read signal line 150.
図２は、線形アレイに複数の赤外線センサ１００が組み付けられた実施形態を示す。図２において、各赤外線センサは「’」、「”」又は「*」でそれぞれ識別される。これらの赤外線センサ１００の中心間距離によって、位相調整されたアンテナパターンが強め合うように又は弱め合うように重ね合わされ、赤外線放射を放出する目標物の特定の領域に焦点があった単数又は複数のアンテナビームが形成される。位相制御部によって制御信号線１３０を介して位相シフト器１２０を個別に制御することにより、画像への要求に応じてアジマス方向と仰角方向のいずれかの方向又はその両方の方向においてアンテナパターンがシフトされる。 FIG. 2 shows an embodiment in which a plurality of infrared sensors 100 are assembled in a linear array. In FIG. 2, each infrared sensor is identified by “′”, “” ”, or“ * ”. Depending on the center-to-center distance of these infrared sensors 100, the phase-adjusted antenna patterns are superposed or destructively superimposed so that the focus is on a particular area of the target emitting infrared radiation. An antenna beam is formed. By individually controlling the phase shifter 120 via the control signal line 130 by the phase control unit, the antenna pattern is shifted in one or both of the azimuth direction and the elevation direction according to the request for the image. Is done.
線形アレイ２００の走査の特徴が図３に示されている。図３は、目標物３００の個別領域を領域３０１から領域３０４まで走査する単一の線形アレイの模式図を示す。線形アレイ２００が固定されている場合には、個別のアンテナの位相を調整して、重ね合わされたアンテナパターンがシフトして目標物３００上の他の場所を走査し、各位相を有するアレイからの信号を画像の単一のピクセルに変換し、走査により得られたピクセルを合成して赤外線放射を放射する目標物３００の少なくとも一部を表す画像に変換する。他の実施形態においては、線形アレイは固定されておらず、例えば、地上の画像を取得するために飛行機の下部に搭載される。この場合、線形アレイは、線形パターンで走査を行うだけでよく、飛行機の動きを利用し、補償して、繰り返しの線形走査を結合して、２次元画像を得ることができる。仮定的な応用例として、この「プッシュブルーム」方式のアレイが飛行機の翼長全体を占め、画像解像度を向上させることができる。 The scanning characteristics of the linear array 200 are shown in FIG. FIG. 3 shows a schematic diagram of a single linear array that scans individual regions of the target 300 from region 301 to region 304. If the linear array 200 is fixed, the phases of the individual antennas are adjusted so that the superimposed antenna pattern shifts to scan elsewhere on the target 300 and from the array with each phase. The signal is converted to a single pixel of the image, and the pixels obtained by scanning are combined into an image representing at least a portion of the target 300 that emits infrared radiation. In other embodiments, the linear array is not fixed and is mounted, for example, at the bottom of an airplane to acquire ground images. In this case, the linear array need only scan in a linear pattern, and can take advantage of and compensate for airplane motion and combine repeated linear scans to obtain a two-dimensional image. As a hypothetical application, this “push bloom” array occupies the entire wing length of an airplane and can improve image resolution.
図４は、複数の線形アレイ２００が平面アレイ４００として組み立てられた実施形態を示す。図４において、図示された複数の線形アレイ２００は「’」、「”」又は「*」でそれぞれ識別される。かかる実施形態において、図５に示すように直接イメージングを実現することができ、平面アレイ４００に含まれる複数の線形アレイ２００’〜２００*は、目標物３００の対応する線形領域３００’及び３００*を並列に走査し、目標物３００の全走査時間を短くすることができる。図６に示される他の実施形態においては、平面アレイ４００の赤外線センサは、目標物３００の単一の領域３１０からの赤外線放射を選択的に受信するように位相シフトされる。上述のように、赤外線センサの位相を個別に制御することにより、それぞれの位相に設定されたアレイからの信号を重ね合わさせて、画像の少なくとも一つのピクセルに変換し、走査により得られたピクセルを合成して赤外線放射を放射する目標物３００の少なくとも一部を表す画像に変換することができる。このような「スーパーピクセル」方式の実施形態によって、解像度を向上させることができ、地上の画像を取得するために飛行機にセンサを搭載する場合には「プッシュブルーム」方式アレイの概念を利用することもできる。 FIG. 4 shows an embodiment in which a plurality of linear arrays 200 are assembled as a planar array 400. In FIG. 4, the illustrated plurality of linear arrays 200 are identified by “′”, “” ”, or“ * ”, respectively. In such an embodiment, it is possible to realize a direct imaging, as shown in FIG. 5, a plurality of linear arrays included in a planar array 400 200'～200 * is the corresponding linear region 300 of the target 300 'and 300 * Can be scanned in parallel, and the total scan time of the target 300 can be shortened. In another embodiment shown in FIG. 6, the infrared sensors of planar array 400 are phase shifted to selectively receive infrared radiation from a single region 310 of target 300. As described above, by individually controlling the phase of the infrared sensor, the signals from the array set to each phase are superimposed and converted into at least one pixel of the image, and the pixel obtained by scanning is converted. It can be combined and converted into an image representing at least a portion of the target 300 that emits infrared radiation. Such “superpixel” implementations can improve resolution and utilize the concept of “push bloom” arrays when sensors are mounted on an airplane to acquire ground images. You can also.
