Якушенков Ю.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах (1981), страница 31

7.7. ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ В ряде случаев требуется изменение не одного или нескольких параметров ОЭП, а перестройка всей структуры прибора в процессе его работы. Такая ситуация может возникнуть, например, если в угловом поле ОЗП возникает помеха, излучение которой в рабочем спектральном диапазоне близко по своим параметрам к излучению наблюдаемого объекта (по яркости, силе излучения и т. п.). При отсутствии перестройки структуры 162 ОЭП может заметно исказиться полезный сигнал, а иногда (например, при автосопровождении излучающего объекта) прибор или следящая система вообще перестает правильно функционировать. Поэтому зарубежные авторы предлагают на время присутствия в полезрения ОЭП помехи изменять структуру прибора (см.

56, 7Ц. Определение момента появления помехи, при котором должен выдаваться сигнал о необходимости изменения структуры прибора, осуществляется специальным устройством, в качестве которого может быть использован дополнительный оптико-электронный канал, работающий в отличной от основного канала области спектра 156). Рис. 7.!4. Схема ОЭП с блокировкой основного канала Индикатор помехи (рис. 7.14) состоит из оптического канала (2), спектральный рабочий диапазон которого смещен в коротковолновую область по сравнению с рабочим диапазоном основного канала (1), и порогового устройства (о). Через схему несовпадений (4) этот индикатор после появления ложного объекта отключает с помощью коммутаторов (б и 7) основной оптический канал и переключает в рабочий режим блок памяти и прогнозирования (6) по запомненному выходному сигналу от истинного объекта вплоть до выхода ложного из углового поля ОЭП, после чего схема несовпадений через коммутатор 7 снова подключает к системе управления (8) основной канал.

11" 163 ОЭП с перестраиваемой структурой могут быть различные комбинированные угломерные и следящие системы, содержащие несколько (два и более) каналов, работающих в различных диапазонах электромагнитного излучения и различных режимах (пассивном, полуактивном, активном). За рубежом считают, что применение комбинированных приборов может привести к исключению их недостатков и к получению новых качеств, которыми не обладает ни один прибор в отдельности. Комбинирование системы влечет за собой применение в таких устройствах блока логики (вычислительного устройства), выполняющего выбор и включение прибора, который обеспечивает наиболее оптимальное решение задачи в конкретных условиях.

Очевидно, что чем больше оптических приборов используется в устройстве, тем сложнее алгоритм вычислительного устройства 126]. При проектировании комбинированных ОЭП важно обеспечить максимальное использование общих звеньев. В самом простейшем случае отдельные приборы могут объединяться только блоком логики, в более сложных— достигается максимальное использование общих функциональных узлов, таких, как приемные оптические системы, узлы сканирования, приводы, системы стабилизации и др. За рубежом для систем обнаружения и автосопровождения разрабатываются лазерно-телевизионные 1102, 119], тепловизионно-лазерные 1103], лазерно-радиолокационные [132], телетепловизионные 1101], теплорадиолокациоиные 1! 12, 113], радиолонацпонно-телевизионные 1111] и другие системы.

Так, обзорно-следящая дальномерная система поиска и сопровождения объекта 166] включает в себя оптический прицел, радиолокатор, поисково-следящий теплопеленгатор, лазерный дальномер и вычислительное устройство. Она предназначена для управления оружием в авиационных комплексах и, по данным авторов (66], превосходит радиолокационные устройства подобного назначения по точности и помехозащишенности. Первоначальное введение углового поля прибора в зону объекта производится либо вручную с помощью оптического прицела, либо автоматически с помощью радиолокатора. Излучение объекта (собственное и отраженное) принимается и поступает на поисково-следя!б4 щий теплопеленгатор, в состав которого входит сканирующее зеркало и мозаичный приемник излучения.

Вначале производится сканирование в пределах достаточно большого угла, определяемого точностью предварительного наведения оси визирования прибора 1ручного или автоматического). После приведения изображения объекта в центральную зону производится переключение в. режим сканирования в малом угле, где осуществляется более точное определение угловых координат объекта и его сопровождение.

Данные о координатах объекта и его дальности поступают в вычислительное устройство, которое и формирует управляющие сигналы. В ряде зарубежных ОЭП с перестраиваемой структурой существенную роль играет оператор, выполняющий, как правило, две важные функции: принятие решения о выборе типа ОЭП в системе, о включении этого. прибора, о режиме его работы. Например, в прицельной системе при ручном наложении визирной марки на объект оператор выполняет функции привода. В общем случае человек-оператор представляет собой нелинейную систему.

