红外探测系统(2)

声干扰中更多地提取有用的信息，红外系统必须根据合适的检测准则，确定系统的最佳检测方式及相应的具体系统结构。

一定的检测方式，要求与之相应的确定的信号形式，在设有调制盘的系统中，调制盘的型式决定了系统的信号形式。因此，通过调制盘图案的设计及扫描方式的选择，可以给出满足最佳检测方式所要求的信号形式，从而提高了系统的检测性能。

1.3目标与像点的位置关系

目标经光学系统成像，见图，物平面上的一点T对应着象平面上一个确定点T?。

目标T和像点T?在物平面和象平面上的位置，用极坐标表示，分别为(?T,?T)和(?,?)。望远光学系统的象平面位于焦平面上，则

??f??tg?q????T

f?为光学系统的像方焦距；

?? 4－1 ???为x?o?y?平面内像点T至o点距离，称为像点偏离量；

?为像点方位角；

它是视线To??与光轴o?o的夹角，它的大小反映了?q为失调角，目标偏离光轴的大小。

像点的位置(?,?)反映了目标偏离光轴的大小和方位。

1.4调制盘的分类

按照扫描方式可分为旋转式、圆锥扫描式和圆周平移式三类。 ? 旋转式调制盘

调制盘本身以一定的角速度旋转运动。当目标位置—定时，像点在调制盘上的位置就固定不动。目标位置变化，像点在调制盘上的位置亦发生相应的变化，调制盘输出包含了目标方位信息并进行了空间滤波。

? 圆锥扫描调制盘

调制盘不动，光学系统的扫描机构运动，使得当目标在空间某位置时，光点（即日标像点）在调制盘上以—定的频率做圆周运动，其轨迹为一中心在不同位置的圆，即扫描圆。

? 圆周平移调制盘

调制盘不旋转，调制盘中心绕光学系统中心做同圆周平移。调制盘平移—周，光点在调制盘上扫出一个圆，该圆偏离调制盘中心的大小和方向，与目标偏离光轴的大小和方向相对应。

调制盘按照调制方式来分，上述每一类又可分为调幅式、调频式、调相式和脉冲编码式四种。

2、结构组成

采用调制盘作为位置编码器的方位探测系统，其结构组成原理如图所示：

这种方位深测系统各部分的结构型式，都与调制盘的类型有关。

3、调幅式调制盘系统 3.1日出式调制盘

日出式调制盘是调幅调制盘中较简单的一种，其图案形式如图所示。上半圆为目标调制区，下半圆为半透区。

调制盘置于光学系统的焦平面上，调制盘中心O位于光轴上，调制盘绕中心O转动。

假定像点位于图（a）中的M点不动，若像点的大小比扇形条尺寸小得多，就形成了如图（b）所示的脉冲信号波形。

（1）调制信号与像点偏离量的关系

如果不能忽略像点的大小，像点由调制盘中心向外移动时，如图所示，在位置A、B、C时，得到不同脉冲信号。

像点由中心向外作径向移动时，出现幅度调制。根据调制盘输出辐射功率脉冲的大小，就可以确定像点的径向位置。

? 调制深度D

如图所示，像点M的偏离量为?，方位角为?。像点上辐射照度均匀分布，像点总面积为S，像点上一部分辐射功率F1透过调制盘，其面积为S1；像点上一部分辐射功率F2不能透过调制盘，其面积为S2。F1与S1成正比，而F2与S2成正比。

当调制盘旋转时，透过调制盘的辐射功率就在F1与F2之间周期性地变化。此时调制盘输出的有用的调制信号应为F1?F2，它与S1?S2成正比。

为了表示像点辐射功率被调制的程度，特引入调制深度D的

概念，表征目标辐射通量中被调制部分所占的比例，表示为

D?F1?F2F

式中，F为像点总功率，它与像点的总面积成正比。

说明：

假定目标像点的面积S不变，则随着像点偏离量?增大，调制深度D将逐渐增大，此时，调制信号的幅值也逐渐增大。反之，当?减少时，D值也将减少，调制信号的幅值也减少。即D?可以用有用调制信号的幅值来表示像点偏移量的大小。

若像点的面积为变值，则调制深度D将随着?及S两个参数变化，即

D?f(?,S)

f(?)。

像点面积实际上在整个视场范围内是变化的，如果能控制像点的面积S使其随偏离量按一定规律变化，如S?g(?)，则

D?f[?,g(?)]

（2）调制信号与像点在调制盘上的方位角之间的关系。 日出式调制盘，图案有明显的分界线，令这一分界线Ox为起始坐标线，见图所示。

当日标像点偏离Ox不同方位角时，所得调制波包络的初相角

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库红外探测系统(2)在线全文阅读。