чуючи електронну провідність матеріалу. Подібна провідність називається примесной фотопроводимостью і спостерігається в тому випадку, коли енергія падаючих фотонів недостатня для освіти електронно-діркової пари при переході з валентної зони в зону провідності, але її вистачає, щоб порушити атом домішки до стану, коли утворюється вільна дірка і пов'язаний на акцепторном рівні електрон і вільний електрон і пов'язана дірка на донорно рівні. Довгохвильовий кордон примесной фотопровідності визначається шириною вузької енергетичної зони між валентної зоною і акцепторним рівнем або між донорним рівнем і зоною провідності.
Для створення приймачів випромінювання з областю спектральної чутливості, відповідної атмосферному вікну в інтервалі довжин хвиль 8-14 мкм, в якості основної кристалічної решітки чутливого елемента застосовують Ge, в якості домішки - Hg. У фотоприймачів з домішковою провідністю на основі Si легуючої добавкою можуть служити Cu, В, Al, P, As, Sb. Довгохвильовий кордон цих приймачів змінюється в межах довжин хвиль від 16 до 30 мкм.
На базі приймачів інфрачервоного випромінювання будуються супутникові радіометри з принциповою схемою, показаної на рисунку 3.
напівпровідниковий температурний вологовміст валідація
Малюнок 3 - Принципова схема радіометра
В даний час кількість супутникових радіометрів, виведених на орбіту, досягає декількох десятків одиниць. Ці радіометри ведуть зйомку в різних спектральних діапазонах, що дозволяє будувати глобальну картину відбуваються на Землі змін і робити досить точні прогнози.
1.2 Супутникові радіометри
Одним з дистанційних методів геотермічного картографування є аерокосмічна зйомка в інфрачервоній (ІЧ) області спектра. Як правило зйомка проводиться в середньої (SWIR - short wave infrared) і дальньої (TIR - thermal infrared) частинах ІЧ області спектру (1,5-5,0 і більше 5,0 мкм, відповідно). У зазначених спектральних діапазонах поширюється власне теплове випромінювання об'єктів земної поверхні. Інтенсивність випромінювання в основному обумовлена ??тепловим станом випромінюючої поверхні, тому зйомку, виконувану в середній (SWIR) і дальньої (TIR) ??частинах ІЧ області спектра, називають теплової інфрачервоної .
Огляд наявних космічних засобів ДЗЗ в ІЧ області спектра
Аерокосмічний дистанційний аналіз земної поверхні в середній і далекій частинах ІЧ області розроблявся з середини 1960-х років виключно в цілях військового застосування. Зйомки в TIR діапазонах проводилися в цілях гідрогеологічного вивчення території. Довжини хвиль більше 15 мікрометрів повністю поглинаються атмосферою і для вивчення земної поверхні космічними дистанційними методами малоїнформатівни. Згодом такі зйомки стали проводитися авіаційними СВЧ - радіометрами.
Регулярні і широкодоступні дані по вивченню теплових властивостей земної поверхні стали надходити наприкінці 1970-х років з метеорологічних супутників NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) (радіометр AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer)), після запуску супутників Landsat - 5 (запущений в 1984 р) і Landsat - 7 (запущений в 1999 р) в 6 каналі радіометрів TM і ETM (відповідно), а також супутників TERRA, запущеного в 1999 р (радіометри MODIS і ASTER) і AQUA (радіометр MODIS), запущеного в 2002 р Ці дані ДЗЗ в даний час найбільш доступні для російських дослідників і можуть бути отримані з Інтернет або на приймальну станцію безпосередньо з космічного апарату (NOAA, TERRA, AQUA). Можливості зйомки вищевказаними радіометрами в NIR, SWIR і TIR частинах ІЧ області спектра наведені в Таблиці 1.
Таблиця 1 - Порівняння характеристик супутникових спектрорадіометрії
ХарактерістікаAVHRRMODISTM/ETMASTERОбзорность, км.3000233018460Радіометріческое дозвіл, біт10128NIR - 8 SWIR - 8 TIR - 12Пространственное дозвіл, м.1100NIR - 250-1000 SWIR - 500 TIR - 1000NIR, SWIR - 30 TIR - 60NIR - 15 SWIR - 30 TIR - 90Колічество спектральних каналів в ІК діапазоне.NIR - 1 SWIR - 1 TIR - 2NIR - 6 SWIR - 3 TIR - 16NIR - 1 SWIR - 2 TIR - 1NIR - 1 SWIR - 6 TIR - 5
. 3 Теорія випромінювання в задачі теплообміну
Системи дистанційного зондування, які використовуються в даний час, є в основному пасивними, тобто датчик отримує енергію від об'єкта, який був висвітлений зовнішнім джерелом випромінювання, Сонцем.
При спостереженні Землі з космосу на довжині хвилі коротше 2 - 3 мкм реєструється енергія Сонця, відображена і розсіяна поверхнею суші, води і хмар. Температура поверхні (фотосфери) Сонця дорівнює 5785К, максимум випромінювання припадає на 0,5 мкм.
- крива випромінювання, спостереж...
