Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка):
Известны конструкции, в которых во вращающуюся оправку 3 типа револьверной помещается несколько объективов 2 (рис. 8.6). Если объективы слегка наклонить друг относительно друга или разместить перед ними клинья 1 с различными преломляющими углами, то мож-
222 Глава 8. Сканирование в оптико-электронных приборах
? / f г
1?^
0
*
Рис. 8.6. Сканирующая система с вращающимися объективами: а — вид сверху; б — оптическая система одного из каналов; в — вид развертки поля обзора
но получить строчную развертку достаточно большого по вертикали поля обзора. В дополнение к перечисленным выше недостаткам можно добавить и то, что без принятия специальных мер приемник 4 принимает сигналы не только от объектов, находящихся в поле обзора, но и за его пределами, когда объектив просматривает углы, превышающие заданное поле обзора, т.е. на приемник от объектива поступает излучение от окружающего фона. Кроме того, при больших полях обзора возникают перспективные искажения, а чувствительность приемника с ростом угла падения лучей на него падает. Достоинством такой системы является большее значение коэффициента сканирования Tlc, чем в системе с одним объективом.
Спиральные и розеточные траектории можно получить, например, вращая объектив вокруг оси, не совпадающей с его оптической осью, и одновременно поворачивая всю эту систему вокруг третьей оси (рис. 8.7).
Механические системы подобного типа инерционны, частота сканирования в них обычно не превышает нескольких герц при размерах входных зрачков объективов не более 200 мм. Большим быстродействием обладают системы со сканированием поля изображений щелевой диафрагмой. О достоинствах и недостатках таких сканирующих Устройств, выполняющих обычно роль анализаторов, говорилось выше (см. гл. 7). Нужно отметить, что к объективам этих систем предъявляют повышенные требования по качеству изображения, так как оно Должно быть высоким для всего поля обзора, а не только для сравнительно малого мгновенного углового поля.
223 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
Рис. 8.7. Сканирующая система с наклонным внецентренно вращающимся зеркалом: а — оптико-кинематическая система; б — траектория сканирования
В оптико-механических сканирующих системах просмотр поля осуществляется путем перемещения не всей оптической системы, а лишь одного-двух ее компонентов. В этих системах используют те же оптические элементы, что и в компенсаторах (клинья, линзы, плоскопараллельные пластины, призмы Дове, Пехана и многие др.).
Широкое применение в этих системах находят вращающиеся или качающиеся плоские зеркала. Сканирование в двумерном пространстве осуществляется колебанием зеркала с разными скоростями вокруг осей вращения, лежащих в плоскости зеркала, или вращением зеркала вокруг осей, не лежащих в его плоскости. В зависимости от соотношения между скоростями колебаний зеркала меняется вид развертки.
Основные недостатки этих систем, как и оптических компенсаторов — это большая инерционность (хотя и меньшая, чем у механических сканирующих систем, где перемещается весь прибор, а не сравнительно небольшая деталь) и малые углы отклонения лучей, т.е. небольшие coo63. Конструктивные особенности и формулы для габаритного расчета оптико-механических сканирующих систем рассмотрены в ряде монографий и учебных пособий [6, 10, 16 и многие др.].
Некоторые схемы, где в качестве сканирующих элементов служат зеркала, приведены на рис. 8.8. Зеркала могут быть установлены как в параллельных, так и в сходящихся пучках лучей. В первом случае они располагаются либо перед объективом ОЭП, либо за телескопической приемной системой. Зеркало, расположенное перед объективом (рис. 8.8, а), сканирует в пространстве предметов и позволяет применить узкопольный объектив; однако размеры этого зеркала должны быть большими и здесь трудно обеспечить высокие скорости сканирования, а также получить некоторые рациональные для ряда кон-
224 Глава В. Сканирование в оптико-электронных приборах
кретных применений траектории развертки поля.
а — с колеблющимся перед объективом зеркалом; б — с телескопической системой и колеблющимся зеркалом; в — с колеблющимся зеркалом в сходящемся пучке лучей; г — с зеркальной вращающейся призмой; д — с многогранной вращающейся пирамидой
Если разместить плоское зеркало в выходном зрачке телескопической приемной системы (рис. 8.8, б), т.е. также в параллельных пучках, то размеры зеркала уменьшатся в число раз, равное видимому увеличению телескопической системы, однако углы прокачки зеркала во столько же раз возрастут.
При построчном сканировании, осуществляемом при прокачке плоского зеркала с постоянной скоростью (см. рис. 8.8, а), средняя строка траектории будет прямой. Однако остальные строки будут искривлены вдоль оси, перпендикулярной оси качания зеркала, и в большей степени к краям поля. Ширина просматриваемой полосы растет от центра к краю. Форма поля обзора будет близка к трапеции. Коэффициенты искажения, определяемые отношением разности высот строк на краю и в центре к средней высоте, для углов обзора в ±10° составляют около 3%, а различие в длинах строк (размер вдоль оси качания зеркала) — около 5%. В таких системах также необходимо учитывать перспективные искажения, имеющие место при построении изображений протяженных излучателей и полей.
