Якушенков Ю.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах (1981) (1095907), страница 26
Текст из файла (страница 26)
можно представить в виде Ев= У Авва7' !(Р Ах 71ОЭП) (7.1) ГДЕ Авв='"в~хв.7 ПЛОЩадЬ х!УастпнтЕЛЬНОГО СЛОЯ ПРИ- емника, установленного вблизи фокальной плоскости объектива; ш„„в — мгновенное угловое поле прибора (телесный угол); )' — фокусное расстояние объектива; А,„— площадь входного зрачка; Рв — обнаружнтельпая способность приемника излучения; хз1 — полоса пропускания электронного тракта; 71в,в — КПД ОЭП, определяемый рядом факторов 1951, в том числе и коэффициентом пропускания оптической системы.
Входной сигнал (облученпость на входном зрачке) Е,х = х, 7~ 17, (7.2) где т,р — коэффициент пропускания среды на пути 1 от источника излучения до ОЭП; 7 — сила излучения источника в рабочем спектральном диапазоне. Для работы ОЭП требуется обеспечить соотношение (7.3) Евх )~ р Ев где гх — требуемое отношение снгнал-шум па входе ОЭП. Измспспня входного сигнала, которые вызывают необходимость соответствующего изменения порога чувствительности ОЭП, происходят, как правило, из-за изменения силы излучения источника 7, дальности до него 1, а также из-за изменения пропускання среды т,р Из (7,2) и (7.3) очевидно, что для обеспечения постоянного значения 1х прн вариациях этих величин требуется менять порог чувствительности ОЭП.
Также очевидно, что для изменения чувствительности прибора необходимо контролировать Е,х или соответствующий ей сигнал на выходе приемника излучения. Из выражения (7.1) легко выявить те параметры ОЭП, которые можно изменять для обеспечения переменного порога чувствительности.
Это, прежде всего, полезная площадь входного зрачка оптической системы и ее коэффициент пропускания, полоса пропускания электронного тракта, чувствительность приемника (вольтовая, токовая, интегральная). Известны схемы с вводом в оптическую систему фильтров, ослабляющих поток излученяя, или регули- 137 руемых диафрагм, изменяющих полезную площадь входного зрачка оптической системы. В этом случае набор фильтров либо регулируемая диафрагма связываются с приводом, управляющий вход которого подключается к измерителю амплитуды сигнала от объекта излучения ~59~. Часто применяется схема регулировки чувствительности ОЭП путем изменения порога срабатывания усилительно-преобразовательного тракта с использованием усилителей с автоматической регулировкой усиления (53Т.
Известно [95~, что в зависимости от питающего напряжения фоторезистора, используемого в ОЭП, меняется его вольтовая чувствительность. Следовательно, изменяя питающее напряженче фоторезис. тора, можно менять порог чувствительности последнего. Применение фотохромных оптических материалов, изменяющих свою прозрачность в зависимости от иятенсивности проходящего через них излучения, также может"оказаться перспективным для изменспия чувствительности ОЭП.
Для выбора схемы адаптации чувствительности ОЭП важно знать диапазон регулировки чувствительности прибора, который в первом приближении (без учета пропускания атмосферы и размерной селективности пространственного растра) можно определить из соотношения где Т,м„„ Т„„„ — максимальная и минимальная дальность действия прибора; к' — динамический диапазон линейности усилительно-преобразовательного тракта прибора. 7.4. ЛДАПТАПИЯ УГЛОВОГО ПОЛИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРА Для получения максимальной чувствительности и высокой помехозащищенности ОЭП в условиях воздействия внешних излучающих помех и фона целесообразно выбирать угловое поле прибора предельно малым. Однако для решения широкого класса задач (в частности, оптической связи, локации, пеленгации, автосопровождения) требуются порой достаточно большие угловые поля, определяемые в одних случаях априорными данными о возможных координатах и размерах области пространства, в которой находится объект, в других— 138 динамическими характеристиками замкнутого контура автосопровождения объекта.
Причем часто ОЭП выполняет последовательно или одновременно несколько функций, например пеленгацию объекта и его автосопровождение. В режиме пеленгации угловое поле ОЭП определяется точностью наведения оптической осн прибора на объект пеленгации и зависит от жесткости установки ОЭП, применяемых датчиков угла и системы передачи и отработки сигналов, поступающих от этих датчиков. В режиме автосопровождения объекта для систем с астатизмом первого порядка угловое поле можно определить из соотношения [7] (7.4) где ь>„,„, — максимальная угловая скорость перемещения линии визирования; Я вЂ” добротность по скорости системы автосопровождения объекта. Обычно при обнаружении объекта требуемое угловое поле прибора значительно больше углового поля, необходимого для автосопровождения, поэтому целесообразно изменять размеры углового поля в зависимости от режима работы.