本出願人の手法の利点を示す実施形態の一側面においては、フェイズドアレイ（例えば、従来の無指向性ピクセルのそれぞれにおける４ｘ４のダイポール要素を有するもの）は、同位相電力合成器（coherent power combiner）によって支援される。同位相電力合成器は、本実施例においては、例えば１６電力合成器である。各ダイポール要素からの信号がまとめて処理されて上述した１つの「スーパーピクセル」になるときには、このピクセルは、１６要素アレイからの信号の重ね合わせによって生成され、約３０度のビーム幅のアレイビームパターンを備えた指向性を有するようになる。このように、スーパーピクセルは、約±１５度の視野のみを見通すことになる。このビーム幅領域の外側にある信号は、個々のアンテナ要素又はダイポールの任意のブロードサイドからのものではないため、電力合成器によって同位相でコヒーレント結合されない。この場合、アンテナアレイ要素が収容されている冷却されていないセンサハウジングから放出されたノイズ（つまり、赤外線電力）は、±１５度（つまり、アレイのサイドローブ領域において電力が約１０ｄＢ低下する地点）を超えるスーパーピクセルによっては検知されない。その結果、センサハウジング又はカメラハウジング及びシステム要素を大気温度又はシステムの環境温度以下に冷却する必要がない。この手法によって、センサパッケージのコスト、重さ、大きさの面で非常に有利な効果が得られる。 In one aspect of an embodiment that illustrates the advantages of Applicants' approach, a phased array (eg, having a 4 × 4 dipole element in each of the conventional omni-directional pixels) is used as a coherent power combiner. ). In the present embodiment, the in-phase power combiner is, for example, a 16 power combiner. When the signals from each dipole element are processed together into one “superpixel” as described above, this pixel is generated by superposition of the signals from the 16-element array, resulting in an array beam with a beam width of about 30 degrees. It has directivity with a pattern. Thus, the superpixel will only see through a field of view of about ± 15 degrees. Signals outside this beamwidth region are not from the individual antenna elements or any broadside of the dipole and are therefore not coherently combined in phase by the power combiner. In this case, the noise (ie, infrared power) emitted from the uncooled sensor housing that houses the antenna array elements is ± 15 degrees (ie, the point where the power drops by about 10 dB in the side lobe region of the array). It is not detected by superpixels exceeding. As a result, it is not necessary to cool the sensor housing or camera housing and system elements below the ambient temperature or the ambient temperature of the system. By this method, a very advantageous effect can be obtained in terms of cost, weight, and size of the sensor package.
幾つかの実施形態が提示され、説明されたが、特許請求の範囲において示される本発明の概念の趣旨及び範囲内において、変更や改良を行うことができる。開示された実施形態は、本発明の概念の原理を説明するために提示されたに過ぎず、如何なる意味においても限定的なものとして解釈されるものではない。 While several embodiments have been presented and described, modifications and improvements can be made within the spirit and scope of the inventive concept set forth in the claims. The disclosed embodiments are merely presented to illustrate the principles of the inventive concept and are not to be construed as limiting in any way.
上述した発明概念は、赤外線探知システムに用いられる。より具体的には、位相走査方式アレイに備えられたセンサの電子機器にアンテナ出力を直接結合させる検知器に用いられる。 The inventive concept described above is used in an infrared detection system. More specifically, it is used in a detector that directly couples the antenna output to the sensor electronics provided in the phase scan array.
