Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов (4-е изд., 1999) (1095908), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Во многих ОЭП необходимость адаптации вызывается широким диапазоном изменения внешних воздействий на прибор, нестабильностью параметров отдельных узлов прибора при изменении условий их эксплуатации и во времени, большим динамическим диапазоном входных сигналов, а также многофункциональностью ряда ОЭП и другими факторами, приводящими порой к противоречивым требованиям к отдельным параметрам нли структуре прибора в целом.
Например, для обеспечения максимальной дальности действии ОЭП целесообразно иметь минимальным его порог чувствительности. Однако, прибор не всегда должен работать на максимальных дальностях, поэтому для повышения его помехозащищенности необходимо изменять порог чувствитель- 388 Входной сивнав и нвлввхи ваивднви аивнаа унронгаяуи(ао страда Рис.13.1.
Структурная схема адаптивного ОЭП Процесс адаптации может осуществляться непрерывно все время работы ОЭП, а также и с определенной периодичностью, например путем периодической калибровки прибора или отдельных его узлов. В ряде ОЭП блок 2 контролирует не всю совокупность отмеченных выше воздействий и факторов, а лишь некоторые из них, например температуру окружающей среды. Зная функции влияния (зависимости параметров прибора н его узлов от внешних факторов, времени н т.д.), можно заранее составить достаточно жесткий алгоритм управления блоком 4 и изменять таким образом выходные параметры прибора, например уровень выходного сигнала, крутизну статической характе и т актеристики и т.п. В качестве блока 3 в современных ОЭП все чаще используют микропроцессоры.
Различают несколько уровней адаптации. Первый уровень — это параметрическая адаптация, которая ведется за счет изменения параметров отдельных звеньев прибора. Второй уровень — это структурная адаптация, когда осуществляется изменение структуры при- 389 ности в зависимости от конкретных условий, в частности, от расстояния до наблюдаемого объекта. Загрубленне порога позволяет повысить помехозащищенность ОЭП.
Исходя из данного выше определения, обобщенную структурную .1 .1), схему адаптивного ОЭП, работающего пассивным методом (рис. 3. ), можно представить состоящей из оптико-электронной системы 1, выполняющей основную задачу„стоящую перед прибором; устроиства контроля параметров входного сигнала и помех, собственных параметов прибора и условий его работы 3; блока обработки информации (бло- Р ка логики) 3, вырабатывающего управляющие сигналы по заранее заданному (жесткому) или выбираемому в процессе работы ОЭП (гибкому) алгоритму в соответствии с информацией, получаемой извне и от самого прибора 1; и исполнительного устройства 4.
В случае работы ОЭП активным методом на вход устройства 2 может поступать информация от передающей системы или отдельных ее узлов, например от источника излучения, а исполнительное устройство может воздействовать на параметры передающей системы. ЮГ, Якутвенков, Теория и расчет оптико-электронных приборов бора, причем возможно одновременное управление и параметрами и структурой (структурно-параметрическая адаптация). На третьем уровне — алгоритмическом — изменяется структура алгоритма обработки сигнала, например, выбирается программа, которая наилучшим образом работает по заданному критерию при изменении условий ра боты прибора.
В настоящее время для адаптации наиболее часто используется параметрическая адаптация - управление чувствительностью прибора в целом, угловым полем оптической системы, структурой анализатора изображения и пространственного фильтра, рабочим спектральным оптическим диапазоном, параметрами сканирующей системы, приемника 'излучения и электронного тракта.
Сравнительно недавно для адаптации стали использовать управление волновым фронтом и фазовой структурой световых пучков„как правило, когерентных, поступающих на вход приемной оптической системы или формируемых передающей оптической системой ОЭП. Это позволило довольно успешно бороться с такими явлениями как расфокусировка или раз мытие изображения вследствие турбулентности атмосферы. Можно предложить общую схему анализа эффективности того или иного способа адаптации. Во-первых, необходимо составить достаточно полное выражение для параметра, подлежащего адаптации, в виде функции конструктивных параметров прибора, которыми можно управлять.
