2887
Оптические и лазерные системы
Конспект
Физика
Оптические и лазерные системы Помехи в ОВД. 1)Внешние 2)Внутренние 2) Внутренние помехи определяются. Процесс генерации фотоэлектронов имеет случайную характеристику рассеивание излучения микрочастицами атмосферы естественных источников излучения (солнце и т.д.)...
Русский
2012-10-21
3.67 MB
85 чел.
Оптические и лазерные системы
Помехи в ОВД.
1)Внешние
2)Внутренние
2) Внутренние помехи определяются τ2ш - дисперсия шумового фототока,
а)τ2ш=(2egIT +4uТRnN)ΔF;
4uТRnN - тепловые шумы нагруженного сопротивления ФД.
- квантовая эффективность фотодетектора.
Процесс генерации фотоэлектронов имеет случайную характеристику.
б), ФЭУ- случайная величина;
u - постоянная Больцмана;
Rn - сопротивление нагрузки;
N - фактор шума первых каскадов усиления видеоусилителя;
ΔF - полоса пропускания эл. Канала оптических приемников (определяется ПП самого ФД).
1) Внешние помехи и шумы
а)фоновая
б)обратного рассеивания (ПОР)
а) рассеивание излучения микрочастицами атмосферы естественных источников излучения (солнце и т.д.).
В дневное время фоновой помехой является излучение Солнца.
Pф=B(λ)ΔλфSAΩ;
B(λ)- яркость излучения;
Δλф - ПП оптической системы, определяемая спектральным фильтром или интерференционным фильтром;
SA - площадь раскрыва приемной антенны;
Ω - телесный угол приемной оптической системы;
В(λ) = μI(λ);
μ - коэфф.пропускания атмосферы, зависящий от азимута зенита и других факторов;
I(λ) - интенсивность излучения (Солнца на границе атмосферы).
φ - угол места.
P'ф=5,6*10-6 Вт.
В ночное время фон помехи определяется рассеянием атмосферы звезд.
Р"ф = 3 10"14 Вт.
ΘАПЕР - эфф.ширина диаграммы направленности передающей антенны;
ΘАПР - эфф.ширина диаграммы направленности приемной антенны;
Диаграммы всегда пересекаются на расстоянии
ΔRф - расстояние, в пределах которого пересекается диаграмма направленности.
; PПАД = PИЗЛ = PC ;
δR- элемент атмосферы, равный разрешающей способности;
П - поток мощности на входе приемной антенны.
; PОТР = KδRPC ; ; ;
С учетом затухания:
α - коэфф.ослабления оптического излучения в атмосфере.
«2» означает, что излучение лазера проходит двойной путь от лазера до элемента.
Зависимость PПОР = ∫(R)
R ≤ R0 RПОР = 0 , т.к. ДН недосегаема.
R < R < R0 + Rф - (площадь перекрытия)
По мере роста площади перекрытия ДН ΔS↑, ΔPПОР↑
т.о. в оптическом диапазоне волн РПОР = РПОР (R) , в радио диапазоне не зависит.
1. В случае непрозрачности атмосферы, когда расстояние дальности > 100 м Рпор↑,
2. Поскольку является функцией дальности, то для обеспечения необходимо:
а) вводить переменную n0
б) вводить [временную] ВАРУ (автоматическая регулировка усиления).
Модель оптического сигнала на входе приемника:
1 - оптический сигнал.
nм - мультипликативный момент (возникает за счет неоднородности атмосферы);
ne + nад
Квантованный шум обусловлен квантовой природой оптического излучения.
Фотон взаимодействует с веществом, образованный фотоэффектом генерирует фотоэлектрон, причем количество моментов возникновения фотоэлектронов является случайной величиной. Даже при отсутствии помех в сигнале присутствуют флюктуации, т.е.сигнал будет случайной величиной.
Методы приема лазерного излучения.
1 .Энергочувствительный приемник.
- ОПФ, используется для уменьшения момента ФЭД.
ПФ предназначен для фильтрования оптического излучения, за счет узкой ДН передающей и приемной оптической антенны.
Используется также временная фильтрация ВФ (с помощью «строб»).
R0 + ΔRф - ПОР.
ЭЧП работает в двух режимах:
а) режим слабого сигнала - счетный (в этом режиме на выходе ФЭД не выделяются огибающие оптического сигнала, а электрический сигнал iс = iф представляет собой одиночные импульсы или
импульсы от одиночных ē.
