红外探测系统(3)

不同，因此可以用包络的初相角来反映目标的方位。

基准信号的产生有多种方法。

（3）空间滤波

由于红外系统要保证一定的视场，就不可避免地引入背景辐射干扰，如地物、云层的辐射和太阳反射散射等。系统中设置的调制盘可以大大地抑制这些背景干扰，提高系统的信噪比。

若有面积比目标大得多的背景进入视场，则它在调制盘上所成的像会覆盖多个扇形(如图)。

背景不会造成有用信号输出。这就是调制盘的空间滤波作用——抑制大面积背景。

若有面积不甚大的背景出现在上述调制盘边缘区域，如图，

“响尾蛇”AIM－9B导弹所用

则仍可产生调制信号，对目标信号形成干扰。为进一步抑制背景，

改进为“棋盘格”式调制盘。

为提高抗干扰能力，从中心到边缘，“棋盘格”的径向宽度逐渐减小，但各“格”的面积相同。

（4）调制特性分析

红外系统在捕获目标、跟踪目标的过程中，目标像点通常具有一定的偏离量?，目标的偏离量常常以失调角?q表示。失调角?q与有用调制信号u之间的关系曲线称为调制曲线。

OE区域：

目标处于光轴上或处于光轴附近?q很小的区域时，像点透过的面积和不透过的面积几乎相等，调制深度很小，有用信号很小，小于噪声，此时系统输出电压大小取决于噪声值，因而调制曲线出现变化比较平缓的一个区域。

EF区域：

?q继续增加，调制深度也随之迅速增加，有用信号值也增加，

调制曲线出现线性上升区。

FG区域：

?q继续增加，进入棋盘格区。由于该区每一环带宽度随?q增

加逐渐变窄，则调制深度随?q增加显著下降，即有用信号值下降，

调制曲线出现下降区。

像点在跨越径向环带的分界处时，有用信号值将显著下降，因此实际在调制曲线的下降段还会有许多很窄的凹陷区。

? 决定调制曲线形状的因素 1）调制盘本身图案形式的影响

同样的像点，同样的偏离量，调制图案不同时，像点透辐射面积和不透辐射面积也不相同，因而调制深度不相同。调制曲线形状，即盲区大小、线性上升区的宽度和斜率、以及下降区的宽度和斜率等都会发生变化。

2）像点大小及其变化规律的影响

任何一个光学系统，在整个视场内像点的大小和形状都是变化的，它按一定的象差规律变化。因此，当调制盘图案不变，而像点大小随视场角的变化规律不同时，调制曲线形状也不相同。

3）距离的影响

对于给定目标，当目标与系统之间的距离变化时，使得像点大小和像点能量同时发生变化。在距离较远时，能量变化因素的影响较强，像点面积影响较弱，因而随着距离减小，有用信号值的增加是主要的，则调制曲线的斜率增大。当距离很近时，像点面积变大而起的作用占主导地位，使调制深度降低，有用信号减小，调制曲线斜率降低。

3.2光点扫描式调制盘

也称圆锥扫描式调制盘。工作时，光点扫描式调制盘本身不

动，由光学系统的专用机构（偏轴次镜或光楔）旋转做圆锥扫描，使目标像点在调制盘上做圆周运动，得到一光点扫描圆，被调制盘所斩割，输出调制信号,如图所示。

下图为光点扫描式调幅调制盘的一种图案。里面的图案是根据空间滤波的考虑设计的，故各环带上的黑白面积应尽量相等；外圈三角形的数目根据所选择的载波频率和光点扫描频率来确定。

“尾刺”地空导弹所用

（1）误差信号的产生

如上图，当目标位于A、B、C时，经过滤波后得到如下图的波形：

目标在光轴时，输出为等幅波，此时包络信号为零，没有交流部分，即无有用信号输出。

目标偏离光轴时，由调制盘出射的光脉冲包络信号不为零，即产生了误差信号。

? 误差信号来源

a.像点调制深度的影响

假定像点大小不变，像点上能量均匀分布。如图，当像点从三角形中部移向根部时，调制深度增加，则载波信号电压幅值增加；移向尖部时，调制深度减小，载波信号电压幅值减小。

b.载波波形的影响

假定各点的调制深度D都相同， A、B、C各点对应的像斑能量密度不同——由A至C逐渐减小,如图所示。

由此可见，各点的波形不同。由于波形不同，其载波基波分量的幅值也不相同，经滤波后，载波的幅值就不相同。显然，像点从三角形中部移向根部时，波形从梯形波变成三角波，载波电压幅值增加；像点移向三角形尖部时，从梯形波变成间隔更小的

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(3)在线全文阅读。