Якушенков Ю.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах (1981) (1095907), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Координаты тех точек, в которых сигнал превысил пороговое значение, запоминаются в устройстве памяти (б) д и подвергаются просмотру па второй стадии с помощью второго генерато- 7 7 б б ра сканирования (7), управляемого устройством памяти. На второйстадпи 7 б память обновляется и нн следующей стадии сканируются те точки, в котолнйным поясном объекта Рых амплитуда контролиРнс. 7.4. Схема ОЭ!1 с многоста- руемого параметра на второй стадии поиска превысила пороговое значение. Процесс поиска прекращается после обнаружения и определения координат объекта в оконечном устройстве (о).
7л. Адлптлг!ия плРлметРОВ ОптичесКОГО И ПРОСТРЛНСТВЕННОГО ФИЛЬТРОВ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРЛ Большинство ОЭП имеют в своем составе оптические и пространственные фильтры, обеспечивающие их помехозащищенность. Параметры этих фильтров выбираются при конструировании на основе априорных данных о пространственно-частотных и спектральных характеристиках наблюдаемого объекта и помех, на фоне которых он может находиться. Однако как пространственно- !42 частотпыс, так и спектральные характеристики излучения помех меняются в процессе работы прибора, а в некоторых случаях меняются и характеристики самого объекта. Например, изменение режима работы излучателя и спектра пропускания среды приводит к изменению спектрального распределения излучения на входе ОЭП. Отсюда следует, что в процессе работы прибора целесообразно осуществлять корректировку параметров пространственного и спектрального фильтров, Рассмотрим в качестве примера схемы автоматической балансировки двухцветных растров 1531, осуществляющие модуляцию принимаемого излучения в ОЭП в соответствии с условием (5.4) при наличии априорных данных о спектре излучения помех и пропусканпя атмосферы.
Поскольку, как уже отмечалось, имеет место отклонение характеристик излучения помех и пропускапия атмосферы от априорно принятых„ па выходе приемника излучения может возникнуть остаточный помеховый сигнал. Для его компенсации в 1531 предлагается в оптическую систему ОЭП вводить подвижный оптический фильтр, осуществляющий дополнительную балансировку двухцветного растра. Для любых характеристик распределения излучения помехи можно пайти параметры подвижного фильтра, при которых двухцветный растр будет сбалансировав, т. е. будет выполнено условие (5.4). Очевпдпо, что диапазон работы подвижного фильтра выбирается из условия возможно меш>пгего ослабления сигнала от наблюдаемого объекта, т.
е. зависит от спектра излучения объекта. На рис. 7.5 показана схема ОЭП с двухцветным растром и его автоматической балансировкой, учитывающей изменение параметров помех [531. На пути излучения, принятого объективом (1) и промодулироваппого двухцветным растром (2), вращаемым приводом (3), устанавливается дополнительный фильтр (4). Принятое излучение преобразуется в электрический сигнал приемником (5). Этот сигнал проходит через усилитель 6, амплитудный детектор (7) и усилитель 8, а затем поступает иа индикатор или в следящую систему, а также иа полосовой фильтр (9). Дополнительный фильтр устанавливается на вибрирующем устройстве, например на пгезоэлемеите (Ю), к которому подключен генератор опорного напряжения (!1), выходной сигнал которого может иметь частоту от 10 до 100 Гц. Колебания пьезоэлемента под действием сигнала, поступающего от ге- 143 псратора 11, обеспечивают колебания фильтра перпендикулярно оси пучка, падающего на приемник.
Выхо ды генератора и полосового фильтра подключены к фазовому детектору (12), выходной сигнал с которого после преобразования (!У) и усиления (14) поступает на двигатель привода (16), осуществляющий перемещение пьезоэлемента, и фильтра через редуктор (!б, 17). Рпс. 7.5, Схима ОЭП с ппухппетиым растром и пннеяным паханом упрапасипн сто спсхтрахьпыми харахтсрнспиаами Управление положением фильтра происходит сведующим образом. При колебаниях фильтра происходит модуляция сигнала помехи„который после обработки в электронном тракте (5...8) выделяется полосовым фильтром, а затем поступает на фазовый детектор. При энергетической спектральной балансировке системы по условию (5.4) происходит модуляция полезного сигнала вследствие вибрации фильтра, но фазовый детектор настроен таким образом, что управляющий сигнал отсутствуст.
Фильтр находится прп этом в некотором нулевом положении. При воздействии помехи, разбалансированной по отношению к двухцветному растру, увеличивается амплитуда сигнала с частотой вибрации фильтра. 1т1аксимальная амплитуда сигна .а помехи соответствует максимуму Ид или минимуму опорного напряжения генератора, но при этом сигнал помехи сдвинут по фазе по отношению к опорному напрягкению. Поэтому на выходе фазового детектора будет сформирован управляющий сигнал, обеспсчивающий1 через сервопривод (73...17) перемещение фильтра и соответствующую балансировку растра относительно данного помехового воздействия.
Воздействие «истинного» обьекта„спектр излучения которого превышает диапазон изменения сигнала помехи, очевидно, вызовет некоторую разбалансировку растра, но это происходит уже после обнаружения (захвата) «истинного» объекта и приводит только к некоторой потере чувствительности прибора. На рнс.
