Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов (1977) (1095911), страница 23
Текст из файла (страница 23)
«интересы» растра и приемника совпадают, а соответствующее конструктивное решение не всегда может быть найдено; во-вторых, при перемещении изображения малоразмерной цели в пределах поля зрения по чувствительной площадке приемника происходят резкие изменения величины алектрнческого сигнала, вырабатываемого при- емником, в связи с неа~ у равномерным распреде- ВР лением его чувствитель- Р ности по площадке.
Освободить фокальную плоскость для размеще- А иия растра и обеспечить равномерное распределение потока излучения И ою от перемещающейся в ПР поле зрения цели по чувствительной площадке приемника можно, применив в оптической А схеме конденсор, прое- цирующий на приемник Р изображение входного 06' зрачка объектива. ПоР скольку относительное положение и освещенность входного зрачка практически не изменя- ЛР ются при движении це- А ли в поле зрения, освещенность всех точек чувствительной площадки приемника излучения также остается неизменной Выше были уже приведены основные соотношения, основанные на условии синусов и позволяющие выбрать параметры оптической системы с кондепсором.
Ось вращения эксцентрического растра параллельна оптической оси объектива. В этом случае емертвая» зона у растра отсутствует. Вращение растра и его расположение относительно плоскости изображения и приемника осуществляются исходя из тех же соображений, что и для концентрического растра. Растровый анализатор со скрещивающимися осями имеет ось вращения, расположенную под некоторым углом (обычно прямым) к оптической оси объектива. Такой растр большей частью состоит из системы непрозрачных полос, нанесенных на поверх- ность прозрачного цилиндра и обеспечивающих модуляцию лучистого потока, сфокусированного на эти полосы. Зависимость амплитуды, частоты, фазы или других параметров модуляции от угла визирования приведена на рис. 113.
Различают два вида растровых анализаторов: с ограниченной (рис. 113, а) и неограниченной (рис. 113, б) зонами линейности. Если изобразить в виде графика связь параметра модуляции Я с углом визирования а,, то для растров с неограниченной зоной линейности Ь соответствующая зависимость сохраняется в пределах всего поля зрения б, в то время как для растров с ограниченной зоной линейности характеристика линейна лишь в ограниченных пределах.
Рис. 113. Классификация растровых анализаторов по характеру зависимости параметров модуляции от угла визирования: Π— параметр модуляции (амплитуда, частота, фаза); а— угол визирования; й — угол поля, зрения'„  — угловой размер зоны линейности В общем случае термин «зона линейности» следует понимать условно, так как параметр модуляции в пределах этой зоны может быть связан с углом визирования нелинейной зависимостью. Однако наличие некоторой зависимости параметра модуляции от угла всегда соблюдается либо в пределах всего поля зрения, либо в пределах ограниченного диапазона углов. К растрам, обеспечивающим реализацию той или иной области зависимости параметра модуляции от угла визирования, в дальнейшем также будет применяться понятие ограниченной или неограниченной зоны линейности.
Классификация растровых анализаторов по виду модуляции и параметрам модулированного сигнала представлена на рис. 114, Различают три основных типа растровых анализаторов: с непреРь®ной, импульсной и смешанной модуляцией. Растры с непрерывной модуляцией характеризуются тем, что излучение цели проходит через них в течение времени, составляющего примерно 50% от периода модуляции, в этом случае приемник освещается непрерывным периодическим сигналом, амплитуда, частота или фаза первой гармоники которого зависит от угловых координат цели. Различают амплитудную, частотную, фазовую, амплитудно-частотную, амплитудно-фазовую и частотнофазовую непрерывную модуляцию.
Растры с импульсной модуляцией характеризуются тем, что излучение цели проходит через них на приемник в течение времени, короткого по сравнению с периодом модуляции, причем относительное положение импульса излучения во времени, его амплитуда и длительность зависят от угловых координат цели. СисшаннаяннпрярьЯнон Вдели-ампульпная Рис. 114. Классификации растровых анализаторов по виду модуляции и параметрам модулированного сигнала Импульсная модуляция может быть амплитудной (АИМ), частотной (ЧИМ), фазовой (ФИМ), широтной или модуляпией по длительности (ШИМ или ПИМ), кодовой или смешанной импульсной. Растры со смешанной модуляцией характеризуются тем, что, наряду с непрерывной модуляцией излучения потока, имеет место, даже при неизменных координатах цели, периодическое импульсное изменение параметров модулированного сигнала, а перемещение цели приводит к нарушению закона этого периодического изменения параметров.
