Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
Поскольку угол у был выбран произвольно, найдем условия, его определяющие. Для этого заметим, что при совместном рассмотрении построчной и круговой разверток следует учитывать необходимость обеспечить в том и другом случае одинаковую
102
йную ширину поля обзора в плоскости наблюдения, кото-ЛоГдля построчной развертки
Р Вс = 2Н tg (4 J2),
а для круговой
V 0 2Н у . О о rj sin (фк/2)
о - 9Н te-s s п-тг- =--------. Го. - sin sin -о- 2И----у--..
Вк =-ь 2 2 cos (у/2) 2 2 cos (y/2)
И3 условия Вс =ВК можно найти
ро„ y _ gin (фк/2) _ sin (фк/2) фс
2 tg (фс/2) sin (фс/2) 2 *
Полученное равенство позволяет найги такое значение угла у, определяющего параметры круговой развертки, при котором круговая и построчная развертки обеспечивают одинаковую ширину поля обзора в плоскости наблюдения.
Следовательно, из условия равенства линейных полей обзора нашли, что
¦ gs§cos-?. = cos4-,
sin (фс/2) 2 2
а из условия раыюй величины наложения строк ранее было получено
sin (фк/2) ^ gin jy_ ^
sin (фс/2) 2
Возводя в квадрат и складывая левые и правые части двух последних равенств, найдем
sin2 (фк/2) _______1________
sin2 (фс/2) 1 -\- cos2 (фс/2) ’
откуда
Фк = Ф JV1 + cos2 (фс/2).
Следовательно, соотношение нолей обзора при круговой и построчной развертках, обеспечивающее не только одинаковые искажения изображения на краях поля, но и одинаковую ширину полосы обзора в плоскости наблюдения, оказывается более благоприятным для круговой развертки, чем ранее полученное. Действительно, при фс = 52° фк «=* фс/1,35 = 5271,35 = 38°. Кроме того, теперь можно точно определить значение угла у из выражения
sin (y/2) ^ фк/фс = 1/1,35 = 0,74; у/2 = 48°,
что почти вдвое превышает соответствующее значение угла y> выбранное произвольно в предыдущем примере.
Между тем, при всех расчетах необходимо учитывать, что максимальный размер сканирующего зеркала (большая ось эллипса) связан с диаметром входного зрачка объектива соотно-
d3 = djsin (y/4),
ЮЗ
следовательно, для у/2 = 48°
d3/d0 = 1/sin 24° = 2,5,
а для у/2 = 26°
d3/d0 = 1/sin 13° = 4,44.
При неподвижном основании с помощью зеркала, вращаю, щегося вокруг оси, неперпендикулярной к нему, можно создать спиральную траекторию сканирования, изменяя угол наклона зеркала к оси вращения.
Сканирование зеркалом, вращающимся вокруг оси, неперпендикулярной к нему, имеет важное значение в тех случаях, когда необходимо в процессе сканирования сохранять постоянным угол между оптической осью прибора и плоскостью наблюдения (угол визирования).
Г лава б
СКАНИРОВАНИЕ ПРЕЛОМЛЯЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ -ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ПЛАСТИНКОЙ И ПРИЗМОЙ
§ 1. СООТНОШЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ЗАКОН СКАНИРОВАНИЯ
Плоскопараллельная пластинка, установленная за объективом, изменяет ход лучей таким образом, что изображение светящейся точки отодвигается и его положение зависит от угла у между оптической осью и нормалью N к поверхности пластинки (рис. 82). Сдвиг изображения точки в направлении, перпендикулярном оптической оси (по оси у), определяет возможность осуществления сканирования, а перемещение изображения точки вдоль оптической оси (по оси х) вызывает расфокусировку изображения.
Практически в качестве плоскопараллельной пластинки используются четырех-, шести- или восьмигранные призмы, в процессе вращения которых в пределах каждой грани осуществляется плавное изменение угла у, а переход от одной грани к другой соответствует повторному сканированию той же строки. Основные принципы сканирования четырехгранной призмой представлены на рис. 83, а восьмигранной — на рис. 84. Излучение точки, находящейся на оси, попадает в приемник в исходном положении, когда грани перпендикулярны оси. При вращении призмы достигается получение изображения других точек поля в плоскости диафрагмы и, следовательно, воздействие соответствующего излучения на приемник.
104
Рис. 82. Основные принципы сканирования плоскопараллельной пластинкой (призмой): а — ход лучей; б — призма, эквивалентная пластинке толщиной А; в — поле обзора и поворот пластинки при неподвижном приемнике (диафрагме поля)
Рис. 83. Сканирование четырехгранной приз- Рис. 84. Сканирование восьми-мой (расфокусировка не показана) гранной призмой (расфоку-
сировка не показана)
Основные соотношения для этого способа сканирования могут быть получены на основании рассмотрения закономерностей преломления света плоскопараллельной пластинкой (рис, 85 и 86).
Положение пластинки, имеющей толщину А, характеризуется углом у между горизонтальной осью и нормалью к поверхности пластинки. Падающий на пластинку луч составляет угол а с горизонталью (на рис. 85 и 86 рассмотрены два луча: / для а = 0 и II для а = fa). Угол падения луча —i, угол преломления —г (tlf гх — на первой поверхности, /2, г2 — на второй). При отсутствии пластинки луч, падающий под углом а, пересекается с лучом, падающим под углом a = 0, в точке О, а при наличии пластинки — в точке А. Для выполнения дальнейших расчетов опустим из точки О перпендикуляр ОС на поверхность пластинки, продлив его до пересечения с преломленными лучами в точках Е и Е0, и перпендикуляр OG на направление преломленного луча, падающего на пластинку под углом а к горизонтали. Введем обозначения OG = / и ОЕ — s. Обозначим также ag = bd = OG = /; ае — ОЕ — s.
