Обобщенная и структурная схемы лазерного локатора
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
емной оптической системы
В биаксиалъной системе лазерный пучок входит в поле зрения приемника только на некотором, заранее определенном расстоянии (рис.6). Такая схема расположения оптических осей источника излучения и приемника позволяет избежать насыщения фотодетектора приемника, вызванного обратным рассеянием излучения (на атмосферном аэрозоле) в ближней зоне локатора.
Рис.6. Моностатический лазерный локатор с биаксиалъной конфигурацией оптических осей
1.3 Объекты локации
Объекты локации чрезвычайно разнообразны и определяются задачами, для которых предназначены конкретные ЛЛС. Объектами - локации могут быть:
участки земной или морской поверхности (например, для лазерных дальномеров или бортовых лазерных высотомеров, установленных на авиационных или космических носителях);
ИСЗ, Луна (для ЛЛС, установленных, например, на поверхности Земли или на борту космических аппаратов), планеты Солнечной системы (для ЛЛС, установленных на борту космических аппаратов, запущенных к этим планетам);
различные искусственные объекты сложной формы (например, для лазерных систем наведения - самолеты, вертолеты, корабли, автомашины объекты военной техники, здания и различные сооружения);
специально установленные диффузные, зеркальные или уголковые отражатели (для лазерных локационных измерительных систем различного назначения, например, для лазерных систем дальнометрии) и т.п.
Характер отражения от объектов локации чрезвычайно различен и может меняться от зеркального (зеркальный отражатель, гладкая водная поверхность при штиле) до диффузного (диффузный отражатель, многие земные поверхности).
Объекты локации бывают стационарные (специально установленные отражатели), передвижные (машины, самолеты, ракеты, ИСЗ), плоские (диффузный, зеркальный отражатель) или неровные (искусственные объекты сложные формы, земная и морская поверхности), могут случайно изменять свою форму во времени и в пространстве (морская поверхность), могут зависеть от сезонных и погодных условий (земная и морская поверхности). Размеры объектов локации также чрезвычайно разнообразны: лазерное пятно подсвета может полностью укладываться на объект локации (объект локации много больше лазерного пятна - как, например, при локации земной или морской поверхности, объекта с большими размерами), и лазерное пятно подсвета может быть много больше объекта локации (например, при локации небольшого отражателя).
Лазерный сигнал, отраженный от объекта локации, представляет собой в общем случае случайное излучение, зависящее от многих факторов:
размеров объекта локации;
свойств поверхности объекта локации (характеристик неровностей поверхности объекта, оптических параметров материала);
ориентации объекта по отношению к направлению на источник и приемник излучения;
длины волны лазерного излучения, его временной и пространственной когерентности и т.п.
Для оценки работоспособности ЛЛС необходимо располагать статистическими характеристиками лазерного сигнала и помех, поступающих на вход фотоприемного устройства. Характеристики объекта локации являются исходными данными для расчета средних энергетических и статистических характеристик отраженного лазерного сигнала.
1.4 Оптические помехи
В ЛЛС прием сигнала всегда осуществляется на фоне шума, который можно разделить на внешний и внутренний.
Внешние шумы для большинства ЛЛС в основном обусловлены влиянием помехи, вызванной обратным рассеянием лазерного излучения в земной атмосфере и фоновыми помехами. Помеха обратного рассеяния возникает в результате обратного объемного рассеяния лазерного пучка подсвета в толще атмосферы. К фоновым помехам относят помехи, которые не связаны с излучением источника лазерного локатора, а существуют независимо от наличия, лазерного сигнала. К ним можно отнести прямое солнечное излучение и фоновое излучение, обусловленное рассеянием солнечного излучения в земной атмосфере и на земной поверхности. Эти помехи во многих случаях являются определяющими при работе локатора в дневное время.
Внутренние шумы обусловлены шумами фотоприемника и шумами усилительного устройства.
Если лазерный локатор работает в атмосфере, то необходимо учитывать не только помехи атмосферного происхождения, но и явления, происходящие при прохождении лазерного излучения через атмосферу. Последние разделяют на несколько групп, каждую из которых можно рассматривать самостоятельно и учитывать в зависимости от конкретных условий работы локатора. К таким явлениям следует отнести:
ослабление и рассеяние лазерного излучения из-за наличия в атмосфере поглощающих газов и аэрозольных частиц;
искажения лазерного пучка, вызванные турбулентностью атмосферы;
различные нелинейные эффекты.
Нелинейные эффекты затрудняют лазерные измерения и вносят случайные и систематические ошибки, сложным образом зависящие от длины волны излучения, параметров лазерного источника и приемника, схемы локации, длины трассы распространения излучения, метеорологических условий и др.
1.5 Структурная схема лазерного локатора
Структурные схемы лазерных локаторов, используемых для различных задач, имеют много общего. Основными блоками, характерными для любого лазерного локатора, являются:
лазерное передающее устройство;
оптико-электронное приемное устройство;
<