Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
многогранной призмы:
Об — объектив: Пр — приемник из М
элементов; 3 — зеркало с N гранями; НП — направление полета
многогранной усеченной пирамиды:
06 — объектив; Пр — приемник из М элементов; 3 — зеркало с N гранями; НП — направление полета
Рис. 55. Структурная схема электронного тракта оптико-элек-тронного прибора с многоэлементным приемником:
1, 2, 3, . ... М — чувствительные элементы приемника излучения
70
сканировании многогранными зеркалами рассмотрено в § 5 этой главы (см. рис. 77 и 78).
Приемник излучения может быть многоэлементным и располагаться так, что проекция линейного ряда из М чувствительных элементов приемника па Землю ориентируется в направлении
М элементов прием ни на i ! ! 1 I 1 I
111
J_L_1—I—
I
I I
Г=Т=Т
ton,
*ктах_?ктах /V* ~ ZHC
Рис. 56. Идеализированная форма сигналов строчной, кадровой и надкадровой разверток в схеме с многоэлементным приемником
полета. В этом случае одновременно «осматривается» М строк поля обзора.
При использовании многоэлементного приемника схема элек-фонного тракта оптико-электронного прибора усложняется (рис. 55). Электрический сигнал, вырабатываемый каждым элементом приемника Пр, усиливается до значения, превышающего Уровень собственных шумов последующих элементов схемы. 3то усиление осуществляется предусилителями ПУ (количество предусилителей равно М). Выходные сигналы предусилителей поступают на общий усилитель Ус через скоростной коммутатор К.
71
представляющий собой набор ключей (Klt /С2. /С3» •••> ^Сд*)1 подключающих предусилители к усилителю в определенной noil следовательности, задаваемой распределителем Р. Последний! работает таким образом, что все М элементов приемника излучения (М предусилителей) коммутируются за время, меньшее времени поворота сканирующего зеркала на угол, соответствующий элементу разложения 6*. Полученный сигнал после усиления и обработки используется для регистрации, например для модуляции яркости луча электроннолучевого индикатора И.
Развертка луча индикатора по строкам осуществляется от генератора строчной развертки ГС, синхронизуемого датчиком синхронизации строк СС, связанного со сканирующим зеркалом. За время прохождения лучом электроннолучевого индикатора одного элемента разложения по строке луч отклоняется по кадру на величину, соответствующую М элементам разложения. Это осуществляется генератором надкадровой развертки ГНК, синхронизуемым распределителем Р. Таким образом, в результате надкадровой и строчной разверток на экране индикатора образуется растр, состоящий из М. строк. Благодаря наличию генератора кадровой развертки ГК этот растр движется по кадру со скоростью, соответствующей величине отношения V/H.
Форма chi налов строчкой, кадровой и надкадровой разверток показана на рис. 56. На этом рисунке введены следующие обозначения: Uc — сигналы строчной развертки; UK — сигналы кадровой развертки; Тк — время кадра; Тс — время строки; т — время сканирования одного элемента разложения. Предполагается, что надкадровая развертка обеспечивает опрос всех М элементов приемника за время т.
2.2. Поле обзора и угловой размер строки
Если перед объективом прибора установлено вращающееся со скоростью п3, мин-1 Af-гранное зеркало, то угол сканирования (угловой размер строки) может быть найден следующим образом.
Когда зеркало поворачивается на угол у, сканирующий луч отклоняется на угол ф, причем в общем случае
Ф = РУ-
Если сканирование осуществляется многогранной призмой, т. е. ось вращения зеркала перпендикулярна оптической оси объектива, то р = 2 и при повороте зеркала на угол у луч отклонится на угол 2у, т. е. фпр = 2у.
Если же ось вращения зеркала параллельна оси объектива (сканирование многогранной усеченной пирамидой), то р — 1 и фпир = у. Следовательно, при повороте зеркала на угол угР, равный углу между перпендикулярами к соседним граням, луч отклонится на угол фтах = ругр.
72
Очевидно, что угол фтах не может быть реализован практи-
к 1 так как для этого размеры зеркала должны быть беско-ЧеСщ\о большими. Лишь в пределах ограниченного угла поворота fie кала не наступает уменьшения падающего на приемник потока
тучен и я вследствие виньетирования, т. е. сохраняется полный действующий диаметр объектива.
Таким образом, угловой размер строки (угол поля обзора по строке) составляет некоторую часть угла фтах, т. е.
Фс = ЧФшах = T)PYrp.
где 11 — коэффициент использования зеркала.
Величина коэффициента г) зависит от конструкции сканирующего устройства и режима работы электрической схемы прибора, которая может быть «открыта» для прохождения сигнала лишь в течение небольшого отрезка времени Тс по сравнению со временем поворота зеркала на угол 7гр. Угол, на который повернется зеркало за время Тс, определяет угловой размер строки. Так как YP = 2я/N, то фс = г\ругр = г) 2nl(Nlp) = rj360°l(Nlp).
Обычно значение коэффициента использования зеркала находится в пределах г) = 0,2 -М3,75. Для 1] = 0,75 и фс = 90° имеем Nip — 3, т. е. можно применять трехгранную пирамиду (р — 1) или шестигранную призму (р = 2).
