Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка):
OCH
Uh-- uUMtl
НЕ
Рис. 11.19. Функциональная схема селектора импульсов по уровню
имп ограничителя и смесь полезного сигнала и помехи ивх. При совпадении сигналов помехи выходной сигнал схемы НЕ равен нулю, а при несовпадении (наличие полезного сигнала) она пропускает сигнал на выход.
Временная селекция импульсных сигналов. Этот вид селекции основан на различиях в импульсах сигналов и помех по длительности, моментам их появления и частоте повторения.
Селектор импульсов по длительности пропускает сигналы, длительность которых лежит в заранее установленном диапазоне. Например, если длительность импульса сигнала больше длительности импульса помехи (рис. 11.20), то, пропуская эти импульсы через линию задержки JI3, задержка х которой немного меньше длительности сигнала, но больше длительности помехи, и схему совпадений И, можно выделить полезный сигнал.
1 I if
ПН T яз и
Л)
Рис.11.20. Функциональная схема селектора импульсов по длительности: а — функциональная схема; б — эпюры сигналов
Селекция импульсов по временному их положению используется, например, в импульсных оптико-электронных дальномерах и локаторах, электронный канал которых включается лишь на время действия принимаемого полезного сигнала (стробирование). Можно изменять момент стробирования, что применяется, например, в системах
350 F
Глава 11. Фильтрация сигналов в оптико-электронных приборах
автоматического сопровождения по дальности.
Для исключения шумовых импульсов, возникающих в фотоприемнике, может служить схема, представленная на рис. 11.21.
Поток, приходящий на вход ОЭП, делится на две части и поступает на два фотоприемника, ПИ1 и ПИ2, выходы которых подключены к схеме совпадения И. Шумовые импульсы фотоприемников совпадают по времени с малой вероятностью, поэтому большинство из них не проходит схему И.
Рис. 11.21. Функциональная схема селектора для подавления импульсов шума фотоприемника
Селекция импульсов сигнала по частоте их повторения /и осу-ществляется с помощью схемы .Jf и линии задержки ЛЗ (см. рис. 11.20), задержка т которой равна периоду повторения Ги=1//и. Если частота импульсов помех, длительность которых близка к длительности сигнала, не равна /и, то схема И их не пропустит. Возможна настройка схемы на заранее заданную частоту /и, а также задание этой частоты путем формирования последовательности опорных импульсов, с частотой которых сравниваются частоты поступающих извне сигналов. При точно известном и постоянном периоде повторения импульсов можно применять не одну, а несколько линий задержки (рис. 11.22), используя различные комбинации совпадений, а также реализуя метод накопления сигнала, который получает все большее распространение в ОЭП с многоэлементными фотоприемниками, например ПЗС.
Sxti
»(Я)
Btiiti Bal
4>
H (я)
4?
Buiti
-VT4 D
Рис.11.22. Функциональная схема селектора импульсов по частоте их повторения с несколькими линиями задержки: а — последовательно; б — параллельно
351 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
Метод накопления. Этот метод состоит в том, что решение о наличии сигнала принимается не сразу после его поступления в прибор, а после суммирования или интегрирования ряда конечных выборок смеси сигнала и помех. Разделяя во времени эту смесь на п равных частей, соответствующих периоду повторения сигнала Т, и производя суммирование или интегрирование их, можно в случае аддитивных широкополосных помех и некоррелированных выборок получить выигрыш в отношении сигнал/помеха по мощности полезного сигнала в п раз, а по амплитуде в -Jn раз. Действительно, мощность полезного сигнала амплитуды ис на выходе сумматора будет равна Рс-(лцс)2, а мощность помех (сумма постоянных в каждой из п выборок дисперсий и2 )Р -пи2 . Отсюда отношение сигнал/помеха
"пом ' хпом "¦"'ПОМ '
ц
пом пом
При постоянном входном сигнале
T U2c
Vp=---J-.
"Тпом Wn0M
где Дтпом — время (радиус) корреляции помех.
Увеличение отношения сигнал/помеха при методе накопления достигается ценой увеличения времени обработки и принятия решения о наличии сигнала или ценой расширения полосы пропускания электронного тракта.
Метод накопления можно использовать не только при суммировании сигналов, отсчитываемых в разные моменты времени, но и сигналов, поступающих из п независимых каналов одновременно. Этот метод успешно реализуется в ОЭП с многоэлементными приемниками излучения при последовательном сканировании (см. § 8.1). Обнаружи-тельная способность приемника D* при использовании п выборок увеличивается в 4п раз.
Метод накопления в последнее время часто используют применительно к пространственным реализациям смеси сигнала и помех, например при выделении изображения источника сигнала на фоне меняющих свое положение помех путем сложения мгновенных картин (снимков) сигнала и помех. Как правило, такое сложение проводится после преобразования оптического изображения в цифровую (электронную) форму.
Многоэлементные приемники в таких системах играют роль не только преобразователей потока в электрический сигнал, но и развертывающих (сканирующих) устройств, а вместе со схемой обработки
