Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов (1977) (1095911), страница 16
Текст из файла (страница 16)
68для ~лучая трехгранной пирамиды, однако это обстоятельство не является принципиальным, и результаты р проводимых ниже расчетов применимы для пирамиды с любым числом граней. Очевидно, что угол обзора гр„реализуемый В ПРоцессе сканиРования Рис. бв. Проекции зерка ной пир. иды на ДОЛжЕн СООТВЕТСТВОВВТЬ Та- нлоскость входного зрачка объектива: комУ УглУ пОВОРОта скани- т — трехгранная пирамида.„,т — входною зрачок рующего зеркала у„в пределах которого входной зрачок объектива полностью размещается, не выходя за границы проекпии сканирующей грани зеркала, т. е. когда зрачок не виньетируется этой гранью.
Следовательно, угловой размер грани у„р должен быть равен сумме угловых размеров входного зрачка объектива уа и строки (поля обзора) '7о:ур =-70 +7,. Угловой размер входного зрачка объектива определяется выРажением В(п (Уа/2) = сП(2К~, где Н = Ю/2 — Ю2. Тогда з(п (у,/2) == 1/(ОИ вЂ” 1), т. е. Ис1 =-1 + созес (уа12). осколькУ У вЂ”.. Угр — У„а Уг = 360 1Ф; У, = гР„ТО, обозначаЯ =- Е~Ы, найдем Х =Р~г1 = 1 + созес (180/И вЂ” гр,~2). 87 Так как при заданных ср„7,р и Ф козффициент использова ния грани Ч = — ср,У/360' = ср,/7,р, то Х = ВЫ = — 1 + авес (ср,l2) ((1 — Ч)Ь~ ) =- 1 + созес (180 /й) >( )~ (1 — Ч); Ч, = (360 /1)~)Ч.
Графики зависимости Х от Ч для различных й приведены на рис. 69. Они позволяют выбрать габаритные размеры скани Л рующей зеркальной пирамиды. 7Б Иногда представляет интерес сравнить габаритные размеры сканирую щих призмы и пирамиды. а й-Б Для зеркальной призмы 7 1 1 б ип (45'+ ()) яп (180'/И„р) (1 — Ч) Б Б ! 180' 9 со вес — (1 — Ч), Б кап (45 +Р) Жор для зеркальной пирамиды Х„„р = — 1 + созес (180 /Й„„р) (1 — Ч), причем р = Р60 /Чс) Ч; Жор = (720%Р,) Ч, Цг Ю Ю ЦВ О7у т. е. при равных углах обзора и коэффициентах использования коэффициеита использова- нии Ч дли раэли и|ых Й й„„р = Ж„р~2.
Следовательно, обозначая х =- Х„„ й„р, найдем г 180 х = — =- з1п (45 - ~- ~) ~ 81п — (1 — Ч) + )~ар )~~пр 1 2 сои (180'~Жор) () — Ч) Размеры сканирующей пирамиды можно уменьшать, если до- пустить некоторое виньетирование входного зрачка на краях поля обзора. Соответствующая схема представлена на рис. 70, из которой следует з(п (7 ~2) = й/Н.
Здесь Ь вЂ”.. О,М = (Ж2) соз (а/2), где а — центральный угол, следовательно, з1п (7о/2) =: —. Ы/(2Н) 1 сов (сс!2). Так как Н = 0~2 — д/2, то а(п (7 /2) = соз (ийЯПс1 — 1), но 70=7% — 7 =7,р(1 — 7 17 ) =(360 М(1 Ч) едовательно, Х = ВИ = 1 + соз (и/2) созес (180'/И) (1 — 11); ~, =(ЗВ'ПЧ) 1. Очевидно, что при отсутствии виньетирования а = 0; з(п (у,/2) == сЦ2Н); Х, == 1 + созес (180"/Ф) (1 — т1).
~ — сов (о,д ! + а|п (1зоо й х Х,) Ч) + сов ( х/21 мп [((8о*7й 1 Величину виньетирования зададим отношением $ площадей двух сегментов, ограниченных хордами ВЕ и Со (рис. 70), к площади круга диаметром д. Площадь каждого сегмента (д/2)ар пя равна 5 =- — ~ — — з1пи~ с — о 1 1ф~о /1 а площадь круга Я, =л (Й2)а. Следовательно, 5 = 23,/Я„= а/180' — яп а/я. Рис. 70. Схема виньетированин входного зрачка сканирующей пирамидой ограниченных раамеров В большинстве практических случаев можно пользоваться разложением з1асс =а — ав/31 +а'/51, поэтому а =1"блею =~/205. Если, например, $ =0,2, то и =.р~20Е =.р~4~ 1,6=90'. Точный расчет угла сс при 5 = 0,2 можно выполнить, пользуясь таблицами, содержащими зависимость центрального угла а от площади сегмента для окружности радиусом 1.
