信噪比的定義

評價探測器的探測性能常用它的信噪比、噪聲等效功率NEP和探測靈敏度D*來描述。在任何探測器的輸出端，總存在著一些毫無規律、事前無法預測的電壓起伏，這種探測器固有、不可避免的現象稱之為“噪聲”。NEP是表示得到與噪聲輸出相等的信號輸出時輸入信號的大小。要真正確定輻射信號的存在，入射輻射功率應為NEP的2～6倍。NEP基本能表達一個探測器的探測能力，但它的大小依賴于探測器元件的面積A，也依賴于放大器頻帶寬度Δf。為了比較探測器的優劣，需用探測靈敏度 D*來衡量。D*是與 NEP 成反比的量（王建宇，2002；Herbert J.K.，1993），由下式求出：

D*=（A·Δf）1/2/NEP （5-6-1）

信噪比是指信號對噪聲的比值，通常稱為系統的靈敏度，當元件面積為1cm2、頻帶寬度為1Hz、照射光的入射功率為1W時，D*的值等于探測器輸出信號與其噪聲之比，即信噪比。可表示為：

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系統的信噪比和探測器靈敏度（D*）、波段帶寬成線性關系，和瞬時視場角IFOV成正比，但D*的大小受探測器制造工藝的限制，而波段帶寬和IFOV應根據用戶的需求和實現的可能性來選定；選用面積大的探測器，可以提高系統的信噪比，但在一定的IFOV情況下，探測器的增大就要增加系統的焦距，這樣光譜儀的體積就以探測器的線度乘三次方的關系增加，相應重量也隨之增加。另外，探測器的面積過大，也會使器件的性能下降；一旦系統的探測器和系統的瞬時視場已被選定，在光學系統設計中，在影像質量允許的情況下，光學系統的焦距f數應盡量地小，系統的信噪比隨f數的減小以平方根關系增加；增加像元成像時的積分時間，可以提高信噪比，這樣可以通過提高光機掃描效率、多元并掃或面陣推帚的辦法達到。