Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов (1977) (1095911), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Действительно, рассмотрим более детально процесс модуляции излучения цели, когда ее изображение расположено в положениях А — Г на растре, рисунок которого состоит, например, из шести прозрачных и шести непрозрачных секторов (рис. 117). Рис. 117. Изображения точечных целей иа секторнсм растре В положении А изображение цели в виде кружка рассеяния с радиусом г заполняет один сектор растра.
При этом имеет место полная модуляция потока излучения, заключенного в изображении цели, и величина сигнала достигает максимального значения. При перемещении изображения цели к центру растра глубина модуляции М уменьшается. Однако еще до того, как изображение цели достигнет центра растра, для некоторых значений радиуса ~ектора р глубина модуляции резко падает. Это происходит в тех случаях, когда изображение цели заполняет четное число секторов растра, при этом модуляция потока излучения происходит только за счет несоответствия формы 139 ав -- 2ал:=- 60'; ал ----- 4а„= 120; а; =- бал =--- 180', ю~а я 486Яг Рис. 118.
Угловая характеристика секторного растра (ориентировочная форма кривой с акцентом на точки М =- О) где й/ — число непрозрачных секторов растра. Учитывая также, что р =— = г/яп (а/2), можно найти примерные значения радиус-вектора, при которых имеют место максимум и минимум модуляции: рА /» == 1/з1п (ал/2) = 1/яп 15" =- 3,86; рв/г == 1/яп 30' =- 2; рн/г ==- 1/яп 60" = 1,15; тра/г' ==- 1/з1п 90" =- 1. Соответствующие значения отмечены на угловой характеристике растра, представленной на рис. 118.
изображении цели форме секторов растра. Так, в положении д одновременно перекрываются два сектора растра, в положении В— четыре и в положении à — шесть секторов. Если обозначить угол, под которым изображение цели видно из центра растра, М,% через а, то для растра с шестью непрозрачными секторами имеем; ад ----- 360"/(2й) =-.- 360'/12 =---= 30"; э 3. ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ Зависимость частоты модулированного потока излучения от угловых координат источника излучения, т. е.
кодирование информации, можно обеспечить, поместив в плоскость изображения, создаваемого объективом оптико-электронного прибора, эксцентрический растровый анализатор в виде диска, каждый из секторов которого имеет одинаковое число прозрачных и непрозрачных полос, причем центральная полоса каждого сектора направлена по радиусу, а остальные ей параллельны (рис. 119).
При вращении растра поток излучения модулируется с частотой тем большей, чем дальше от центра находится изображение цели, так как число модулирующих полос возрастает по направлению от центра к периферии диска. Центр поля зрения (начало координат на рис. 119) можно всегда разместить так, что при перемещении изображения источника излучения вдоль оси у вверх от центра частота модуляции будет увеличиваться, а вниз — уменьшаться.
При перемещении изображения источника излучения вдоль оси х частота модуляции не изменяется, так как в пределах небольшого поля зрения ось х практически совпадает со средней окружностью, которая в каждом секторе пересекает одинаковое число модулирующих полос. Такнм образом, рассмотренный растр обеспечивает изме,С11нс угловой координаты цели только в одной плоскости. Для того чтобы растгр обеспечивал измерение координат цели В двух плоскостях, необходимо применять две оптические системы, размещенные относителыю рас- У „ря таким образом, чтобы изображсни11 одной и той же цели были смещены относительно -Р дру1. Д1туга па 90 . Следует обратить Внимание х ня то, что изменение частОты модулированного сигнала при -л изменении положения цели фа- ' / ктнчески происходит не плавно, а дискретно, так как дискретно измею1ется число мОдулнр11оп1пх полос при перемеще-, сс пни изОбражения цели Вдоль' оси у.
Зависимость числа модулированных полос Вот положеНИ11 изображения цели представ- Л Е Ри~ "9. =-1к~~1~итри ~ее~ай р~~~р иыа аличие лепя на рис. 120. Налич е «ступенек» па соответствующеи (восд нисе~.-торкни). КрПВОЙ ГОВОРИТ О НЕВОЗМОЖНО- 1, лределы ночи тренин а — ичобваже- СТИ ИЗМЕрсиня ЛИНЕИПЫХ Коор- иае источника излучении 1в Искитаре 11олк аренкк1; а -- второе изображение источ- ДННЯТ ЦЕЛИ С ТОЧИОСТЬ10, ЛУЧ ника налучсаиа лри наличии двух онтн- ческих систем 1в цеитое нолй акакии) ~Ф у с ТО . ь!О Лут, где à — фокусное расстояние объектива. Для уменьшеьн1я Ошибки целесообразно изменить рисунок растра таким образом, чтобы положение модулирующих полос в отдельных секторах не совпадало. Для преобразования частоты модуляп ни потока излучения (частоты изменения фототока) в амплитуду электрического сиг- нала с целью декодирования А' применяются частотные де- 6 о "- '- — — —, текторы1рис.