В момент появления ОИ является случайной величиной, и структура ЭЧП будет выглядеть:
ФСИ - формирователь стандартных импульсов.
Порог задается случайным количеством фотоэлектронов.
п<п0, п≥п0,
б) режим выделения огибающей (сильного сигнала).
Блок-схема ЭЧС, работающего в режиме большого сигнала.
и > и0 - цель присутствует.
- количество фотонов в секунду.
; .
Когерентный приемник.
f = vГ - vС
Недостаток:
В п/п пластине теряется мощность оптического излучения. Для устранения недостатка используют гетеродин.
2. Супергеторотивный приемник.
1) >> 1. ФЭД (в качестве ФЭДА применяют ФЭУ [ЛФД]).
2) Ψ ≤ 1. Целесообразно применять супергеторотивный приемник.
Применение СГП для приема в атмосфере сильно ограничено, за счет когерентности излучения. По существу СГП для излучения малопригоден.
Статистические характеристики сигнала, шума и их смеси на выходе фотоэлектронного детектора.
Основной характеристикой взаимодействия оптического и фотоэлектронного детектора (ФЭД), является вероятность появления заданного количества n фотоэлектронов на выходе ФЭД.
1. Взаимодействие кванта hυ с ФЭД имеет случайный характер
2. hυ меняется во времени. Зависимость Р(п) определяется количеством степеней свободы.
S = Ms • Ns
Ms - количество пространственных степеней свободы
Ns - количество временных степеней свободы
При распространении через атмосферу когерентность нарушается.
где NS - количество ячеек волнового фронта, в которых сохраняется когерентность;
Т - интервал наблюдения; τк - интервал когерентности.
где П - полоса пропускания ФЭД
Начальная фаза излучения кванта является случайной величиной. hʋ можно рассматривать как импульс с начальной фазой или фазоманипулированный сигнал. Спектр будет больше на 1/2 • τи.
τи = 10-8с
Пмин = 0,5 • 108 МГц
Пмакс = 1010 МГц
τк = τи
NS = 0,5 ÷ 102
где МS - количество пространственных ячеек когерентности; SП - площадь раскрыва приемной оптической антенны; Sк - пространственная когерентность.
, - диаметр приемной оптической антенны.
, R - текущая дальность, λ - длина, dц - диметр оптического пятна.
При λ = 1мкм, R = 1км, dп = 0,1м, dц = 1м Ms = 104
где W - энергия излучения; - среднее количество фотоэлетронов
Предположим что Р(W) известно, тогда закон распределения фотоэлектронов на выходе
- (*) Мандель
Закон распределения фотоэлектронов на выходе ФЭД с учетом флюктуации энергии квантов
1.
(**)
2. Общий случай, подчиняется гамма распределению
- отрицательно биномиальный
Законы распределения ФЭД за счет шумов
1) Гауссовское поле меняющееся во времени и пространстве. В случае спектральной и пространственной фильтрации (СФ и ПФ) уровень фоновой помехи на фоне ФЭД не значителен.
→ Пуассоновский закон
2) Мощная помеха, подчиняется закону ОБ. Когда оптический тракт блокируется, то закон распределения nПОР→ П.
Помехи статистически независимы.
Тепловые шумы подчиняются Пуассоновскому закону
Воздействие сигнала и помех на ФЭД является независимыми событиями (статистически независимыми) плотность распределения сигнала и шума на выходе ФЭД определяется:
где - плотность распределения за счет сигнала; - плотность распределения за счет шума.
Обнаружение оптических сигналов
Прием оптических сигналов подразумевает:
На выходе ФЭД имеется случайная реализация.
Две гипотезы:
Hi - в реализации (сигнал + шум) имеется сигнал
Н0 - в реализации имеется только шум.
D - вероятность правильного обнаружения
F - вероятность ложкой тревоги (в Н0 присутствует сигнал)
D = 1 РП
Для оптимизации процедуры обнаружения сигнала требуется критерий оптимальности (критерий Неймана-Пирсона):
Требуется чтобы D = max, при заданной вероятности F.
D = max
F = задано
Отношение правдоподобия:
Рс+ш - многомерная плотность вероятности сигнал + шум
Рш - многомерная плотность вероятности только шум
Для конкретизации по критерию производится дискретизация реализации.