Однако при низкочастотных входных сигналах реакция человека может быть линейной. В работе ~1471 приведены результаты исследования зрительной реакции оператора при управлении летательным аппаратом. Время переноса оператором точки направления взгляда с прибора на прибор, составило 0,06...0,09 с по вертикали и 0,05...0,08 с по горизонтали. Среднее время фиксации точки направления взгляда, например, на высотомере составило 0,42 с, на индикаторе скорости 0,84 с. Направления сканирования зрения по приборам имеют определенный «рисунок», ветви которого равновероятны по угловому расположению.

Зарубежные специалисты полагают, что имеетсявозможность заменить человека-оператора ЭВМ для принятия решений. Однако для повышения быстродействия ЭВМ должна быть специализированной. Человек же при наличии достаточного времени обладает ббльшими возможностями в принятии решений в сложных ситуациях, когда имеется значительное количество исходных данных и возможных вариантов решений. Оператор может не видеть непосредственно объект, ио по косвенной информации он может принять решение о том, что находится в угловом поле прибора — истинный или ложный объект.

166 В работе [1151, например, предложен метод высокоточного наведения ракеты, основанный на использовании двусторонней линии связи между носителем и ракетой и использовании пилота с нашлемным прицелом, с помощью которого он удерживает перекрестие на цели и формирует команды на управление ракетой, передаваемые по линии связи до момента сближения ракеты с объектом. В системе рассматривается применение инфракрасной станции переднего обзора или замкнутой тепловизионной системы.

За рубежом считают, что применение телевизионных и тепловизионных ОЭП [78, 100, 108, 121, 125, 1421, обеспечивающих формирование изображения анализируемого пространства, расширяет возможности оператора и 'ОЭП в целом. При рассмотрении изображения анализируемого пространства оператор по ряду при.знаков, характерных только для данной конкретной ситуации, может опознать объект и из всего многообразия признаков выделить один-два, однозначно (с высокой степенью вероятности) характеризующих объект, а также выбрать один ОЭП и заложить признаки в память автоматической системы слежения прибора, основанной на корреляционном или ином методе сопровождения объекта, В ряде оптико-злектронных прицельных систем зто достигается, например, наложением прицельной марки на объект и вводом в память анализируемого изображения. Сейчас за рубежом тепловизионные системы получили наиболее широкое развитие в инфракрасных станциях переднего обзора 1341.

Имеются в основном три типа инфракрасных станций переднего обзора, различающихся способом обработки сигналов с приемников излучения. Метод параллельной обработки изображения основан на использовании для формирования изображения линейной матрицы из нескольких сотен приемников излучения и сканирования изображения или самой матрицы. Выходной аналоговый сигнал с каждого приемника излучения после усиления преобразуется в форму, пригодную для получения телевизионного изображения.

При этом поле зрения по вертикали перекрывается мозаикой приемников излучения, расположенных на одной вертикальной линии, а по горизонтали перекрывается за счет перемещения сканирующего зеркала, в резуль- 166 тате которого каждый приемник излучения дает одну телевизионную строку. Для преобразования сигнала с многоэлементного приемника излучения к виду, удобному для формирования телевизионного изображения, используются коммутаторы, обеспечивающие опрос элементов мозаики с требуемой частотой 178, 110]. Практически трудно получить скорость коммутации (опроса) выше 1,5 Мгц. В работе 1121] приводится описание подобного устройства со следующими характеристиками: Число приемных элементов.......

!00 Фокусное расстояние, см . . . . . . . . 25 Размер приемного элемента, мкм' . . . . . 250Х250 Угловое разрешение, мрад . . . . . . . ! Угловое поле: по горизонтали . . . . . . . . . . !4 по вертикали . . . . . . . . . . . 6,5' Частота кадров, Гц . . . . . . . . . 20 Среднее значение обнарухсительиоа! способности для приемного элемента, Вт-'см Гцпэ . . . . . 4,5.!О" Разрешение по температуре, К . . . . .

. 273,3 Для согласования выходов приемников излучения с индикаторной телевизионной трубкой может использоваться система из матрицы светодиодов, мишени види- кона и индикаторной трубки 1110]. Сигналы с усилителей подаются на светоизлучающие диоды, воспроизводящие телевизионное изображение на мишени види- кона, Другой метод параллельной обработки основан на использовании кругового или квазиспирального сканирования 134]. Предпосылкой метода служит то, что оператор не может использовать в полном объеме всю визуальную информацию инфракрасного визира с высоким разрешением по всему угловому полю. На индикаторе высокое разрешение обеспечивается только в его центральной части, где оператор чаще всего обнаруживает объект, а периферийная часть индикатора служит лишь для ориентирования. Все это позволяет упростить конструкцию визира.