Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
т/т = 1,
или, более точно,
Тfm = К
где &и — коэффициент формы импульса, т. е.
fm = kjT.
76
Коэффициент формы импульса ки имеет различную величину в зависимости принятых математических определений т и fm, выбор которых зависит от ре-„смой прибором задачи. Так, если т определить как интервал, вне которого Ауикция, представляющая импульс, равна нулю, а /т — полоса частот до нер-ого перехода спектра импульса через нуль, то коэффициент формы импульса оказывается равным для импульсов: прямоугольного Лн. пр — 1; треугольного и = 2; косинусоидального кИшКОс= 1,5.
Если т и fm определить как промежуток времени и ширину спектра, в кото-ых сосредоточена подавляющая часть (90%) энергии, то коэффициент формы импульса будет равен для импульсов: прямоугольного /е„. пр — 0,73; треугольного кИ. тр — 0,46; косинусоидального /ги. кос = 0,43; колокольного (e_tw“) k,i кол = °>22; экспоненциального (е~р/) Ли. экс = 1»13.
Следовательно, интервал времени между выборками сигнала, поступающего на выход каждого предусилителя в схеме с многоэлементным приемником, должен быть равен
М — 1/(2/т) =-т/(2/д~т/2,
т. е. за время т необходимо дважды «опросить» все элементы приемника излучения, а не один раз, как это предполагалось ранее (см. рис. 56).
§ 3. КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ МНОГОГРАННОГО СКАНИРУЮЩЕГО ЗЕРКАЛА
При разработке сканирующих систем с многогранными зеркалами прежде всего возникает вопрос об определении минимальных габаритных размеров оптической головки прибора, обеспечивающих заданные значения диаметра входного зрачка объектива d и угла поля обзора ср. Основным габаритным размером оптической головки, подлежащим определению, является диаметр D окружности, в которую вписывается сечение многогранного зеркала.
Рассмотрим соответствующие соотношения для зеркальных призмы и пирамиды.
3.1. Сканирующая призма
Сечение вращающейся зеркальной призмы представляет собой многоугольник, габаритные размеры которого вполне характеризуются диаметром описанной окружности, а положение — углом между нормалью к рабочей грани и горизонтальной осью.
На рис. 59 изображена в качестве примера шестигранная призма, имеющая диаметр описанной окружности D и расположенная^ так, что угол между нормалью к грани АВ и горизонтальной осью равен 45° -f (5.
Угловой размер грани зеркала определяется центральным Углом
угр = 2л/N = 3607N, гДе yv — число граней.
77
При этом линейный размер грани
Д = АВ = 2АО sin (vrp/2) = D sin (vrp/2)
Обычно предполагается, что взаимное расположение грани зеркала А В и оптической оси объектива (входного зрачка ab) должно обеспечивать наблюдение объектов вдоль вертикальной оси, т. е. под углом (45° — Р) к перпендикуляру, опущенному из центра вращения зеркала О на его грань АВ. В процессе вращения зеркала осуществляется симметричное сканирование поля
обзора относительно вертикали, причем размер грани Л В должен обеспечивать отсутствие виньетирования в пределах угла поля обзора ф. Так как угловой размер строки ф с =ф связан с соответствующим углом поворота зеркала yc соотношением фс = ру с, причем для призмы р — = рпр =2, то в рассматриваемом случае фс =2ус.
В то же время ус = ^'ПТгр* где г)—коэффициент использования зеркала, следовательно,
Фс = 2т]7гр = 2т) (360°/N) = = (720°/iV)Ti; -п=фсШ20°.
Рис. 59. Относительное расположение сканирующей призмы и входного зрачка объектива
В ходе дальнейших расчетов необходимо найти зависимость D = / ф, (I, ф, rj) и по минимуму полученной функции вычислить значение оптимального угла установки р. Имея это в виду, найдем связь диаметра описанной окружности D с диаметром входного зрачка d.
Для этого построим (рис. 60) три положения рабочей грани сканирующего зеркала; А0В0 — среднее положение, соответствующее приему излучения объектов, находящихся непосредственно под прибором, AhBu и АКВК — крайние положения, соответствующие приему излучения объектов, находящихся в крайних точках поля обзора с координатами ±ф/2 и соответствующих началу и концу строки.
Заметим, что хорда АПВК параллельна среднему положению грани зеркала А0В0 и угол /_АкВ1.Аи равен ф/4, как вписанный угол, измеряемый половиной дуги АкАа (ф/2), на которую он опирается. Построим далее ось 00204, перпендикулярную хорде АаВк, и из точки О2 проведем два луча: местную вертикаль 0203 и луч 020б, соответствующий направлению излучения потока,
78
. паженного от грани зеркала, находящейся в среднем положении, па тающего в объектив. Так как угол падения равен углу отражения, т° L-O4Q2O3 = Z_040206 = 45 р.
В большинстве встречающихся на практике случаев, диаметр отраженного от вращающегося зеркала светового пучка не должен
л
IJnc. 60. Габаритные размеры сканирующей системы с многогранной зеркальной призмой
превышать проекции хорды ЛиВк на прямую, перпендикулярную направлению отражения, т. е. В^Вк, так как точки Лн и Вк соответствуют крайним положениям отражающей грани зеркала и, следовательно, в процессе сканирования не происходит виньетирования светового пучка (исключения из этого правила будут рассмотрены ниже). В свою очередь диаметр светового пучка примерно равен диаметру входного зрачка объектива, гак как расхождение лучей, определяемое мгновенным полем зрения