совокупность выборок:
Тогда отношение правдоподобия будет иметь вид:
и → многомерные
Реализация |
Отношение |
Пороговое |
||
Правдоподобия λ |
устройство |
|||
λ0 |
Н1- λ > λ0
Н0 - λ ≤ λ0
У нас имеется энергочувствительный приемник, работающий в счетном режиме. На выходе ФЭДа имеются одиночные фотоэлектронные импульсы.
В каждом подинтервале Δti на выходе ФЭДа соответствует пi фотоэлектрону.
Для данного случая отношение правдоподобия:
Где P(n1,n2,…,ni,…,nN) - сигнал + шум;
P(n1с+ш,n2с+ш,…,niс+ш,…,nNс+ш) мгновенная условная плотность вероятности (МУПВ) фотоэлектронов на выходе ФЭДа, когда действует сигнал + шум;
P(n1*,n2*,…,ni*,…,nN*) - шум;
P(n1ш,n2ш,…,niш,…,nNш) - мгновенная условная плотность вероятности (МУПВ)
фотоэлектронов на выходе ФЭДа, когда действует шум.
Момент возникновения фотоэлектронов на выходе ФЭД является независимой величиной, то (МУПВ) можно представить в виде произведений одномерных плотностей вероятности:
, где - среднее количество фотоэлектронов на интервале наблюдения. Учитывая Пуассоновский закон распределения, получим:
Производится подсчет фотоэлектронов для ¡-го подинтервала. При этом пс1- - среднее количество сигнальных фотоэлектронов на подинтервале ДТ; пШ[ - среднее количество фотоэлектронов выбитых из ФЭД за счет только шума. При обнаружении оптических сигналов используют логарифм отношения правдоподобия:
Оптимальный обнаружитель будет иметь вид:
Поскольку неизвестно количество фотоэлектронов в каждом подинтервале ni, переходят оптимального к квазиоптимальному. От многоканального переходят к одноканальному. Оценка реализации производится на всем интервале 0 ÷ Т.
Квазиоптимальная функция правдоподобия:
где с - среднее количество сигнальных фотоэлектронов за τи ;
ш - среднее количество шумовых фотоэлектронов за τи.
Может быть получено путем рассмотрения одномерного закона распределения:
[n0] - целочисленное значение порога.
Квазиоптимальный алгоритм обнаружения:
Часто вместо счетчика на выход ставится интегрирующая RС-цепь.
Когда FП = 1... 10 Гц производится подсчет импульсов в пачке.
Когда неизвестно время прихода лазерного импульса, структура квазиоптимальных обнаруженных оптических сигналов имеет многоканальную структуру. Количество каналов N:
где δR - разрешающая способность по дальности.
Оптимальный и квазиоптимальный алгоритмы обнаружения соответствуют случаю распределения фотоэлектронов, соответствующих закону Пуассона. Структура квазиоптимальных обнаружителей остается такой же, меняется только n0.
Характеристики обнаружения. Пороговая мощность обнаружения.
Характеристика обнаружения - это зависимость вероятности правильного обнаружения вероятности ложной тревоги.
- средне количество шумовых фотоэлектронов
- средне количество сигнальных фотоэлектронов
Рп - мощность помехи
η - постоянная кванта выхода
hʋ - энергия кванта
iт - темновой ток ФЭДа
е - заряд электрона
G - коэффициент усиления ФЭДа
Вероятность ложной тревоги F при Пуассоновском распределении определяется выражением:
При других законах распределения Рс и Рш , расчет ведется формулам для нормального закона распределения.
Дальность оптической локации.
μ - интегр. коэффициент пропускания передающей антенны
G - коэффициент усиления передающей антенны.
Поток мощности оптического излучения в близи цели будет равен:
Это выражение не учитывает потери оптического излучения в атмосферу с учетом потерь.
R >10 км - применение оптической локации на большие расстояния затруднено.
Лазерные локаторы.
Работают в двух режимах:
1. Сканирование пространства и обнаружение цели
2. Захват и сопровождение цели
1. Режим сканирования. Сектор сканирования задается углами места и азимута: φs, φr.
В лазерной локации используется случайный и построчный способы сканирования.
- Спиральная развертка
- Построчная развертка
Qm шаг сканирования
Tобз = Tстрz + Tox
Tобз = min
Tстр = min
z = min (из условия непропуска цели)
Qas диаграмма направленности в вертикальном направлении
λmax максимальная скорость сканирования
Существенным недостатком лазерных локаторов является большое время обзора.
