Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов (1977) (1095911), страница 17
Текст из файла (страница 17)
зес (гр/2) и а„~а„:-.—. —. зес' (~рЛ) приведены на рис. 75. у 2. Увеличение размеров линейного поля зрения с увеличением угла обзора приводит к наложению строк, за СЧ ' К' РОГО ОДИН И ТОт ЖЕ н.о поли зрения от углаРоб,ора при объект сканируется дважды: сканировании многогранной зеркальной двумя следующими друг за призмой: друГОМ СТРОКаМИ (1-я И 2-я 1 — а 7а .= ссс-" М/2);2 — а /а = сес (И/я. стРоки на Рис. 76).
Наложе- ' — а" --' ' — 'Ысн — — ' — "'-'<'и2) ние строк приводит к искажению изображения регистрируемого объекта, так что один объект, попадающий в зону наложения, будет изображаться в двух строках на экране индикаторного устройства, и, следовательно, его изображение практически не 1-- будет отличаться от изобраг-я априори и женин двух объектов, нахо. с,Я, ~, ~ ДЯЩПХСЯ ВПЕ ЗОНЫ НаЛожЕ- пия, но в пределах двух соседних строк сканирования. Г"' '% Количественно величину ~ и С/6~~7ОЬИ наложения можно выразить рне 7б. Наложение отрок при екаиирова- шириной крестообразно заштиии многогранной призмой РИХОВаННОЙ ЗОНЫ Ьа На рис.
76. На краю поля обзора в соответствии с обозначениями, прин"тыми на рис. 76, имеем ~а = Ье = Ьс + сд + где = 2Ьс + сд = 2 (Ьд — сд) + сд = = 2Ы вЂ” сд, но сд =а„- ЬД =а',/2, следовательно, Аа =а„— а„,. Рис. 77. Форма растра при сканировании многогранной призмой в при- боРе с многоэлементным приемником излучения Рис. 78.
Форма растра при сканировании многогранной пирамидой в приборе с многоэлементным приемником излучения у относительных единицах 6а = — ' Ха~а~ ='-— 1 — а~ ~ар, а„, = Н6,; а„= Н6„зес (ф2), то 6, = 1 — соз (гр!2). Соответствующая зависимость (кривая 3) представлена на рис. 75. <рорма растра, образуемого мгновенным полем зрения в плоскости предметов при сканировании многогранной призмой в приборе с многоэлементным приемником излучении имеет вид, изображенный на рис.
77. При сканировании зеркальной пирамидой (рис. 78) отдельные ~троки, прочерчиваемые в плоскости расположения объектов проекцией приемной площадки, практически не искривляются, однако происходит наклон всего линейного ряда приемных площадок па угол ф в направлении сканирования. Угол $ примерно равен углу визирования ~р!2, несколько превышая его, например при ф2 =45 ф =54'45', при ф2 =60' $ =75'55' и т.д. э 6„ЧЕРЕССТРОЧНОЕ СКАНИРОВАНИЕ В СИСТЕМЕ С МНОГОЭЛЕМЕНТНЫМ ПРИЕМНИКОМ Эффективность использования оптико-электронных приборов осуществляющих обзор пространства с неподвижного основания может быть существенно повышена за счет применения чересстрочной развертки сканирующего луча. Рассмотрим этот вопрос на примере анализа работы прибора с трехгранной сканирующей пирамидой и многоэлементным приемником излучения. Для получения кадровой развертки, состоящей из отдельных полей, чувствительные элементы приемника излучения следует Располагать па расстоянии друг от друга Лу (рис.
79), которое зависит от размеров элементов у и числа полей в кадре т. 1-'сли общая длина ряда приемников У определяет размер кадра, то очевидно следующее соотношение: у+Ау =ут; а Результате последовательного наложения т полей весь кадр должен быть заполнен строками сканирования без пропусков. Соответствующие углы равны: 6~ + 6д,~ = т6~, 6„, =6, (т — 1). с канирующее зеркало, которым может быть трехгранная пиРамида (рис. 79), выполнено так, что его грани имеют разные у"лы наклона по отношению к оси вращения, выбор которых осуществляется из следующего расчета для граней: первой 45 — б,/2; второй 4Г; третьей 4Г+ б„/2. В этом случае каждая следующая грань зеркала вызывае смещение всего линейного ряда приемных площадок на угол и по кадру, а вращение сканирующего зеркала обеспечивает раз". вертку по строкам.
