浅谈小型化星敏感器图像传感器的选型及其灵敏度提高方法

游鹏程，桑文华，严小军，廖波勇

（北京航天控制仪器研究所，北京100039）



浅谈小型化星敏感器图像传感器的选型及其灵敏度提高方法

游鹏程，桑文华，严小军，廖波勇

（北京航天控制仪器研究所，北京100039）

简要介绍了图像传感器的类型和基本原理，分析比较了几种星敏感器中比较常用的CCD和CMOS APS图像传感器的特点。重点针对这两类图像传感器的温度特性进行了详细的分析讨论。同时，针对星敏感器方案设计中的约束条件，详细介绍了图像传感器的选型分析计算过程。最后综合考虑多种约束条件，简要地提出了几种可以提高星探测灵敏度的方法。

CCD；CMOSAPS；星敏感器；灵敏度

0　引言

在各种航天器的姿态测量和控制系统中，星敏感器起着非常重要的作用，是最为精密的姿态测量部件之一。星敏感器中，图像传感器是整个系统工作的核心部件，其任务是把光学系统在焦平面上的成像进行光电转换，形成电信号，经由后续电路处理，完成模数转换，得到相应的数字图像信号，然后送到后续处理器模块进行处理［7］。在空间环境应用中，特别是弹载平台应用中，由于受到各种苛刻条件的约束，如过载、温度、电磁干扰等，对星敏感器的可靠性、重量、功耗、抗辐射性能等都提出了比较高的要求。

1　图像传感器的发展简述

图像传感器根据原理结构的差异可分为CCD型和CMOS型图像传感器［1］；而CMOS型图像传感器根据像元结构内是否具有信号放大器的有源结构又可分为CMOS PPS（无源像元）和CMOS APS（有源像元）［2］两种子类型。……