Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка):
При пассивном методе работы (рис. 1.2, б) используется собственное излучение наблюдаемого объекта 2, которое принимает ОЭП 3. Для повышения помехозащищенности здесь приходится особенно тщательно следить за оптимальным соотношением между параметрами ОЭП, объекта и среды распространения излучения.
Иногда искусственный или естественный источник 1 облучает не один, а ряд объектов 2', 2", 2"' и т. д. (рис. 1.2, в). Как правило, ОЭП должен выделить поток, отраженный от одного из них, причем часто параметрами излучения, облучающего объекты, управлять нельзя (например, в случае использования естественной освещенности). Такой метод работы обычно называют полуактивным.
1.2. Краткая классификация оптико-электронных приборов
Признаки, по которым классифицируют ОЭП, самые различные. Наиболее многочисленную группу составляют ОЭП, предназначенные
7 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
для передачи, приема, обработки и хранения информации. Другую группу составляют приборы, предназначенные для передачи, приема и использования энергии. В настоящей книге рассмотрены в основном вопросы, относящиеся к расчету ОЭП первой группы, хотя физические принципы работы приборов обеих групп одинаковы.
По спектральному рабочему диапазону излучения различают приборы для работы в ультрафиолетовой области спектра (УФ приборы), видимой области, инфракрасной области (ИК приборы).
Выделяют автоматические ОЭП, в которых весь цикл обработки информации проходит без участия человека-оператора, и неавтоматические, где роль человека в решении поставленной задачи зачастую является определяющей. Например, существенные различия имеют такие ОЭП, как полностью автоматические системы самонаведения, и приборы, использующие электронно-оптические преобразователи для определения направления на излучатель. Причем последние служат как бы связующим звеном между оптической системой, работающей в невидимой части спектра, и человеческим глазом, осуществляющим опознавание и выделение излучателя.
По назначению ОЭП и ОЭС можно подразделить на несколько больших классов: информационно-измерительные, следящие, приборы и системы обнаружения, приборы и системы для преобразования изображения. Внутри этих классов выделяют поисковые системы, радиометры и спектрорадиометры, угломерные (пеленгаторы) и дальномер-ные (локаторы) ОЭП, ОЭС связи, контрольно-юстировочные ОЭП, системы технического зрения роботов, ОЭС для исследования природных ресурсов и ряд других.
К настоящему времени уже сложились достаточно специфичные для каждой из этих групп конструктивные признаки, учитывающие специфику условий работы прибора. Возможны и другие способы классификации ОЭП, например по виду модуляции, параметру сигнала, несущему полезную информацию, и ряд других.
Несмотря на многообразие современных ОЭП и ОЭС им присущи многие общие признаки. Структурные схемы многих ОЭП достаточно единообразны. Общей является элементная база многих ОЭП. Наконец, общностью обладают многие методы и методики синтеза и анализа различных ОЭП. Учебник посвящен изложению основ теории и расчета, достаточно общих для ОЭП различного назначения.
8 Глава 1. Общие сведения об оптико-электронных приборах
1.3. Сравнение оптико-электронных приборов с визуальными оптическими и радиоэлектронными приборами
Появление первых ОЭП обусловлено тенденциями к освоению широкого спектрального диапазона и автоматизации оптических измерений. Их предшественниками являются визуальные оптические приборы, для которых приёмником излучения служит глаз человека. Визуальные оптические приборы и сегодня широко используются в различных областях науки, техники, народного хозяйства.
Глаз человека является уникальным оптическим прибором, которому свойственна высокая разрешающая способность и чувствительность, а в сочетании с работой мозга — не достижимая пока ни одним автоматическим устройством способность выполнять логические операции, например, распознавать и оценивать сложные изображения на видимом участке оптического спектра. Все это определяет достоинства визуальных оптических приборов. Кроме того, этиприборы в большинстве случаев проще оптико-электронных по своей конструкции, а часто благодаря присутствию человека-оператора они более надежны в эксплуатации.
Однако ограниченность спектрального диапазона чувствительности человеческого глаза наряду с целесообразностью и необходимостью во многих случаях работать в УФ и ИК диапазонах, недостаточные порой разрешение и чувствительность глаза, даже вооруженного оптической системой, малое быстродействие органов чувств и «исполнительных» органов человека, наконец, невозможность или нецелесообразность использовать человека во многих случаях, например в условиях высоких температур, радиационной опасности и т. п. — всё это привело сначала к созданию сравнительно несложных автоматизированных оптических приборов, например приборов с фотоэлектрической регистрацией результатов измерений, т. е. первых ОЭП, а затем и более сложных, часто полностью автоматизированных ОЭП и комплексов.