Чтобы не пропустить цели нужно:
1. Минимизация сектора обзора
2. Режим в начале широкого луча, а после обнаружения для точности определения дальности и угловых координат переводится в режим малого луча.
Структурная схема лазерного локатора
Лазерные дальномеры.
В настоящее время применяют:
Наибольшее распространение находят импульсные и фазовые дальномеры.
Импульсные лазерные дальномеры.
Принцип измерения дальности как и в радио диапазоне.
По tз определяется дальность.
ФПУ - фото приемное устройство
ИВИ - измеритель временных интервалов
Измеритель временных интервалов имеет следующую структуру:
Излученный сигнал
Происходит запуск ГСИ
Кол-во подсчит. импульсов
- период дискретизации
Структурная схема импульсного лазерного дальномера:
Ри - мощность излучения
К0 - коэффициент усиления приемной и передающей антенны
Sц - площадь геометрического сечения цели
ρц - коэффициент отражения цели
dоб - диаметр входного зрачка приемной антенны
Рcmin - пороговая мощность обнаружения
- ширина диаграммы направленности
q- отношение сигнал шум
В приведенной блок схеме уровень помехи обратного рассеяния сведен к минимуму или уменьшен за счет стробирования ФПУ, за счет запирания стопового ФЭД.
РПОР = f(R)
Для стабилизации вероятности ложной тревоги вводится временная АРУ. Кроме этого видеоусилитель имеет АЧХ согласованную со спектром сигнала.
Отношение сигнал шум определяется отношением среднего количества фотоэлектронов, среднеквадратичное значение дисперсии внутренних шумов и квантованных шумов. В случае распределения шумовых фотоэлектронов по Пуассону:
Обращаясь к (1) можно сделать вывод: дальность ИЛД определяется параметрами лазера(Ризл), параметрами цели(Sц, ρц), параметрами ФПУ(Pcmin, ,q.dоб) и свойствами атмосферы(d∑ = dп + dр).
Фазовый лазерный дальномер
В подобных дальномерах используют непрерывный режим работы лазера. Фотоприемник
должен быть когерентным. ФЛД используется косвенный метод измерения дальности.
Необходимо замерить фазу принятого СВИ колебания и определить дальность.
φ0тр - набег фаз в дальнометре
φ0тр - набег фаз при отражении оптического излучения от цели
За счет дестабилизирующих факторов (наличие помех), погрешности измерения φд и φ0тр, а выражение (1) будет записано через дифференциал:
Точность измерения дальности зависит от отношения сигнал шум.
Для уменьшения погрешности σR, нужно увеличить масштабную величину ωм . Кроме указанных противоречий, при выборе ωм необходимо учитывать принцип однозначности определения дальности.
Масштабная частота. Таким образом в ФЛД масштабная частота
Измерители угловых координат. Следящие дискриминаторы по направлению.
Лазеры работают в непрерывном или импульсном режиме.
В импульсном режиме применяют 4-х элементные ФЭДы или 4-х площадные лавинные фотодиоды. Образуют 4-х квандрантный дискриминатор по направлению.
Схема измерения угловых координат:
4-х квандрантный дискриминатор:
Смещение относительно пятна приводит к тому, что ΔUx может быть (- или +) и ΔUy может быть (- или +). Измерение угловых координат не является целью, необходимо обеспечить ACH (автоматическое сопровождение по направлению).
Наряду с импульсным режимом работы, в лазерах используется непрерывный режим.
Телевизионные дискриминаторы по направлению.
Используют в качестве ФЭД, передающую ТВ трубку(диссектор) как устройство у которого имеется наибольший диаметр фотокатода.
ВЭУ - вторичный электронный усилитель
Развертка крестообразная
1. Поток фотоэлектронов отклоняется вправо , затем в центр, затем вверх(по координате у) и т.д.
Для формирования развертки требуются токи треугольной формы.
Структурная схема: ТВ дискриминатор по направлению
ЭК - электронный коммутатор
ГР - генератор развертки
СГ - синхро генератор
СРБ - счетно решающий блок
α - азимут
β - угол места
Погрешность измерения угловых координат
1. За счет турбулентности атмосферы σα= σβ = 5 • 105 рад
2. За счет неоднородности приломленности слоев атмосферы σα = σβ = 105 рад
3. За счет шумов или помех
Лазерные доплеровские измерители скорости
В отличие от радиодиапозона ЛДСИ обеспечивает более точное измерение скорости. Два метода:
1. Измерение доплеровского смещения или непосредственного оптического излучения при отражении от движущейся цели(метод по несущей частоте)
2. Измерение доплеровской частоты СВЧ колебания, в котором производят модуляцию по амплитуде оптического излучения(измерение на под несущей).