Claims (22)
前記アンテナ電流の位相を選択的にシフトさせるように構成された位相シフト器と、
前記アンテナ電流を前記物体の赤外線画像の少なくとも一部を表す電気信号に変換するように構成されたトランスデューサと、
を備え、
位相シフトされたアンテナ電流は、前記アンテナのアンテナパターンをシフトさせるために用いられる、
直接検出に適した赤外線センサ。 An antenna configured to receive infrared radiation emitted from an object, wherein an antenna current is induced by the infrared radiation;
A phase shifter configured to selectively shift the phase of the antenna current;
A transducer configured to convert the antenna current into an electrical signal representative of at least a portion of an infrared image of the object;
With
The phase-shifted antenna current is used to shift the antenna pattern of the antenna.
Infrared sensor suitable for direct detection.
前記ユニットセルのそれぞれが、
赤外線放射を受信するように構成され、前記赤外線放射の受信に応答してアンテナ電流が誘導される一組のアンテナアームと、
前記アンテナアームの少なくとも１つに結合され、前記アンテナ電流の位相を制御してシフトさせるように構成された位相シフト器と、
前記位相シフト器及び前記アンテナアームの前記少なくとも１つに結合され、前記アンテナ電流を赤外線画像の少なくとも一部分を表す電気信号に変換するように構成されたトランスデューサと、
を備え、
前記一組のアンテナアーム及び前記トランスデューサが協同して前記赤外線放射を直接検出し、
前記少なくとも１つの線形アレイにおける前記複数のユニットセルが、少なくとも１つのアンテナビームを形成するように空間配置され、
前記少なくとも１つのアンテナビームが、前記少なくとも１つの線形アレイにおける各ユニットセルの前記位相シフト器を個別に制御するように構成された位相制御部によって方向制御可能であり、
前記少なくとも１つの線形アレイに結合され、前記複数のユニットセルからの前記電気信号を処理するように構成され、前記赤外線画像のピクセルの少なくとも一部を表す出力を提供する読み出し回路を備える、
赤外線イメージングシステム。 An infrared imaging system comprising at least one linear array of infrared sensors, the linear array comprising a plurality of unit cells;
Each of the unit cells
A set of antenna arms configured to receive infrared radiation, wherein an antenna current is induced in response to receiving the infrared radiation;
A phase shifter coupled to at least one of the antenna arms and configured to control and shift the phase of the antenna current;
A transducer coupled to the at least one of the phase shifter and the antenna arm and configured to convert the antenna current into an electrical signal representative of at least a portion of an infrared image;
With
The pair of antenna arms and the transducer cooperate to detect the infrared radiation directly;
The plurality of unit cells in the at least one linear array are spatially arranged to form at least one antenna beam;
The at least one antenna beam is directionally controllable by a phase controller configured to individually control the phase shifter of each unit cell in the at least one linear array;
A readout circuit coupled to the at least one linear array and configured to process the electrical signals from the plurality of unit cells and providing an output representative of at least some of the pixels of the infrared image;
Infrared imaging system.
物体から放射される赤外線放射を受信し、前記赤外線放射が前記少なくとも１つのアンテナビームの範囲内にあり、前記少なくとも１つのアンテナビームのそれぞれによって受信された前記赤外線放射に応答して少なくとも１つのアンテナ電流を検出し、
アジマス方向、若しくは仰角方向、又はその両方向において前記少なくとも１つのアンテナビームを走査し、
前記少なくとも１つのアンテナ電流を、前記物体の赤外線画像の少なくとも一部分を表す少なくとも１つの電気信号に変換し、
前記少なくとも１つの電気信号を処理して、少なくとも１つのピクセルを表す出力を提供する、
赤外線イメージング方法。 Forming at least one antenna beam by adjusting the phase of each of a plurality of infrared sensors suitable for direct detection;
Receiving infrared radiation emitted from an object, the infrared radiation being in the range of the at least one antenna beam, and at least one antenna in response to the infrared radiation received by each of the at least one antenna beam; Detect the current
Scanning the at least one antenna beam in the azimuth direction, or the elevation direction, or both directions;
Converting the at least one antenna current into at least one electrical signal representing at least a portion of an infrared image of the object;
Processing the at least one electrical signal to provide an output representative of the at least one pixel;
Infrared imaging method.
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