В этом случае "лощадь сегмента равна Ъ, <,=ц ==- Я, = — (и/2) 1сс/180 — (з1пос)/и) —.— (п/2) Ц, Относительное уменьшение габаритов можно выразить отношением — ~"а — Х Р Ха т. е. при $ =. 0,2 Я,' =(л/2) 0,2 = 0,314, и по таблицам находим а =93. Следовательно, по приближенной формуле соз (а12) =- соз 45— =- 0,7, а по точной соз (а/2) —..= соз 46,5 =-0,688.
Пользуясь полученным значением соз (а/2), прп Ф =.= 3 и т) = 0,6 (гр, =. 72 ), найдем, что без виньетирования 1 зв (180'УИ) (1 — т!) (г,% 40 ! + зп80' 04 а при наличии 20% виньетиро. вания сок (а/2) а1п (1%'/Ф) (! — т)) Относительное уменьшение габаритных размеров 1 — сок (сс/2) 1+ а1п (180'/И) (1 — т)) О ХО Ю Х ЧО В Ю 704,% Рис. 71.
Зависимость относительного уменьшения габаритных размеров сканирукакей пирамиды и от коэффициента внньетирования входного зрачка $ для различных значений т) и Ж 1 — сов 45' 1+ з)п 60ь 0,4 0,21 или а =)/Хо — — 1 — д =0979. Зависимость коэффициента д от 5 представлена на рис. 71. $4. ДВУХКАНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ СКАНИРОВАНИЯ Существенное повышение коэффициента использования зеркальной грани сканирующего зеркала может быть получено при использовании днухканальных схем сканирования, предложенных Е. Я. Кариженским.
В двухканальных схемах сканирования с многогранными аризмами применяются укрепленные на одной оси две призмы, повернутые одна относительно другой на угол )„,/2 (рис. 72), Два оптических канала 1', П, включающие объективы Об1, Оба и приемники Пр„Пра, работают с каждой призмой, образуя половину заданного поля обзора. Сигналы от приемников каждого канала поступают на общий усилитель Ус через переключатель каналов ПК, связанный со сканирующим зеркалом. Одновременно происходит коммутация генератора строчной развертки ГСР.
Так как размер граней каждого из сканирующих зеркал 3 выбирается из расчета отсутствия виньетирования при угле сканирования, в два раза меныпем заданного, то и габариты зеркал получа1отся примерно в два раза меньше. р двухканальных схемах сканирования с многогранной пирамидой " - используется одно сканирующее зеркало 3 — многограня зеркальная пирамида (рис.
73), грань которой последова- ио работает на два оптических канала У и П, включающих тельно р 1 1 ~ П/( 1 ~,~ к,гс 1 ! 1 ! ~ гсв Рис. 72. Диухканальная схема сканирования с многогранными призмами Рис. 7д. Днухканаанная с~с~~ сканиронания с многогран- ной пирамидой 'бъективы Об,, Об, и приемники Пр,, При. Сигналы от прием- "иков каждого канала поступают на общий усилитель УС через "ереключатель каналов ПК. Так как угловой размер проекции входного зрачка объектива каждого канала на сканирующее 9$ зеркало может быть выбран равным у„/2, то общий угол об в этом случае соответствует угловому размеру грани ер, =- у т.е.11 =1. еив В ряде практических применений большая сложность двух канальных систем полностью окупается меньшими габаритны ~мн размерами сканирующего зеркала, либо большим углом обзора, который в этом случае удается рев- и ф б. ТРАЕКТОРИЯ СКАНИРОВАНИЯ МНОГОГРАННЫМИ ВРАЩАЮЩИМИСЯ ЗЕРКАЛАМИ рассмотрим форму стро ки, прочерчиваемой мгновенным полем зрения в плоскости предметов, удаленной от сканирукхцего зеркала па расстояние Н, если сканирование осуществляется араи~аищгйся призмой узким полем с угловыми размерами о' и Ь„(рнс.
74). В этом случае плоскость чувствительной площадки приемника излучения в процесРие. 74. форма строки ири сканировании мно- св сканирования остается гограииой зеркальной призмой всегда перпендикулярной оптической оси объектива, т. е. при угле визирования еф2 она располагается по отношению к плоскости предметов нод углом е~/2. В центре поля обзора имеем: а, =-= Нб;, а„=- Нб . При отклонении сканирующего луча на угол ф2 происходит искажение формы линейного поля зрения так, что его размеры оказываются равными: а, =ед = Ьс =Нб„зес(ф2); а = аЬ =- Ьс/соз (ф2) =-. ЪН1соУ (ф2) 3 б = Нб зеск (ф2).
Координата центра линейного поля зрения (половина ширины полосы сканирования): В/2 = Н $д (ф2). с ~р гс д~ ц~ д йб д у ус д~ о г'" Полученные соотношения, Определяющие зависимость разлинейного поля зрения а, и а„и ширины полосы сканиро- 8 от угла обзора, позволяют сделать следующие выводы. ~ЕРОВ Л' вания величина '" Уа 0 еры линей НОГО ПЛО ПОЛОЖЕНия тоа у удшается с к г Угла обзор Б ние идол мару) про с~одит по вес (Ф2), а вдоль оси х (по строке)- — по закону зеса ( ~2) Соответствующие зависимости а„/аи, —.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