Рассмотрим 1 -й метод.
Данный метод позволяет измерять скорости от 5 до 50 м/с, при таких скоростях частота Доплера меняется от 10 до 50 МГц. В случаях больших скоростей движений целей(космические объекты), частота Доплера может меняться от 10 до 50 ГГц. Для измерения больших скоростей используют метод гетеродирования со смещением частоты на fм.
Блок - схема:
1 и 2 это полупрозрачные зеркала. 1 зеркало выполняет роль расщепителя луча (расщепление излучения лазера на два потока). 2 зеркало выполняет роль смесителя, смешивание двух потоков (f0 ± fд и f0 fм)
Существенные недостатки ЛДИС на несущей частоте является высокая точность юстировки приемно-передающего тракта. Необходимо обеспечить высокую временную и пространственную когерентность оптического излучения, а также пространственное совмещение волновых фронтов. Излучение f0 и отраженного от цели f0 ± fд. От указанного недостатка свободен от измерения на под несущей, и блок-схема ЛДИС работающего на под несущей.
В качестве источника оптического излучения с частотой f0 можно использовать когерентный или некогерентный источник. ЛДИС на под несущей легко реализуют режим измерения радиальной скорости путем непосредственного измерения доплеровской частоты.
Особенности проектирования ЛДИС на несущей частоте.
Задачи:
В ЛДИС работающих на несущей частоте целесообразно использовать 8-13 мкм, в этом диапазоне волн наблюдается окно прозрачности, а также проявляется чувствительность когерентного приемника.
Используя диапазон 8-13 мкм - лазер на углекислом газе работает в непрерывном режиме и длине волны 10,6 мкм. Этот лазер имеет мощность излучения десятки кВт, кпд лазера 20%.
Режим непрерывного излучения лазера в сочетании с когерентной обработкой принятого сигнала является единственным режимом ЛДИС на несущей. При этом возникают трудности при юстировки приемно-передающего тракта, так как должны быть выполнены пространственные и временные условия фотосмешения. При пространственном рассогласовании полей гетеродина воспринимаемым сигналом на поверхности детектора на его выходе:
η - квантовая эффективность ФЭД
PПР - мощность принятого сигнала
dф - диаметр фотокатода смесителя
γ - угол между волновыми фронтами сигнального и гетеродинного лучей
Δfc- ширина спектра принимаемого
hϑ - энергия кванта
Выражение (*) следует жесткие требования к точности угловой юстировки, пучков и сигнала гетеродина.
Допуск определяется выражением:
Влияние диффузного характера поверхности цели
Диффузно отражающиеся цели нарушают когерентность, если не принимать специальные меры, то информация о доплеровской частоте может быть потеряна.
Два приема:
Точность измерения радиальной скорости
Относительная погрешность измерения:
- относительная погрешность измерения скорости света в атмосфере
- относительная погрешность излучения лазера
- относительная погрешность измерения частоты Доплера
, , - средне квадратичные погрешности измерения скорости света, излучение лазера и доплеровской частоты.
Для минимизации погрешности необходимо обеспечить кратковременную стабильность частоты. Стабильность лазера на углекислом газе - 1010 ÷ 10-11 , достаточно для измерения радиальных скоростей. Относительная точность измерения радиальных скоростей в радиодиапазоне:
Точность измерения радиальной скорости в ЛДИС на три порядка выше чем в радио диапазоне.
Лазерные импульсные альтиметры.
ЛА предназначены для измерения топографии поверхности Земли, луны и т.д. В основу ЛА положен принцип ИЛД(измерение расстояния до поверхности через t3 ).
Вертикальное (высотное) разрешение определяется длительностью лазерного импульса и точностью счетчиков импульсов (смотри ИЛД). При этом вертикальное разрешение в современных ЛА не превышает 1м, даже с орбитальных высот, когда Л А установлен на искусственном спутнике Земли с орбитой 800км. Измеряется не только дальность, но и снимается топография в двух направлениях. Горизонтальное разрешение зависит от размера пятна лазерного пучка на поверхности, а также от расстояния между последовательными импульсами. Угол расходимости лазерного пучка и высота носителя, на котором установлен ЛА, определяют размер пятна. А частота повторения и скорость носителя определяют расстояние между последовательными импульсами. С помощью ЛА с непосредственным измерением дальности можно получить информацию о структуре исследуемой поверхности. Структура: распределение по высоте и наклону можно определить используя быстродействующий анализатор формы отраженного эхо сигнала.