Во-вторых, полезно определить степень влияния отдельных конструктивных параметров на адаптируемую величину. При этом часто можно воспользоваться любым из известных методов статистического анализа, например простым и хорошо изученным методом полного дифференциала, успешно используемым в точностных расчетах. Заключительным этапом анализа может быть оценка возможностей управления выбранными конструктивными параметрами в рассчитанном диапазоне их изменений, а также оценка точности адаптации, т.е.
связи первичных погрешностей управления этими параметрами с погрешностью адаптируемого параметра прибора (выходного параметра ОЭП). 13.2. Адаптация чувствительности Чувствительность ОЭП характеризуется рядом параметров. Это, прежде всего, пороговая чувствительность ОЭП Е, „(Фя и) и крутизна статической характеристики (функции преобразования). Вид статической характеристики аависит от способа анализа сигнала, а также от того, в какой точке схемы ОЭП измеряется эта характеристика.
Рассмотрим в качестве примера ОЭП со светоделительным 390 Глава !3. Адаптация в оптико-электронных приборах анализатором — прямоугольной призмой (см. 3 7,3). Для этого анализатора часто принимают линейное приближение, т. е. крутизну статической характеристики определяют как К = Фта,, где Ф вЂ” весь поток, образующий изображение визирной марки, а, — радиус (половина ширины) изображения этой марки. Для случая точечного (малоразмерного) излучателя с силой излучения 1, находящегося на расстоянии ( от входного зрачка ОЭП, Ф=т,т 1А,„,У( (13.1) где т„— коэффициент пропускания среды на пути от излучателя до входного зрачка площадью А,„; т, — коэффициент пропускания оптической системы.
Если статическая характеристика определяется сигналом и на выходе системы первичной обработки информации (СПОИ), то ее крутизна Ли Фа,К, (13.2) где Ф определяется в соответствии с (13.1); в, — вольтовая чувствительность приемника излучения; К, — коэффициент усиления электронного тракта СПОИ.
Здесь значение т, должно учитывать пропускание всех оптических элементов, в том числе и находящихся после анализатора. Уменьшать Еп „и в процессе работы ОЭП чаще всего невозможно, так как определяющие этот параметр величины зависят от требований к уровню входного сигнала, ширине спектра этого сигнала, размеров наблюдаемого объекта и предельного разрешения оптической систек мы, а также от технологии изготовления приемника. Если уровень входного сигнала уменьшается, то варьировать этими параметрами в целях уменьшения Ея я(Фн, я) не удается.
Тоже самое можно сказать и о крутизне статической характеристики ОЭП. Поэтому адаптация чувствительности ОЭП ведется обычно путем ее загрубления, необходимость в котором возникает при превышении входным сигналом допустимого значения. Это имеет место при уменьшении расстояния между ОЭП и источником сигнала, при увеличении прозрачности среды, при возрастании мощности излучения источника сигнала. Снижение чувствительности ОЭП особенно необходимо в случае воздействия на прибор мощных излучений не только от источника полезного сигнала, но и от помех и фонов. Большие потоки могут вести к перегрузке приемника излучения и электронного тракта и даже к разрушению в отдельных случаях чувствительного слоя приемника, покрытий, материала оптических деталей.
391 Ю.Г. Якуотвнков. Теория и расчет оптико-электронных приборов Обоснованный выбор способа адаптации в соответствии с пред ложенной выше схемой возможен на основе анализа развернутого энергетического уравнения конкретного ОЭП (подробно об этом см. гл. 14), однако и простые формулы вида (13.2) позволяют в первом приближении оценить возможность адаптации чувствительности ОЭП за счет изменения тех или иных конструктивных параметров. Из (13.2) очевидно, что если ОЭП работает активным методом, то возможно изменять крутизну К путем изменения 1, причем в отличие от других способов, иногда возможно увеличивать значение этого параметра (К), например, при уменьшении т,, увеличивая мощность излучателя и, следовательно, увеличивая 1. Однако при атом, как правило, ухудшаются другие параметры ОЗП (срок службы, потребление энергии и др.) .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
