Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка):
Для ослабления влияния крупноразмерных излучателей, занимающих большую часть поля, вторая половина растров, представленных на рис. 9.8, а-в, выполняется такой, чтобы ее пропускание составляло 0,5, т.е. было равно суммарному пропусканию пространственного фильтра- верхней половины растра. Это достигается, например, нанесением концентрических окружностей, которые при вращении растра не модулируют сигнал.
Растр такого вида называется уравновешенным или сбалансированным в энергетическом отношении. Уравновешенный растр позволяет предотвратить возникновение ложных сигналов с частотой вращения растра со0 в том случае, когда имеется неоднородность чувствительного слоя приемника, помещаемого сразу же за растром. Если на приемник поступает излучение от равномерного фона, то при наличии на его фотослое зон с различной чувствительностью при вращении неуравновешенного растра, например полудиска (см. рис. 7.4),
254 Глава 9. Модуляция и демодуляция в оптико-электронных приборах
возникает паразитный сигнал. При энергетической сбалансированности растра, когда его пропускание в среднем по полю одинаково, этот сигнал практически отсутствует.
С помощью растров-пространственных фильтров, представленных на рис. 9.8 и им аналогичных, обеспечивается двукратная амплитудная модуляция с несущей частотой сон. При этом сигнал несущей частоты используется для получения информации о значении освещенности на входе ОЭП, которая необходима для создания системы автоматического регулирования чувствительности (АРЧ) или усиления (АРУ). Система АРЧ или АРУ позволяет исключить или ослабить влияние изменения освещенности входного зрачка ОЭП на амплитуду управляющего сигнала (с частотой, несущей информацию о наблюдаемом источнике).
Чтобы найти выражения для модулированного сигнала на выходе растра и его спектра, можно воспользоваться формулой (9.11). Такая методика будет более подробно рассмотрена ниже (см. § 10.6).
Здесь же приведем лишь один пример — для растра, представленного на рис. 9.8, а.
Пропускание такого растра описывается как [30]
где 8 — фазовый сдвиг периодов растра или сигналов, создаваемых отдельными периодами растра.
Зависимость пропускания такого растра от угла E1 показана на рис. 9.9. Аналогичный вид имеет сигнал (поток) на выходе такого растра, образующийся при модуляции малоразмерного (точечного) изображения.
Как отмечалось в § 9.1, в спектре этой функций максимальна амплитуда первой гармоники, т.е. Ci1 (при п=1 ), которая пропорциональна ехр (-2рпЪ) /j2n.
a(p,(a1t-i^= ап exp(/na> ^)ехр(- jnty,
а0 = 0,5,
+
255 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
Q
т/р
яг
ь
?
Рис. 9.9. Зависимость пропускания радиально-секторного растра от угла E1
Отметим некоторые особенности систем с вращающимися растрами (см. рис. 7.4 и 9.8, а-в) и систем с неподвижными растрами (см. рис. 7.6 и 9.8, г), по которым сканирует изображение излучателя.
В системах с вращающимися растрами максимальная глубина модуляции сигнала несущей частоты (100%) обеспечивается лишь для тех зон, где размер изображения меньше полупериода (прозрачной части) растра. Если центр растра расположен на оптической оси системы, то при малых углах рассогласования, когда изображение излучателя приближается к центру растра, глубина модуляции заметно уменьшается, а около центра она близка к нулю. Поэтому модуляционная характеристика такого растра (зависимость амплитуды сигнала с частотой о)0 от угла рассогласования) имеет в центре зону нечувствительности. По этой же причине во многих ОЭП с вращающимися растрами изменение глубины модуляции не используется как источник информации о положении излучателя, т. е. модуляционная характеристика является релейной. АРУ в таких ОЭП служит только для устранения нежелательных нелинейных явлений в электронном тракте (например, насыщения), но не для поддержания строгого постоянства амплитуды сигнала на несущей частоте.
В ОЭП с неподвижными растрами (см. рис. 7.6 и 9.8, г) близкое к оптимальному условие пространственной фильтрации для всего поля обеспечить проще. (В соответствии с этим условием размер изображения должен быть равен размеру ячейки растра.) При малых углах рассогласования, когда изображение малоразмерного излучателя при перемещении по растру не выходит за его пределы (траектория H1 на рис. 7.6, б), глубина модуляции сигнала частоты управления несет информацию о значении рассогласования. В то же время сигнал несущей частоты при выборе ячеек растра с размерами, большими или равными размеру изображения, имеет постоянную глубину модуляции — 100%. Поэтому модуляционная характеристика системы с таким растром не имеет мертвой зоны в области малых рассогласований. Применяя АРУ с жесткой связью по несущей частоте, когда при изменении облученности или других параметров АРУ поддерживает ампли-
256 Глава 9. Модуляция и демодуляция в оптико-электронных приборах
туду сигнала несущей частоты постоянной, можно использовать зону малых рассогласований (линейную зону) модуляционной характеристики (см. рис. 7.6, г) для получения информации о координатах излучателя.