Анализ этой формы с помощью быстродействующих анализаторов формы. Для измерения профиля АЦП = 1 ГГц, а информация о распределении отраженного сигнала расширяется в 1 не. Средне квадратичное уширение характеризует измерение поверхности.
В ЛА каждый лазерный импульс позволяет проводить горизонтальные и вертикальные разрешения прибора.
Первые ЛА были использованы в программе Apollo. В этих ЛА использовался рубиновый лазер с накачкой лампы вспышки в режиме Q - модуляции. Т.е. это классическая схема твердотельного лазера. В последние годы был достигнут большой прогресс в исследованиях суши, атмосферы, искусственных спутников Земли.
На основе ЛА данных получены профили и карты топографии поверхности: глубин прибрежных вод, лесных массивов, топография ледникового покрова и волн в океане.
В значительной мере расширение лазерных альтиметров связано с достижением в технике твердотельных лазеров. В качестве генератора накачки использовался полупроводниковый лазер.
Структурная схема лазерного альтиметра:
Расширитель - задание диаметра пятна на поверхности. Излучение на основной волне (λ = 1,06 мкм). Для уменьшения уровня помех - пространственная фильтрация, временное стробирование. Влияние солнца для уменьшения фоновой помехи. Кремневый лавинный фотодиод, рабочая поверхность 0,82 мкм. В случае удвоения частоты (λ = 0,57 мкм) в качестве ФЭД используется ФЭУ.
Передающий (лазер, телескоп) и приемный (телескоп, ПФ, объект, КЛФД) устанавливаются на одной платформе для жесткости и дъюсировки. Совмещение узлов зрения передающей приемной частей с помощью двухосной карданной подвески, на которой только одно поворотное зеркало. При исследовании поверхности необходимо обеспечить привязку к координатам цели, информацию астронавигации. С помощью системы Глонас.
Счетчик шум - для определения порога n0. Блок счета времени - аналог ИВИ ЛД.
Параметры |
ИСЗ на орбите |
ИСЗ на орбите |
Самолет высота |
Самолет ЛИА с |
до 800 км |
100 км |
12 км |
выс.разреш. 1км |
|
1. Энергия в |
40 |
4 |
2 |
0,02 |
импульсе, МВт |
||||
2. Частота |
50 |
50 |
50 |
40 |
повторения, Гц |
||||
З.Расст. до |
300 |
100 |
3 |
1 |
поверхности, км |
||||
4.Размер лаз. |
75-150 |
300-600 |
3-7 |
0,3-0,5 |
пятна |
||||
5. Диаметр |
0,5 |
0,25 |
0,25-0,38 |
0,35 |
приемн.телес. м |
||||
б.Угол поля |
0,5 |
1 |
2,5 |
3 |
зрения |
JICB для автоматического сопровождения и определения
координат цели
PATS - ЛЛС первая, разработанная в США.
Precesión Aircrast Tracking System
ЛЛС PATS предназначена для автоматического сопровождения и определения координат целей снабженных угловыми отражателями. Блок - схема.
JIJIC PATS состоит из инфракрасного лазерного передатчика с рабочей длиной волны λ = 1,06 мкм приемного устройства, инфракрасного телевизира с ВКУ, опорно- поворотного устройства и устройства обработки регистрации результатов измерения.
В начале оператор с помощью ВКУ, сопряженного с телевизиром, ведет поиск цели, для этого ручка управляет приводами, которые вращая поворотное зеркало ориентируют оптическую ось системы в пространстве.
Когда отметка цели попадает в центр поля зрения телевизира, ЛJIC переходит в режим автоматического сопровождения цели, одновременно измеряя угловые координаты и дальность до нее. Автоматическое сопровождение цели осуществляется с помощью пеленгатора, а дальность измеряется устройством измерения дальности, для уменьшения влияния фонового излучения, в приемно-оптическом тракте ставится интереф. фильтр. Выходной сигнал - 16-ти разрядный код. Для компенсации больших отражений мощности, обусловленных измерениями автоматического аттенюатора передающего устройства и приемного канала. Исходное положение устанавливается вручную.