Наиболее легко осуществляется изменение углового поля при параллельном просмотре исследуемого пространства, когда все угловое поле прибора состоит из элементарных полей, с которых одновременно производится съем информации. При наличии информации о присутствии объекта в одном из элементарных полей все остальные элементарные поля отключаются [20>. При последовательном просмотре (сканировании) заданного пространства изменение (уменьшенне) углового поля ОЭП осуществляется после появления сигнала от искомого объекта путем прекра>ценна сканирования, после чего ОЭП переходит в режим автосопровождения. На рис.
7.3 приведена схема астродатчика с переменным угловым полем [521. Излучение от анализируемого участка неба поступает на приемное зеркало (!), которое может поворачиваться вокруг двух осей. Привод по этим осям осуществляется с помощью двигателей (2 и 3). С помощью параболического (4) и плоского (5) зеркал принятое излучение собирается в плоскости модулирующего растра (б), имеющего привод (7), а затем поступает на приемник излучения (8).
Сигнал с выхода приемника после обработки в электронном тракте 139 (9) поступает в блок выделения координат (10) и блок индикации сигнала от объекта пеленгации (!1). Сигналы о координатах объекта (по каждой оси) поступают через замыкающие контакты (14 и 15) коммутатора (!6) к управляющим цепям двигателей, а сигнал с выхода блока !1 — к управляющим цепям коммутатора. Через размыкающие контакты (17 и !8) коммутатора к двигателям подключены генераторы сканирования (12 и 13), обеспечивающие просмотр (сканирование) иссле- Рис.
7.3. Схема ОЭП с изменяющимся угловым пОлем дуемого пространства элементарным угловым полем прибора, например, по спирали. Первоначально происходит поиск излучающего объекта путем сканирования заданного пространства; сканирование продолжается до тех пор, пока объект не войдет в мгновенное угловое поле и на выходе приемника излучения не появится устойчивый сигнал. При наличии устойчивого сигнала от объекта блок индикации с помощью коммутатора отключает от двигателей генераторы сканирования (контакты 17 и !8 размыкаются) и подключает блок выделения координат через замкнутые контакты к двигателям, управляющим положением визирной оси прибора. Как прн параллельном, так и при последовательном просмотре пространства угловое поле в режиме авто- сопровождения объекта выбирается из условия устойчивого удержания объекта и может бызь определено 340 н первом приближении из соотношения (7.4).
Иногда оно может совпадать с элементарным угловым полем прибора. При проектировании часто накладываются жесткие условия на время сканироваш1я (просмотра) заданного пространства. В этом случае элементарное поле сканирования делается либо несколько большим, чем определяемое соотношением (7.4), либо состоящим из нескольких элементарных полей. В последнем случае реализуется комбинированный последовательно-параллельный нли параллельно-последоватсльный метод обзора заданного пространства (20). В ОЭП с фиксированным угловым полем поиск объекта осуществляется «безразличным» (равномерным) сканированием элементарным угловым полем при последовательном просмотре или анализом информации с каждого элемента поля при параллельном просмотре, а результат поиска объекта зависит в основном только.от технических параметров отдельных узлов прибора.
В ОЭП с адаптацией углового поля результативность поиска, а тем самым и помехозащищенность может быть повышена благодаря изменению параметров сканирующей системы на стадии поиска объекта на основе либо априорных данных о фонах (помехах) и объекте, либо анализа текущих параметров объекта и фона (анализируемого поля). При наличии априорных вероятностных данных о возможных координатах объекта в угловом поле появляется необходимость при поиске объекта соизмерять тщательность просмотра отдельных участков углового поля с имеющимися сведениями о возможных координатах объекта. В этих случаях, как правило (20~, все анализируемое поле разбивают на некоторое конечное число зон в соответствии с вероятность:о нахождения объекта в каждой из этих зон.
При этом время просмотра каждой зоны и порядок их сканирования также зависят от априорных данных о возможных координатах объекта. Закон просмотра анализируемого поля может быть как случайным (случайное сканирование), так и регулярным (регулярное сканирование) . В [20) проведено детальное рассмотрение различных вариантов так называемого многостадийного поиска объекта, основанного на последовательном исследовании текущей информации, получаемой с анализируемого углового поля, и последовательном изменении углового поля прибора вплоть до обнаружения объекта.
Для та- 141 кого последовательного (многостадийиого) поиска характерно отсутствие априорных данных о координатах объекта„равномерный поиск на первой стадии, измене. ние закона сканирования на каждой последующей стадии по результатам анализа информации, получаемой с анализируемого поля иа предыдущей стадии. Простейп>им примером многостадийного поиска, хотя и достаточно общим, может служить система с пороговым отбором значений параметров анализируемого поля (20! (рис. 7.4). На первой стадии при равномерном просмотре поля (1) с помощью устройства сканирования (2) и генератора сканирования (3) в устройстве 4 происходит сравнение текущих значений параметра поля (напрнмср, сигнала иа выходе пряемника (5) после его обработки в электронном тракте) в различных точках поля с его пороговым значением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
