Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка):
Из (13.2) очевидно, что если ОЭП работает активным методом, то возможно изменять крутизну К путем изменения I, причём в отличие от других способов, иногда возможно увеличивать значение этого параметра (К), например, при уменьшении тс, увеличивая мощность излучателя и, следовательно, увеличивая I. Однако при этом, как правило, ухудшаются другие параметры ОЭП (срок службы, потребление энергии и др.).
Известны ОЭП, в которых для регулирования потока Ф, а следовательно и чувствительности, в оптическую систему вводят фильтры (обычно нейтральные), ослабляющие поток. Другим способом изменения Ф является изменение площади входного зрачка Авх, которое ведется с помощью автоматически регулируемых диафрагм. Привод диафрагмы или узла сменных фильтров управляется по сигналу, поступающему с выхода цепи приемника излучения или электронного тракта. Диапазон изменения потока, обеспечиваемый в таких системах (перепад Ф обычно не более 100 раз), часто бывает недостаточным, так же как и быстродействие. То же можно сказать и об использующихся иногда фотохромных материалах.
Для той же цели в последние годы используют жидкокристаллические ослабляющие устройства, управление прозрачностью которых осуществляется изменением питающего напряжения. Однако и для них диапазон изменения сигнала сравнительно невелик.
Большое быстродействие обеспечивают электронные схемы управлением чувствительностью, например, рассмотренные в § 11.9 схемы автоматической регулировки чувствительности приемника Sy и автоматической регулировки усиления K3.
Возможны случаи, когда мощное излучение действует кратковременно, например, импульсное лазерное или вспышка орудия в момент выстрела. Для борьбы с вредными последствиями таких факторов иногда в состав ОЭП вводят специальные индикаторы мощных засветок, управляющие цепью питания приемника; специальные затворные устройства, в состав которых могут входить приёмник излучения, датчик скорости изменения освещённости, пороговое (см. §11.9) реле времени, а также собственно затвор с приводом. Реле времени определяет
392 Глава 13. Адаптация в оптико-электронных приборах
временной промежуток, в течение которого работает затвор, т.е. на приёмник не поступает излучение.
В некоторых ОЭП с электронно-оптическими преобразователями и телевизионными передающими трубками для снижения плотности потока используется автоматическая расфокусировка изображения, осуществляемая системой автоматической регулировки чувствительности (АРЧ) или усиления (см. § 11.9).
Еще одним средством борьбы с мощными засветками являются оптические фильтры из ЦТС (цирконат-титанат свинца), которые будучи помещёнными между двумя поперечно ориентированными поляризаторами при приложении к ним напряжения меняют свой коэффициент пропускания. За время в 0,05 мс удается уменьшить пропускание таких фильтров от 20% до 0,005 ... 0,01%.
В ОЭП, где используются приемники излучения с накоплением заряда, например ПЗС или передающие телевизионные трубки с накоплением, изменение чувствительности возможно осуществлять путём изменения экспозиции — времени накопления. Так, в ПЗС с покадровым переносом заряда (см. рис. 7.16) периодичность считывания сигнала с секции накопления может меняться в зависимости от уровня освещённости приёмника. Управление временем накопления может осуществляться путем изменения рабочей частоты сдвигающего регистра.
13.3. Адаптация углового поля
В ряде случаев ОЭП должен последовательно решать две задачи: сначала обнаружить исследуемый или контролируемый объект, а затем измерить какие-либо его параметры, например, координаты, или следить за ним. Угловое поле прибора при обнаружении, как правило, гораздо больше углового поля, требуемого для измерения или слежения. При уменьшении углового поля можно заметно повысить помехозащищённость ОЭП, как за счет уменьшения влияния внешних фонов и помех, так и за счёт снижения уровня внутренних шумов приёмника, если уменьшение поля ведёт к уменьшению площади чувствительного слоя приёмника.
По указанным причинам адаптация углового поля путём его увеличения при обзоре контролируемого пространства и уменьшения при переходе в режим измерения или слежения, а также при увеличении уровня помех часто используется в ОЭП.
Наиболее просто уменьшение углового поля осуществляется при параллельном способе сканирования поля обзора (см. § 8.1). При на-
393 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
личии сигнала от объекта в одном из элементарных полей все остальные элементарные поля, например, приемники излучения, образующие сканирующую линейку или матрицу, отключаются.
В системах с последовательным просмотром поля обзора адаптация иногда осуществляется простым прекращением сканирования после надёжного «захвата» объекта мгновенным полем зрения прибора и обеспечения возможности слежения за ним при измерении его параметров.
При наличии априорных данных о возможных параметрах и характеристиках объекта (например, его координатах), помех и фонов можно изменять порядок (частоту, длительность и др.) просмотра отдельных участков поля обзора в соответствии с вероятностью нахождения объекта на каждом из этих участков. Иногда используется многостадийный поиск объекта, основанный на последовательном анализе текущей информации, получаемой с просматриваемого поля, и последовательном изменении углового поля прибора вплоть по надёжного «захвата» (обнаружения) объекта. Например, на первой стадии получают информацию об уровне контролируемого параметра на всех участках поля обзора, а на втором просматриваются только те участки, на которых этот уровень превысил некоторый порог.