Следовательно, полный оборот сканирующего зеркала соответствует одному кадру разложения, т. е. числ~ полей в кадре равно числу граней зеркала т = № Рис. 79. Схема сканирования и расположения чувствительных слоев многозлементното приемника при чересстрочной развертке В процессе развертки строк одной гранью зеркала образуется поле кадра. В промежутки между строками одного поля благо. даря разному наклону граней укладываются строки остальных полей, образуя целый кадр. Обозначим время сканирования одного поля кадра через Тп тогда время обзора кадра в общем случае будет равно Т, =- Т„т.
За один оборот зеркала, имеющего й граней, осуществляется сканирование й полей. Следовательно, время одного оборота зеркала равно Т = 1/и, = Т„И=Т„И!т, а вращения зеркала соответственно будет частота и, =-: Ч(Т„И) =-тЦИТ„). 1.1еобходимое число элементов приемника излучения при чересстроч~ .
очной развертке М„можно определить, исходя из заданного жгло „о гого размера высоты кадра гг, по формуле М., = — — ЧЛЬ„+ бд„) == ЧЛб„л~). 1-1етрудио прийти к выводу о преимуществах схемы с чересрочпой разверткой, так как по сравнению с обычными схемами в ией число элементов приемника может быть меньше в т раз, поскольку при построчной развертке число элементов равно М„= гр,((6„+ бд, ), где Ьу — величина технологического зазора между чувствительными элементами, примерно равного (0,2 —:0,4) у, т.
е. Ьд, <~ ~~ 6, и М„= ~р,Ф„, следовательно, М„/М„= т. Схема с чересстрочной разверткой позволяет уменьшить полосу частот коммутационно-усилительного тракта (общего усилителя). Рассмотрим выражения, определяющие полосу пропускания усилителя каждого канала и полосу пропускания общего усилител и ° Лижнюю граничную частоту полосы пропускания усилителя каждого канала определяет число полей кадра, сканируемых в единицу времени, 1 1~Т, где ҄— время обзора одного поля кадра, соответствующее максимально возможному значению углового размера строки ср, Так как коэффициент использования зеркальной грани равен ~ =- ц,~ц „= Т,~Т„, где Т,. — длительность строки, то ~„~ 1/Т„== Ч/Т,.
Оерхнля граничная частота полосы про пускания каждого канала усиления определяется минимальной длительностью импул"са т ш ~в = А~/тпяд1 где й„— коэффициент формы импульса сигнала. Так как время одною оборота зеркала равно 1/и„ а мгновенное поле зрения занимает 6,/(2лр) оборота, то минимальная длительность импульса равна ! Ь„ 2 Пз ~~Р М. М.
Иирошников следовательно, Учитывая, что найдем /, =- А„— ~г,. 2Щ7 Ьх «р, = т12п/(Ж/р), /, = (й„/«1) (ср,/б„) п Ф. Полученные выражения для /„ и /„ справедливы как при по строчном, так и чересстрочном сканировании, поскольку частота смены полей кадра 1/Т„ определяется свойствами экрана индн катора и инерционностью глаза, а скорость вращения сканиру ющего зеркала и, зависит только от Т„ и /«/.
Следовательно, полоса частот усилителей отдельных каналов прибора Ц =-/, — /„не зависит от выбора сравниваемых схем сканирования. Определим теперь верхнюю граничную частоту общего канала усилительного тракта. Известно, что в соответствии с теоремой Котельникова при дискретизации сигнала соответствующие выборки должны следовать с частотой 2/„. Очевидно, что для опроса каждого канала с этой частотой необходимо обеспечить опрос М каналов с частотой 2/„М, т.
е. верхняя частота полосы пропускания общего усилителя должна быть Е„= 2/.М. Принимая во внимание полученные выше выражения для /„, М„и а„можно найти 2 /«и в "" У ь«ч к~ где г„= «р, «р,/(б,б„) — общее число элементов разложения в кадре. Нижняя граничная частота по-прежнему равна Р„~ 1/Т,. Следовательно, полоса частот общего усилителя будет ЬР = Г, — Е„= Р„= 2/„М. Таким образом, использование чересстрочной развертки позволяет в М„/М„= т раз уменьшить полосу частот общего усилителя, облегчая тем самым условия регистрации сигналов (особенно при дистанционной передаче).
Одновременно существенно упрощается и уменьшается по габаритам и весу не только узел приемника излучения, но и коммутатор вследствие уменьшения количества коммутируемых каналов в т раз. Недостатком чересстрочной развертки является необходимость осуществления обзора пространства с неподвижного или хороню стабилизированного основания, так как в противном случае возникает опасность потери информации (пропуска цели).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
