红外成像系统已被广泛用于军事、民用等领域。小型无人机上安装红外成像系统可以用来完成科研、侦查、航拍等任务，由于无人机搭载能力、搭载空间和电池供电、续航能力的限制，因此设计一个体积小、重量轻、功耗低、成像效果好的系统至关重要。本文采用法国ULIS公司的UL03162红外探测器，以FPGA作为核心组件，设计了基于单片FPGA的非制冷长波红外成像系统。完成了系统的硬件电路原理设计、逻辑驱动设计、非均匀校正算法改进以及系统的测试工作。取得主要成果如下:　　首先，研究了非均匀校正技术中易于硬件实现且校正效果较好的两点与LMS自适应综合法，指出了自适应收敛过程中期望值估计采用4邻域求平均法不足，不但使图像变得模糊，而且盲元还会引入较大噪声。在此基础上，本文提出了两种改进方法，一种基于盲元补偿的改进:在校正前通过盲元识别和盲元补偿两个步骤减少盲元对估计的影响，在估计时改变邻域权值，提高估计效果;另一种基于运动估计的改进:通过灰度投影法对当前帧进行前向、后向运动估计，期望估计依据帧间相关性，采用前后三帧对应像素平均值作为当前帧像素的期望值。通过实验分析，两种改进算法校正后红外图像的响应不均匀性小于改进前算法，提高了校正效果。　　其次，在FPGA实现方面，本文提出了一种两点与LMS自适应综合法的计算结构。缓存单元采用了改进的RAM阵列方式，提高图像数据的吞吐率并降低资源占用;两点系数校正中定点整数与浮点数分开计算，提高算法运算速度和计算精度。该算法结构实现无需DSP，采用单片FPGA即可完成，适合本文研究的基于单片FPGA的小型红外成像系统;　　最后，在硬件电路中，实现了一种系统温度点可调节设计。FPGA通过控制三颗AD7390芯片，对ADN8830温控芯片的温度设置电压和UL03162红外探测芯片的偏置电压精确调节，实现探测器工作温度控制。通过功耗测试，可调温度点设计可以降低系统的一定功耗。