Презентация Физические основы оптической локации онлайн

Содержание слайда: Физические основы оптической локации

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Высокое пространственное разрешение, свойственное оптическим сигналам, позволяет успешнее, чем в радиодиапазоне, распознавать наблюдаемые объекты и формировать изображение просматриваемого пространства. ОЛС присущи следующие особенности, которые нужно учитывать при выборе частотного диапазона проектируемой локационной системы:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Основными областями применения ОЛС являются: 1) мехатроника и робототехника; 2) аэрокосмические системы; 3) геодезия, картография, строительное и горное дело; 4) траекторные измерения космических объектов в системах Земля—Космос и космических комплексах (сближение, стыковка); 5) калибровка радиолокационных измерителей; 6) получение метеоинформации; 7) управление оружием.

Содержание слайда: Из активных, пассивных и комбинированных режимов работы локационных систем для ОЛС наиболее характерным является активный режим, при котором источник зондирующего сигнала и приемник отраженного излучения пространственно совмещены.

Содержание слайда: Структурная схема ОЛС в общем виде представлена на рисунке 1 В ее состав входят источник и приемник излучения, оптическая система (ОС), формирующая излучаемый в направлении цели световой пучок и собирающая отраженное объектом излучение, система обработки и наведения, осуществляющая оценивание координат цели и их автоматическое сопровождение.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Рассмотрим подробнее элементы структурной схемы ОЛС. Источник излучения — лазерный передатчик (ЛП) — служит для создания зондирующего сигнала с требуемыми характеристиками, он работает в импульсном или непрерывном режиме. Для формирования диаграммы направленности (ДН), обеспечивающей концентрацию излучаемой энергии в узком пучке, применяется оптическая система (рисунок 2), состоящая из двух линз: окуляра 1 и объектива 2, фокальные плоскости которых совмещены. Такая система, называемая коллимирующей, позволяет уменьшить расходимость исходного пучка в к раз, где k=f1/f2; фокусные расстояния объектива и окуляра.

Содержание слайда: Для наведения лазерного луча на цель или сканирования используют систему поворотных зеркал и призм или устройства, основанные на эффекте преломления луча в оптически неоднородной среде, в которой изменение показателя преломления создается управляющим напряжением.

Содержание слайда: Излучаемые оптические сигналы, распространяясь через атмосферу или другую среду, претерпевают изменения, которые обусловлены тремя основными явлениями: поглощением, рассеянием и турбулентностью.

Содержание слайда: Поглощение и рассеяние определяют среднее затухание оптического сигнала и относительно медленные флуктуации, вызванные изменением метеоусловий. С турбулентностью связаны быстрые изменения поля, имеющие место при любой погоде. Турбулентность делает характеристики среды распространения случайными, вследствие чего проиходит расширение диаметра светового пучка; его амплитуда, фаза, поляризация и угол падения флуктуируют.

Содержание слайда: При взаимодействии лазерного пучка с отражающей поверхностью цели возникает вторичное излучение, характер которого зависит от свойств зондирующего луча и особенностей цели (состояние поверхности, характер движения). В зависимости от состояния отражающей поверхности различают зеркальное и диффузное отражения. При зеркальном отражении вторичное излучение формируется по законам геометрической оптики.

Содержание слайда: Вместе с полезным сигналом на входе оптической приемной системы присутствует световой фон, создаваемый рассеянным в атмосфере солнечным излучением, свечением звездного неба, а также излучением, отраженным от различных посторонних объектов, оказавшихся в поле зрения приемной системы ОЛС. Фоновая помеха представляет собой случайное гауссовское поле, которое, как и нормальный случайный процесс, можно полностью описать средним значением и корреляционной функцией

Содержание слайда: . Так как для оптических полей среднее значение напряженности , где r — радиус-вектор, определяющий положение точки в плоскости наблюдения; t — время, то корреляционная функция может быть записана в виде

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: При работе ОЛС в сильно замутненной среде (туман, вода) -основным видом помехи является обратное рассеяние излучения передатчика — так называемая помеха обратного рассеяния. Характер этой помехи зависит как от оптических характеристик среды, так и от параметров излучаемого сигнала.

Содержание слайда: Кроме внешних помех при проектировании ОЛС необходимо учитывать внутренние шумы, возникающие при преобразовании оптического сигнала в электрический. Связанный с ними ток, возникающий на выходе преобразователя при отсутствии светового сигнала на входе, называют темновым.

Содержание слайда: Часть отраженного от цели излучения вместе с внешними помехами попадает на входную апертуру оптического приемного устройства (ОПУ), состоящего из оптической приемной антенны, светофильтра и фотоприемника. В ОПУ применяют линзовые, отражательные и смешанные антенные устройства. Среди линзовых антенн наиболее распространенной является телескопическая система, изображенная на рисунке 3.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: