Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
Недостатком чересстрочной развертки является необходимость осуществления обзора пространства с неподвижного или хорошо стабилизированного основания, так как в противном случае возникает опасность потери информации (пропуска цели).
FB = 2fBM.
AF^FB-FH^FB = 2fBM.
98
§ 7. СКАНИРОВАНИЕ ЗЕРКАЛОМ, ВРАЩАЮЩИМСЯ ВОКРУГ ОСИ, НЕПЕРПЕНДИКУЛЯРНОЙ К НЕМУ
С канирование зеркалом, вращающимся вокруг оси, непер-ендикулярной к нему, позволяет создать в плоскости расположения объектов наблюдения траектории сканирования в виде
Пр
Рис. 80. Сканирование зеркалом, вращающимся вокруг оси, неперпендикулярной к нему
окружности и спирали (при неподвижном основании), либо траекторию сканирования типа «гусеница» (при поступательном перемещении основания).
Рассмотрим основные соотношения, характеризующие этот метод сканирования, прежде всего имея в виду сканирование по образующей прямого кругового конуса, дающее в плоскости наблюдения траекторию сканирования в виде окружности (рис. 80).
Если круглая полевая диафрагма имеет угловой размер 6, т° линейное поле зрения в плоскости предметов представляет собой эллипс, одна из осей которого равна
ах = L tg 6,
4* л с Q9
где L — HI cos (y/2) — наклонная дальность. Следовательно,
ax — H tg б/cos (y/2) ^ 46 sec (y/2)
Вторая ось эллипса равна
cty = ajcos (y/2) H6 sec2 (y/2).
Если рабочая зона сканирования ограничена углом G, то ширина захвата
В = 2Н tg (y/2) sin (0/2),
или в угловой мере
ф В 2Н tg (v/2) sin (0/2) у у . 0
Sin ~2~ ~ ~2L ~ -----^-^27?--------- C0S 2 = Sin^“ Sin Т-
При поступательном движении основания, на котором установлен прибор, со скоростью V на высоте Н в плоскости наблюдения имеет место траектория сканирования типа «гусеница».
Для выполнения условия отсутствия пропусков в центре поля обзора скорость вращения сканирующего зеркала п3 должна быть такой, чтобы за время одного оборота прибор переместился на расстояние у, не превышающее одного элемента разложения аи, т. е.
У ^-ауЦ0,
где ?0 коэффициент наложения строк в центре поля. Следовательно, необходимо выполнить условие
60 /п3 = y/V,
где п3 — скорость вращения сканирующего зеркала, мин-1,
60К _ 60|0V _ 6OI0V 2 х.
3 У ~ CLy ~ Н 6 ° 2 ’
V — скорость движения основания прибора, м/с. Если записывающий луч в индикаторном устройстве, вращаясь синхронно со сканирующим лучом со скоростью /г3, описывает окружность радиусом R', которая перемещается со скоростью V', то для обеспечения подобия формы объекта и его изображения необходимо соблюдать условие
Rtf? =Щу\
где R = Н tg (y/2) — радиус сканирования в плоскости предметов. Так как V' —y’nj60, где у' —шаг развертки на экране индикатора, то
_ 60/?' V
Пз “ У' tg (Т/2) Н '
Сравнивая два выражения для я3, можно найти требуемый коэффициент наложения строк сканирования в центре поля (наложение строк записи на экране индикатора недопустимо,
100
так как в местах наложения строк вдвое увеличивается экспозиция)
____R'_____Оу_ _ R’____________№ _ 2R'd
= Я tg (y/2) у' ~ Я tg (y/2) cos2 (y/2) t/' — j/' sin y
Например, если нужно обеспечить ?0 = 1, то 2R'!y' = sin у/6, при Y = 90° можно найти у'16 = 2/?'. Если 2/?' = 100 мм, а 6 = 10“3, то у' =0,1 мм.
Даже в том случае, когда наложение строк в центре поля обзора отсутствует, на краях поля в связи с криволинейностью
Рис. 81. Наложение строк / и // при сканировании плоским зеркалом, вращающимся вокруг оси, неперпендикулярной к нему
строк развертки имеет место наложение строк, рассчитать величину которого можно, пользуясь рис. 81.
Если характеризовать наложение строк шириной заштрихованного промежутка Да = Ьс, то можно найти Да = be = ОЬ —
— Ос, но Ос = Оа — ас, в свою очередь:
Оа = R = Н tg (y/2);
ас = ау = Н 6 sec2 (y/2),
следовательно,
Ос — Н tg — НЬ sec2 = ~ sec2 (sin y — 26).
Далее
Ob = Oxd 0,^! — bxd,
но
Ojfrj = R = Я tg (y/2),
101
a bxd можно найти из Abbxd, заменяя в нем дугу bbx соответствующей хордой:
bxd = bd cos (<bdbx).
Так как <bdbx =. 0/2, а
bd = 00х — ау — Н 6 sec2 (-y/2),
то
bxd = tfj, cos (0/2) = Яб sec2 (7/2) cos (0/2);
Ob — d — H tg -----#6 sec2 cos
= sec* ^sin 7 — 26 cos .
Следовательно,
Да = be = Ob — Oc = -y- sec2 ~ [ sin 7 — 261
— sin -у j- 26 J '= #6 sec2 ^ 1 — cos ^ (1 — cos ;
cos
6a = Aa/a^ = 1
cos (0/2).
Так как
cos (0/2) = Y1 — sin2 (0/2) = Y1 ~ sin2 (ф/2)/81п2 (7/2), 6a — 1 — Y1 — [sin (ф/2)Мп (-y/2)]2.
TO
Если сопоставить полученное выражение для круговой развертки (6ак) с соответствующим выражением для строчной развертки (6ас), осуществляемой с помощью многогранной призмы, то можно найти, что при одинаковом перекрытии строк справедливы следующие соотношения:
1 — cos (фс/2) = 1 — Y1 — sin2 (фк/2)/б№2 (-у/2) ; cos (Фс/2) — У 1 — sin2 (фс/2) = У1 — sin2 (cpK/2)/sin2 (y/2); sin (фс/2) = sin faK/2)/sin (?/2);
Фк ^ фс Sin (7/2).
Следовательно, при круговой развертке заданное искажение изображения, определяемое наложением строк на краю поля, можно обеспечить в пределах меньшего поля обзора, чем при построчной развертке. Например, при у 12 = 26° и фс = 52° найдем Фк = 52° sin 26° = 52°-0,44 ^ 23°.