Например, поток излучения от цели, находящейся на оптической оси, модулируется непрерывно 50% вРемени с частотой 1„а 50% — с частотой ~а. ПРи пеРемещении цели относительное время модуляции с той и другой частотой изменяется и может значительно отличаться от 50%. % а дмплитудндя модуляция Зависимость амплитуды сигнала от угловых координат точечного источника излучения (кодирование информации о положении цели в поле зрения) можно обеспечить, поместив в фокальную плоскость объектива оптико-электронного прибора концентрический растровый анализатор в виде секторного диска (рис.
115). Поскольку изготовить растр с секторами, ширина которых в центре равна нулю (рис. 115, а), практически невозможно, концентрический растровый анализатор обычно имеет вид секторного диска с затемненной центральной частью, равной по величине кружку рассеяния объектива (рис.
115, 6), либо с центральной частью, выполненной в виде двух полукругов — прозрачного и непрозрачного, диаметр которых также равен диаметру кружка рассеяния (рис. 115, в). На краю растра ширина темных и светлых секторов несколько больше диаметра кружка рассеяния. В этой области растра до- Рйс. 115.
КОнцентричсскнЙ рястрОяиЙ янялняятОр — ссктОриын растр, Обсснсчняя1ОЦЙЦЙ ямнлнтуднун модулнцнкк а — идеальный секторный; б — секторный с зятсмнсинОЙ центряльнОЙ нястькх 6 — секторный с полунрозрячнОЙ центряль- НОН ЧЯСТЬЮ стигается 100-процентная модуляция потока излучения от цели и амплитуда сигнала максимальна. Если число прозрачных секторов равно Ф, то за один оборот диска возникает У импульсов сигнала от цели, а если растр вращается со скоростью и, с ', то частота модуляции, выраженная в герцах, равна Фа. При смещении изображения к центру растра частота модуляции осгается той же, а амплитуда сигнала уменьшается, так как глубина модуляции становится меныпе 100%.
Когда изображение цели совпадает с центром растра, модуляции не происходит и сигнал отсутствует. При этом в случае использования растра с непрозранюй центральной частью исчезаег не только переменная, но и постоянная составляющая сигнала, а в случае применения растра, изображенного на рис. 115, в, средний коэффициент пропускания, равный примерно 50%, сохраняется. Амплитуда сигнала, вырабатываемого приемником, установленным за секторным растром, зависит пе только от положения изображения цели на растре, но и от величины потока излучения, падающего на входной зрачок оптической системы. Для того чтобы избавиться от этой зависимости, можно ис~ользовать автоматическую регулировку коэффициента усиления усилителя фототока (АРУ).
Для этого применяют дополнительную модуляцию потока излучения с помощью прерывателя излучения, обеспечивающего полную модуляцию потока излучения, независимо от положения цели. Частота этой модуляции должна отличаться от частоты модуляции, определяемой растром. В этом случае переменный электрический сигнал, вырабатываемый при емником, содержит составляющие двух частот: амплитуда одной из них определяется только потоком излучения от цели, а второй— потоком излучения и положением изображения цели на растре. Разделяя эти составляющие фильтрами, настроенными соответственно на частоты модуляции прерывателя и растра, и используя выходной сигнал фильтра, настроенного на частоту прерывателя, для автоматического уменьшения коэффициента усиления уси- Рис, 1!б.
Структурная схема прибора с секторным растром и системой ЛРУ лителя фототока при увеличении сигнала, можно избавиться от зависимости сигнала на выходе второго фильтра от изменения потока излучения, создаваемого излучением цели. Структурная схема построения такой системы декодирования информации изображена на рис. 116, где введены следующие обозначения: Р, — прерыватель излучения,' Р— секторный растр; Об— объектив; Пр — приемник; Ус — усилитель; ~, — фильтр, настроенный на частоту прерывателя Р,; ~, — фильтр, настроенный на частоту растра Р,; Д вЂ” детектор, фильтр низких частот и усилитель постоянного тока; М вЂ” мотор, вращающий прерыватель излучения и растр. Секторный растр может иметь ограниченную или неограниченную зоны линейности в зависимости от рисунка растра и диаметра кружка рассеяния оптической системы.
Если диаметр кружка рассеяния равен ширине темных и светлых секторов на краю растра, то линейная зависимость амплитуды сигнала от угла рассогласования между направлением на цель и оптической осью объектива, проходящей через центр растра, сохраняется по всему полю, если же на краю поля зрения (на краю растра) ширина секторов больше диаметра кружка рассеяния, то линейная зависимость имеет место лишь в ограниченной части поля. Как уже указывалось, говорить о линейной зависимости амплитуды сигнала от угла рассогласования можно лишь весьма условно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
