热成像系统经历了从单元到多元、制冷型到非制冷并举的发展历程.非制冷焦平面探测器的出现,使热成像系统得到很大的发展并迅速推广到各个领域.热成像系统多采用中波红外3~5μm或长波红外8~12μm作为工作波段,但随着光电对抗技术的发展,为提高系统的抗干扰以及探测和识别能力,多波段探测技术成为热成像技术发展的重要方向.该文基于国家863计划"轻型低成本双波段非制冷焦平面热成像系统关键技术研究"项目,对基于热释电型非制冷焦平面探测器的热成像系统的关键技术以及双波段热成像理论进行了研究与分析,取得了一些有创新性的成果.1.对国际上非制冷红外焦平面技术及双波段成像实现途径进行总结与分析,针对热释电型BST焦平面探测器需要调制入射辐射的特点,指出其新型阿基米德螺线斩波器是一种国内尚未深入涉及的新技术,对热成像系统的成像性能具有重要的影响.2.研究了新型阿基米德螺旋线型调制斩波器的理论,建立了斩波器的数学模型和辅助设计软件,模拟分析表明:斩波器可实现对探测器各单元连续均匀的推扫,使探测器像元具有相等的曝光时间;探测器具有与常规CCD信号读出不同的曝光顺序,采用不同信号读出模式将影响像元的信号电荷,并进而对后续非均匀性校正产生直接影响;通过选择不同曝光效率的斩波器可有效加大系统的动态范围.这些结果对斩波器的设计具有理论指导意义.3.提出了基于单一BST非制冷焦平面探测器的双波段热成像理论,确定了调制滤波器与斩波器配合完成对入射辐射双波段调制的技术方案;首次研究提出了采用双瓣阿基米德螺线的3-5μm和8-12μm双波段调制滤波器的形状,模拟分析表明:通过后续信号处理可分解出与双波段辐射相关的信号.4.对热像仪的双波段测温技术,特别是基于单一热释电焦平面探测器的双波段成像系统获取温度图像的理论进行深入的分析;搭建了热成像系统测温的标定实验系统,对测量结果进行了分析与讨论.论文研究成果不仅具有理论意义,而且对中国目前正在进行的非制冷焦平面探测器技术研究以及日益广泛的应用具有重要的指导意义.