Кондратенков Г.С. Радиовидение (2005) (1151787), страница 31
Текст из файла (страница 31)
После возвращения самолета на аэродром кассета с пленкой доставляется в лабораторию наземной системы обработки. В ряде случаев для ускорения доставки информации сигналы с выхода приемника РЛС передаются по радиоканалу и запись на фотопленку производится в наземных условиях. Ы)РТОВАЯ СИСТЕМА ЗАПИСИ СИГНАЛОВ НАЗЕМНАЯ СИСТЕМА ОВРАВОТКИ Кассета ервпчпвя пленка паогркииа) Е3 Оплпческий процессор Рис.
62. Структурная схема бортовой и наземной частей оптической системы записи и обработки сигналов в РСА землеобзорв 163 Глава б В лаборатории после фотохимической обработки (проявления) так называемая первичная пленка поступает в оптический процессор. Участок пленки с записью траекторного сигнала на интервале синтезирования освещается параллельным пучком света лазера.
Пройдя через оптическую систему процессора (набор линз и диафрагм), световой поток фокусируется на вторичной пленке в виде радиолокационного изображения участка местности, траекторные сигналы которого записаны на освещаемом лазером участке пленки. Первичная и вторичная пленки протягиваются синхронно, так что на вторичной пленке записывается радиолокационное изображение полосы обзора местности вдоль траектории носителя РЛС.
Система отображения (диапроектор, фотопланшет и т.п.) позволяет наблюдать и дешифрировать полученное изображение. Работа оптической системы обработки. Поясним работу оптической системы, используя известные принципы оптической гологра4ии. Запись отраженных сигналов (электромагнитного поля) на фотопленку аналогична записи голограммы. Роль опорного луча при записи оптической голограммы в РСА играет опорный сигнал, подаваемый на фазовый детектор. В случае РСА записываются одномерные голограммы, представляющие собой интерференционную картину биений принимаемого и опорного сигналов отдельно в каждом канале дальности. Каждая голограмма представляет собой чередующиеся прозрачные и непрозрачные участки пленки, расстояния между которыми соответствуют фазовой модуляции траекторного сигнала.
Множество объектов, находящихся в зоне обзора, формируют сигнал, который записывается в виде суммы сигналов точечных целей, образующих сложный интерференционный узор-голограмму. Поэтому первичную пленку часто называют голограммой. Благодаря высокой плотности записи (десятки линий на миллиметр) внешне голограмма выглядит как равномерно серая пленка, а интерференционную картину можно наблюдать только при сильном увеличении. В оптическом процессоре при освещении голограммы пучком когерентного света происходит фокусировка света на определенном расстоянии от пленки и формируется изображение целей. Получение световой волны при освещении фотопленки лазерным светом аналогично процессу восстановления волнового фронта в оптической голографии.
Устройство оптической записи сигнтов в РСА имеет электроннолучевую трубку (ЭЛТ) и фотокамеру (рис. 6.3). На экране ЭЛТ формируется однострочная развертка дальности с яркостной модуляцией, соответствующей напряжению сигналов на выходе ФД. Линия развертки дальности проектируется на фотопленку и записывается в виде линии с переменным почернением (плотностью). 164 Систвми обработка сигналов РСА кии ьчс аа ма) Разас~)~ка дальности Рнс.
6.3. Схема оптической системы записи траекторного сигнала (голограммы) 166 Запись развертки дальности выполняется в поперечном направлении на фотопленке. В процессе записи фотопленка смешается (протягивается) со скоростью, пропорциональной скорости полета.
В результате линии развертки последовательно одна рядом с другой заполняют фотопленку, образуя двухмерную запись. Ось У„ поперек пленки соответствует наклонной дальности до объекта К„, а ось Хо вдаль пленки— путевой дальности х: Ч с х=п„х„= — х„; К„=п„у„= — у„, ПЛ Р где п„и п„— масштабные коэффициенты записи; Ч вЂ” скорость протяжки пленки; с — скорость распространения радиоволн; Ч вЂ” скорость развертки на индикаторе.
Ширина участка записи одиночного сигнала поперек пленки Ьу„ определяется разрешиюгцей способностью по дальности. После фотохимической обработки прозрачность пленки (коэффициент пропускания) изменяется пропорционально уровню записанного сигнала. При наличии многих объектов в зоне обзора РСА в результате суммирования сигналов на первичной пленке образуется запись в виде сложного интерференционного узора.
Фоторегистрагнор должен соответствовать основным требованиям, предъявляемым к фоторегистратору сигналов РСА. Рассмотрим эти требования. 1. Число разрешаемых элементов вдоль развертки на экране ЭЛТ должно быть равно Х =Е Ха =Е ЛК/Ьг, чтобы в процессе записи не Сиотаиы обработки онгиалое РСА ровской частоты траекторного сигнала и частоты биений сигнала на выходе ФД, т.е. Гсм = Г„/4. 4. Одноканальная запись на поднесушей частоте требует повышения частоты дискретизации сигнала по азимуту (частоты повторения Г„) не менее чем в 2 раза по сравнению с двухканальной системой записи сигнала, в которой траекторный сигнал разделяется на две квадратурные составляющие, записываемые раздельно.