В ЛЛС для уменьшения фонового излучения и ПОР осуществляется спектральная, пространственная, временная селекция.
ЛЛС для стыковки космических аппаратов
Впервые ЛЛС для стыковки разработаны в США в центре Маршалл. Эта система позволяла обнаруживать объекты до 120 км в поле зрения 10°.
В ЛЛС для стыковки используются два лазера: импульсный режим (3-120 км) и в непрерывном режиме (ФЛД от 0-3 км)
Бортовые ЛСВ для ночной разведки.
Развертка местности осуществляется путем сканирования направлений перпендикулярно движению носителей, при этом растр представляет собой полоску развернутую строками, d - диаметр оптического пятна.
Параметры системы должны быть такими, чтобы за время развертки одной строки носитель переместился на величину
Отраженный от поверхности луч будет промодулирован по интенсивности коэффициентом отражения ρ(х,у).
1 - лазер, работающий в непрерывном режиме;
2 - модулятор на ячейки Поккельса;
4 - развертывающее устройство совместно с усечённой зеркальной призмой 3;
5 - ФПУ, состоящее из приемной ОС и ФЭД (ФЭУ);
6 - Фотопленка совместно с лентопротяжным механизмом;
7 - п/п зеркало.
Отраженный световой поток поступает на ФПУ, детерминируется.
- масштабный коэффициент.
При изменении параметров носителя должна меняться скорость протяжки фотопленки.
Л = 0,63 мкм;
ризл=20 кВт;
ср =0,5-2 мрад;
Скорость полета 100 - 500;
Высота полета 20 - 400 м.
Сейчас есть υ = 1000 ; Н = 150 м.
υ = 2200 ;Н = 300 м.
JICB с повышенной чувствительностью.
Находят применение в наземной разведке.
РО - редукционный объектив.
Оптическое передающее устройство, содержащее лазер, осуществляет подсветку в заданном угловом поле.
Изображение объекта улавливается ПрОС (телескоп Ньютона) и усиливается по яркости электронно оптическим преобразователем. РО переносит изображение на ПЗС матрицу. Видео сигнал подвергается соответствующей обработке в электронном блоке. Для предварительной наводки ЛСВ используется оптический визор, установленный на подвижной платформе, которая может поворачиваться по азимуту и углу места.
ЛСВ могут работать в активном и пассивном режимах.
В пассивном режиме подсветки нет, и ЛСВ работает как ТВ система.
В активном на выход блока управления поступает сигнал запуска, фронт которого соответствует импульсу подсвета. Это сделано для защиты фотокатода. Лазер формирует строб-импульс, причем задержка строб-импульса относительно импульса запуска в диапазоне 2 -20 мкм, что соответствует дальности 0,3 - 0,9 км, причем предусмотрено изменение длительности строб-импульса.
Максимум спектральной чувствительности фотокатода лежит в диапазоне 0,78 - 0,82 мкм. Поэтому в качестве излучающего устройства используют александритовый лазер.
Лазер работает в режиме генерации затянутого дооноимпульса, что позволяет достигать высокий КПД и высокого импульса.
Длительность импульса 0,2 - 1 мкс.
Э= 10 мДж;
fп = 12,5 Гц.
Вес системы без монитора 16 кг.
На ряду с александритовыми применяют п/п лазеры.
Фильтрация помех на основе усреднения сигналов.
Достигается пространственно-временной обработкой.
Tk - начало следующего цикла повторения.
Предполагается, что помеха имеет среднее значение (n(jTg )) = 0:
Блок-схема нерекурсивного фильтра.
Чем больше циклов повторения ш, тем в большей мере сказываются искажения сигналов и изображений, а именно проявляется смаз подвижных изображений. Для того чтобы избавиться от указанных искажений в ЦФ необходимо вводить детектор движения, он управляет циклом повторения m. m = vаг.
Визуально это практически не сказывается на зашумленности изображения. Один из возможных схем трансверсального фильтра:
На компараторы поступают задержанные и незадержанные сигналы. Как правило исследуют рекурсивные фильтры.
Пространственная фильтрация в ЛСВ,
Осуществляется с помощью Ц ПОР. Вместо β(х,у) необходимо перейти к дискретному
представлению математически определяется путем свертки:
- дискретизирующая функция.
Δх, Δу - шаги дискретизации.
