Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
Подставляя в полученное выражение значение тр (у, t) и вводя обозначения:
Уг
Оо* = \ тд(у) cosу dy\
У1
/г
2л&
найдем
= J TR{y)s\n^-ydyy
Ух
со
т(/) = 0,5Л0+ ^ ^Л*, cos vt -f- Bksin vt],
fe=i
х=х2(у)-^(апв)
где
— akaok 4" ЬкЬок\ Bk ~ CL/Pok bffloki Л 0 = «о«оо-
Рис. 197. Диафрагма поля и ее элементы Для четных функции Тр (у)
в прямоугольной системе координат и Тд (у) имеем:
оо
т (t) = 0,5Ло -f- У Лд, cos 2nk ~ t\
k=i
Л* = Qftaok'* Ао — аоаоо-В качестве примера определим интегральный коэффициент пропускания растра, имеющего одинаковые по ширине просветы и промежутки между ними, для диафрагмы круглой формы. Пропускание растра (рис. 198)
т0 при | г/1 < /г/4;
0 при /г/4 < | у\ </Г/2.
Коэффициенты Фурье:
ak=— тр j cos 2nkj-dy = тр ^sa& ;
Тр(^)
-/Г/4
238
Гр(у)
It
0
h 1
Т
Далее, при тф (у) = 1 имеем
тд (У) = [*2 (У) — (*/) l/o.
Так как уравнение окружности радиусом г, описывающей диафрагму, в прямоугольной системе координат имеет вид
х2 + у1 — г2,
то его корни:
*2fl= ± Vr2- Уг\ х»(у) — х1(у)= У
= 2 У f — y*.
Следовательно, Рис. 198. Функция пропускания растра
тд (у) = (2 Vг2 — y*)lo = (2/пг2)У f — у2; a0k = J тд (у) cos 2nk jpdy= j V f — у2 cos 2nk dy.
Vi Vt
Подставив в пределы интегрирования значения:
Ух = —П У г = +/¦,
получим
*0/г
Обозначим:
y!r = cos 0; у = г cos 0; ф = —г sin 0d0. Тогда найдем
я
2 Г
= -— I Sin2 0 cos (zft cos 0) d0,
0
где zft = 2nkr/lT.
Так как функция Бесселя первого порядка равна
л
Л С^) = J sifi2 0 cos (zk cos 0) d0,
0
TO
«06 = 2 Л (z*)/zA.
При Л = 0 zft = 0 и а00 = 1.
Следовательно,
y| yj q т Л- ь я \ 2Jj [& (2nr/lr)] .
Ak — akaok Tp^sa/e g J k^m/lT)
A о = а0а00 — Tp.
239
Амплитуда первой гармоники
А1 = тр (2/л)2J г (2i)/ zlt
где zx = 2nr/lT\ при zlt равном 3,83; 7,01; 10,17; 13,33; ..., т. е. при 2rUT = zjn, равном 1,22, 2,23; 3,23; 4,25; Аг = 0.
Рис. 199. Относительные размеры изображения цели и модулирующих полос растра для случая, когда амплитуда первой гармоники модулированного потока излучения равна нулю
Необходимые расчеты для этого случая могут быть приведены на основании данных рис. 190.
На рис. 199 представлены относительные размеры диафрагмы (круглого изображения цели) и модулирующих полос растра для случая, когда амплитуда первой гармоники равна нулю.
Часть III СИГНАЛ
Г лава 9
ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
§ 1. СИГНАЛ КАК ФИЗИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ПЕРЕДАЮЩИЙ ИНФОРМАЦИЮ
Любая информация содержит след событий, состоящих в изменении состояния объектов или процессов. Событие порождает сообщение, которое представляет собой его описание. Именно в сообщении и содержится информация. Когда сообщение является новым, неожиданным, его необходимо передать от источника к потребителю информации. Для передачи сообщения используется сигнал—физический процесс, несущий в себе информацию и пригодный для передачи на расстояние. Преобразование сообщения в сигнал называется кодированием, а обратное преобразование — декодированием.
Пользуясь терминологией теории информации, можно следующим образом представить процесс приема и преобразования потока излучения оптико-электронным прибором.
Положение, размеры, форма и энергетическое состояние окружающих нас тел есть их состояние.
Изменение состояния во времени или пространстве — событие.
Описанием события является сообщение — поток излучения, испускаемый любым окружающим нас телом.
Поток излучения, преобразованный оптической системой (сфокусированный, промодулированный и т. д.), является сигналом, несущим информацию. Это преобразование сообщения в сигнал есть кодирование.
Сигнал порождает сигнал: поток излучения в оптико-электронном приборе преобразуется приемником излучения в электри-
241
ческий сигнал, подлежащий усилению и обработке в электронной части прибора.
В результате обработки электрический сигнал преобразуется в вид, пригодный для воспроизведения и восприятия исходного сообщения с искажениями, возникшими в процессе его передачи. Это — декодирование.
Сигнал может быть детерминированным и случайным. Он может представлять собой простое гармоническое колебание, быть периодическим или непериодическим процессом.
Известно, что практически любую периодическую и непериодическую функцию можно представить в виде суммы гармонических колебаний. Поэтому перед описанием процессов, происходящих со сложным сигналом, будут рассмотрены процессы прохождения гармонического сигнала по тракту оптико-электронного прибора.
Этому рассмотрению будет предшествовать краткий обзор основных характеристик приемников, которые позволяют описать процесс преобразования потока излучения в электрический сигнал.
§ 2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
Рассмотрим основные энергетические характеристики оптического излучения, уходящего от источника, падающего на приемник и распространяющегося в пространстве (поле излучения) (рис. 200).
-1— у*Г- L
dA 1
Рис. 200. Схема излучения для различных случаев размещения произвольной точки М, в которой рассчитывается яркость пучка: а — на поверхности источника излучения; б — на поверхности приемника излучения; в — на пути распространения пучка излучения;