121). В простейИ1ем случае частотный детектор представляет собой резонансный контур (рис. 121, а). Величина напряжения и. х. снимаемого с контура, завнспт от частоты оа питающего — — — контур тока так, что пя чау У-л л 0 ~М р стоте ы „== 1Д/ ЕС имеет место максимальное значение козффнциента передачи иск 1кчтос от положе1И1и иаображеиии ноте Исниа ИЗЛуИЕИИИ Иа раСтрЕ, РЫЛИ- а1 '" Пака~ ау1отцем частотиу1о модулици1о ЗовятЬСя два КОНТура 14! Рис. 12!. Принципиальные схемы и характеристики простейших частотных детекторон: а — одиночный резонансный контур; б — два контура; в — схема с индуктивностью и емкостью 142 (рис 121, 6), резонансные частоты которых е„, и о<„разнесены имметрично относительно средней частоты.
В этом случае при изменении частоты а питающего тока амплитуда напряжения на одном контуре и, „возрастает, а на другом и, „, падает. Разность амплитуд Ьи, = и, „, — и, „, определяется величиной н знаком отклонения частоты. Вместо резонансных контуров можно использовать также схему, состоящую из двух ветвей, „дна из которых представляет собой индуктивное, а другая— емкостное сопротивление (рис. 121, в). Так как коэффициент передачи напряжения схемой с индуктивностью равен й~ = и, „,(и,„= 1/~/ 1 + ьУР~К', а схемой с емкостью— А~ = и,,(и,„= 1ф( 1 + 1(ой'С', то при частоте о, = 1((1,С) имеет место равенство й, = — А, и в некотором интервале изменения частоты вокруг значения а, выходное напряжение изменяется линейно. ф 4. ФАЗОВАЯ ':МОДУЛЯЦИЯ Зависимость фазы модуляции потока излучения от угловых координат точечного источника (кодирование) можно обеспечить, например, с помощью растрового анализатора со скрещивающимися осями, выполненного в виде надетой на вращающийся барабан тонкой пленки, прозрачность которой изменяется по синусоидальному закону (рис.
122, а) т = т, + 0,5 (т„, — т,„) з и (2Ы((МУ)), где т„,„— минимальное пропускание; т,„,„— максимальное пропускайие; т,р — — 0,5 (т,„+ т,„) — среднее пропускание; длина окружйости барабана (йленки); Ф вЂ” число полных изменений прозрачности пленки растра, укладывающихся на ее длине. Следовательно, если на поверхности пленки сформировано изображение цели, то поток излучения, проходящий через нее и падающий на приемник, а также электрический сигнал, вырабатываемый приемником, изменяются по синусоидальному закону, причем фаза сигнала зависит от положения изображения цели на пленке растра (1) а =- А з1п (а1 + ср), где а — текущее значение переменной составляющей сигнала, вырабатываемого приемником излучения; А, о, ср — амплитуда, "Руговая частота и фаза сигнала.
Если барабан растра вращается со скоростью и, с 1, то круговая частота равна в = 2п( = 2ппЖ, а ъфаза зависит 143 от положения изображения источника излучения па пленке растра 1 причем для случая, когда начало отсчета фазы соответствует началу координат (рис. 122, а), имеем ~р .=-= 2п//(У.:-'Ш). Для того чтобы зафиксировать начало отсчета фазы, исполь зуются различные синхрокон~ппкты и генераторы опорных напра. барай~н онанизапнрп 1 -1 ! 1 Рис. 122. Растровый аиализатор со скрещива|ощимися осями, обеспспивающий фазовую модуляцию: а — развертка ленты анализатора и зависимости ес коэффициента пропускаипн ъ' от полохксиия изобра~ксиия истопника излучения 1; 6 — схема исполпзовавия аиализатора с фазо- вой модуляцией жений (ГО1.1ы), которые вырабатывают электрические сигналы, момент появления пли фаза которых жестко связаны с положением пленки растра и не зависят от положения изображения источника излучения.
Один из таких ГОНов на рис. 122, б обведен штриховой линией Он состоит из опорного источника света — лампочки накаливания Л, объектива О, и фотоприемника Пра. Свет от опорного источника фокусируется на поверхности растра в зоне, свободной от изображения цели, модулируется пленкой растра и воспринимается отдельным приемником, вырабатывающим сигнал, фаза которого жестко связана с положением растра. Излучение цели фокусируется па поверхности растра объективом О„проходит через пленку растра и конденсором К направляется на приемник Пр1. ,Цля измерения разности фаз сигнала и, и опорного напряжения и,„, т. е. декодирования информации о положении цели в поле зрения, используются различные схемы фазовых детекторое, которые для фиксированного значения фазы называются также синхронными детекторами. Принцип действия фазового детектора состоит в том, что сигнал переменного тока, подлежащий выпрямлению, поступает в нагрузку через сопротивление, величина которого с помощью опорного напряжения изменяется во времени синхронно с частотой изменения сигнала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