7.6 приведен второй вариант схемы ОЭП с двухцветным растром и подвижным оптическим фильтром, отличающийся схемой управления положением подвижного фильтра, работающей в автоколебательном рсжиме. Как н в первом варианте (рис. 7.5), на пути излучения, принятого объективом (!) и промодулиро- Рис. 7.6. Схема ОЭП с двухцветным растром и релейным законом управления его спектральными характеристиками 1ва 146 ванного растром (2), вращаемым приводом (д), устанавливается дополнительный оптический фильтр (4), установленный на подвижном основании (19). После преобразования принятого излучения приемником (б) электрический сигнал проходит через усилитель (б), амплитудный детектор (7) и полосовой фильтр (8) и поступает на диффереицирующую цепочку (9).
В зависимости от знака рассогласования сигнал проходит либо через диод 1О и модулятор И, либо через диод 11 и модулятор 12. На вторые входы модуляторов от генератора 14 подаются опорные сигналы фиксированной частоты (в частности, 400 Гц, сдвинутые по фазе на 180') Сигналы с выходов модуляторов (12 и И) подаются на сервоусилитель (!5), управляющий двигателем (16), который через редуктор (17, 1д) перемещает фильтр в зависимости от наличия сигналов с выходов модуляторов. При этом обеспечивается непрерывный автоколе. бательный режим перемещения фильтра относительно положения, обеспечивающего балансировку двухцветного растра по отношешпо к текущим параметрам спектрального распределения излучения помехи (фона). Известно 12), что одним из условий обеспечения оптимальности пространствешсой фильтрации «точечного» объекта в ОЭП является согласование размеров аберрациоипого пятна оптической системы с размерами элементарной ячейки модулирующего растра или размерами элемента мозаичного приемника, т.
е. выполнение условия (7.5) l. »! где 7,— размер аберрационного пятна оптической системы; Ьх — размер элементарной ячейки модулирующего растра или элемента мозаичного приемника излучения. Однако в ряде случаев в процессе работы прибора Лх>Х,„ тогда для обеспечения оптимальной пространственной фильтрации следует производить принудитсльпую расфокусировку оптической системы.
Для этого в '191) предлагается перед модулирующим растром устанавливать однородную жидкокристаллическую пластину, которая, обладая рассеивающими свойствамп, дефокуснрует попадающее на нее излучение до размеров элементарной ячейки растра. Степень дефокусировки определяется напряжением, приложенным к электродам слоя однородной жидкокристаллической пластины. 146 Т.В. АДАПТИВНВ(Е ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЕ! С КОМПЕНСАЦИЕЙ ФАЗОВЫХ ИСКАЖЕНИЙ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Для борьбы с внешними помехами, и прежде всего с дрожанием, мерцанием и размытием оптических пучков и изображений, возникающих из-за атмосферной турбулеитпости, термоаберраций и других факторов, приводящих к искажению фазовой структуры оптического сигнала, в последиее время стали использоваться оптические адаптивные системы.
Оии примецяготся для оптической связи, локации, целеуказампя и т. д, Большинство из цих работает с когерентными источниками излучения, и в зарубежной литературе такие системы часто называют СОЛТ (Со!тегеп! Ор1!са! АдарПхе Тесин!опс). Другое иазваиие этих систем — адаптивная оптика !87, 128). Во всех адаптивных оптических системах осуществляется управление волновым фронтом излучения в реальном масштабе времени с целью оптимизации параметров оптических пучков при воздействии па иих внешних возмущений. В состав любой адаптивпой оптической системы входят; — передающая система (передатчик), состоящая из источника излучения (обычпо лазера), системы кодпроваиия передаваемой информации, оптических управляемых элемсптов (иапример, зеркал с переменным профилем отражающей поверхности или элсктрооптичсских фазовращателей); — приемная система (приемник), состоящая из оптико-электронного устройства и следящей системы, вырабатывающей сигнал, подаваемый на управляемый оптический элемент.
Иногда в состав адаптивной системы как замкнутой следящей системы с обратной связью включают среду распространения оптического сигнала иа пути от передатчика к приемнику, а также опорный излучатель или объект, к которому посылается оптический сигнал. Схемы расположения отдельных частей адаптивных систем могут быть различпыми. При активном методе работы ОЭг"! с адаптивной оптической системой приемная система или отражатель могут располагаться у наблюдаемого объекта или на ием, а информация о вносимых средой искажениях струкзуры оптического сиг- ыг пала передается с помощью системы обратной связи па управляемый оптический элемент, размещаемый у передатчика.
ГГри пассивном методе, когда наблюдаемый пли отслеживаемый объект недоступен, для компенсации искажений оптического сигнала используется лишь косвенная информация о флуктуациях параметров этого сигнала. Эти схемы будут рассмотрены более подробно. По принципу действия, а частично и по назначению адаптивные оптические системы, предназначенные для коррекции или компенсации фазовых искажений оптического сигнала, можно разделить на следующие группы: с фазовым сопряжением, с компенсацией размытия изображений (с автоматической фокусировкой), с разделением каналов по частоте модуляции (с апертурным зондированием), с коррекцией углов наклона вол|ювого фронта.
Системы с фазовым сопряжением (фазосопрягающие системы). В этих системах фаза световой волны, идущей от точечного источника — какой-либо точки наблюдаемого объекта, измеряется в отдельных точках или участках приемпои апертуры, а затем отклонения измеренной фазы от фазы идеальной сферической волны вводятся с обратным знаком в фазу колебания, посылаемого к объекту. Рассмотрим один из возможных вариантов такой системы (рис. 7.7).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