Напомним, что при двухканальной системе записи частота повторения выбирается из условия устранения неоднозначности по азимуту, т.е. Г„> Л1'„, где 2У Л('„= — Оо з1п΄— ширина спектра доплеровских частот траекторного сигнала, определяемая шириной ДН реальной антенны О . 5. Масштабный коэффициент записи п„должен поддерживаться постоянным, для чего скорость протяжки пленки изменяют пропорционально скорости полета самолета.
При этом минимально возможная скорость протяжки (от которой зависит расход пленки) определяется из условия прописывания максимальных частот биений сигнала Г „, = Г„/2: У макс и Г Г Б„2Ь„ где Ь, — разрешение системы регистрации вдоль оси х„(в периодах на 1 мм), которое определяется разрешением ЭЛТ, оптической системы (объектив — пленка) и стабильностью механической системы протяжки пленки. б. Для правильной записи двухполярного траекторного сигнала в сигнал на выходе ФД вводится постоянное смещение, определяющее средний уровень свечения развертки экрана и соответственно среднюю прозрачность пленки По, так как яркость свечения экрана ЭЛТ и про- зрачность пленки являются величинами, принимающими только положительные значения. Уровень смешения должен превышать максимально возможную амплитуду записываемого сигнала (рис.
6.4,в). 7. Для обеспечения линейности тракта записи сигнала необходимо, чтобы амплитудное пропускание фотопленки П с записанным сигналом, т.е. изменение амплитуды (напряженности) света при прохождении через фотопленку, соответствовало амплитуде видеосигнала на выходе ФД ц,д(1) . Так как прозрачность пленки П определяется отношением интенсивности (мошности) света, освещающего (1 ) и прошедшего ( 1„) пленку: П = 1„/1„, то функция пропускания пленки П(х„) = Пе(х„) должна быть пропорциональна квадрату амплитуды сигнала П(х„) = (0,„+ ц л(1)) . 167 г"лава б участков пленки оказывается кратной длине волны света, поэтому в этой точке Рис.
6.5. Фокусирование изображения одиночной точечной цели 188 Суммарная амплитудная характеристика тракта складывается из характеристик элементов системы записи: ФД, видеоусилителя, экрана ЭЛТ и фотопленки. Зависимость яркости свечения экрана ЭЛТ и почернения фотопленки от напряжения сигнала на выходе ФД существенно нелггнейна. Поэтому для устранения нелинейных искажений применяется предварительное «искажение» сигнала перед записью. Для этого специальный нелинейный видеоусилитель (его называют галига-корректоравг) обеспечивает на выходе сигнал вида: цв,(т)=((3 +цф (1)) '".
Подбором коэффициента т„ обеспечивают линейность всего тракта записи. Для этого необходимо выполнить условие у„=у,у„, =2, где у, =1...3— коэффициент, учитывающий нелинейность зависимости яркости свечения экрана ЭЛТ от напряжения на модуляторе (амплитуды сигнала); у„, = 0,5...5 — коэффициент контрастности фотопленки, определяемый свойствами пленки и режимом проявления. Оптическая систелш преобразует изображения сигналов на первичной пленке (голограмме) в РЛИ объектов. Для этого первичная пленка освещается параллельным пучком когерентного света. В результате прохождения света через пленку и оптическую систему на выходной плоскости (вторичной фотопленке) формируется РЛИ участка местности, расположенного в пределах ширины луча реальной антенны.
При протяжке первичной пленки выходное изображение также перемещается вдоль оси путевой дальности. Для получения радиолокационной карты большого участка местности и обеспечения некогерентного накопления вторичная пленка в выходной плоскости оптической системы движется со скоростью, равной скорости перемещения изображения.
Обработка сигналов в оптическом устройстве сводится к фокусированию записанного вдоль пленки сигнала (ось Х„) и передаче без искажений изображения поперек пленки (ось У„) (рис. 6.4кз). Фокусирование сигнала происходит в процессе распространения света в свободном пространстве (рис. 6.5). Волны, проходящие через первичную пленку в светлых участках записи сигна- 2 ла точечной цели, далее распространяются во все стороны. В некоторой точке ! разность хода волны (Л,,Лг,Лз и т.д.) от светлых Сисиюны абрабоииси еигиолов РСА волны от светлых участков складываются синфазно.
Темные участки первичной фотопленки значительно ослабляют волны, приходящие в точку 1 в противофазе. Поэтому в точке 1 образуется яркое пятно — изображение точечной цели. Расфокусированное изображение (пятно 2) образуется в результате прямого прохождения луча лазера. Рассмотрим структуру и характеристики оптической системы. Задача обработки светового сигнала — аналога траекторного сигнала — прн боковом обзоре сводится к сжатию ЛЧМ сигнала (фокусированию) по оси Х„раздельно в каждом канале оси Ъ'„. Будем считать, что обработка сигнала по задержке (дальности) проведена до записи сигнала и по оси У„сигнал должен воспроизводиться с наименьшими искажениями. При высококачественной оптике эта задача не вызывает трудностей и сводится к проецированию с помощью объектива изображения входной (первичной) пленки по оси У„на выходную (вторичную) пленку по оси У, с заданным масштабом (обычно 1: 1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