Предположим, что имеется ЦПФ с импульсной характеристикой h(n, т):
Схематично пространственную фильтрацию можно представить рисунком:
Суммирование скользящей маски производится с весами пропорциональной значению двумерной импульсной характеристики маски.
Каждый отсчет подвергается фильтрации.
h(n,m) в случае КИХ называют фильтрующей маской.
m и n- размер маски.
В качестве сглаживающего фильтра рассмотрим Гауссовский фильтр.
В дискретной форме:
as яркость входного изображения;
asn яркость выходного изображения;
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
27086. | Информация в бизнесе. Информационная поддержка бизнеса | 15.71 KB | |
Информация сведения об объектах и явлениях окружающей среды их параметрах свойствах и состоянии которые воспринимают информационные системы живые организмы управляющие машины и др. Финансовоуправленческие системы включают подкласс малых интегрированных систем. Такие системы предназначены для ведения учета по одному или нескольким направлениям бухгалтерия сбыт склад кадры и т. Системы этого класса обычно универсальны цикл их внедрения невелик иногда можно воспользоваться коробочным вариантом купив программу и самостоятельно... | |||
27087. | Документооборот | 14.98 KB | |
Следует отметить что в этом определении упор делается на словах движение документов то есть их пути из одного подразделения или от одного сотрудника к другому. Автоматизация позволяет сократить время на обработку документов а также снижает риски случайной потери данных кроме того СЭД позволяет руководству контролировать выполнение управленческих решений. Возможность параллельного выполнения операций позволяющая сократить время движения документов и повышения оперативности их исполнения Непрерывность движения документа позволяющая... | |||
27088. | Корпоративная информационная система(КИС) | 12.02 KB | |
Основными блоками корпоративных информационных систем являются: система хранения база данных хранилище; система сбора и концентрации информации; системы поддержки принятия решений бизнеслогика базируется на обработке; специальные взаимодействия. | |||
27089. | ОСНОВНІ ВІДОМОСТІ ПРО ВАГОНИ. ТИПИ, ЗАГАЛЬНА БУДОВА, ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ВАГОНІВ. ПОЗНАЧКИ ТА НАДПИСИ НА ВАГОНАХ | 337.5 KB | |
Типи та конструкції сучасних вантажних, пасажирських та рефрижераторних вагонів являють собою доволі складну інженерну побудову. Тому інженери, що працюють в системі вагонного господарства залізничного транспорту та в вагонній промисловості, повинні добре знати конструкцію вагонів | |||
27090. | Архитектура CRM систем | 91.83 KB | |
архитектура CRM систем CRMсистема Customer Relationship Management System система управления взаимодействием с клиентами корпоративная информационная система предназначенная для улучшения обслуживания клиентов путём сохранения информации о клиентах и истории взаимоотношений с клиентами установления и улучшения бизнеспроцедур на основе сохранённой информации и последующей оценки их эффективности. Её основные принципы таковы: наличие единого хранилища информации откуда в любой момент доступны все сведения обо всех случаях... | |||
27091. | Архитектура erp систем | 35.49 KB | |
архитектура erp систем В начале 1990х гг. Системы класса MRPII в интеграции с модулемфинансового планирования Finance Requirements Planning FRP получили название систем планирования ресурсов предприятийEnterprise Resource Planning ERP. В основе ERPсистем лежит принцип создания единого хранилища репозитория данных содержащего всю корпоративную бизнесинформацию: плановую и финансовую информацию производственные данные данные по персоналу и др. Целью ERPсистем является не только улучшение управления производственной деятельностью... | |||
27093. | Организация процессов обработки данных в базе данных: формы, запросы, отчеты | 38 KB | |
Основными компонентами объектами базы данных являются таблицы запросы формы отчеты макросы и модули.Таблица фундаментальная структура системы управления реляционными базами данных. В Microsoft Access таблица это объект предназначенный для хранения данных в виде записей строк и полей столбцов. | |||
27094. | Понятие и функции базы данных. Предметная область | 13.87 KB | |
Основные предметнозначимые сущности: Книги Читатели. Основные предметнозначимые атрибуты сущностей: книги автор книги название год издания цена является ли новым изданием краткая аннотация; читатели номер читательского билета ФИО адрес и телефон читателя. Основные требования к функциям системы: выбрать книги которые находятся у читателей или определенного читателя; выбрать читателей которые брали ту или иную книгу с указанием даты выдачи книги и даты сдачи книги читателем; ... | |||