Страница:Кривицкий Б.Х. Справочник по радиоэлектронным системам. Том 2.djvu/271

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


270

СИСТЕМЫ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА

[Разд. 9

Вследствие высокой аппаратурной разрешающей способности оптических локаторов (обусловленной узкими диаграммами направленности антенн и малой ‘длительностью зондирующих импульсов), как правило, определение координат производят с точностью до размеров объема разрешения, не измеряя положения цели внутри него. В этом случае энергетический потенциал системы определяет режим обнаружения.

Энергия излучения Ей при обнаружении «точечной» цели с эффективной отражающей поверхностью 0 на расстоянии г в секторе обзора, ограниченном телесным углом Q, находят из соотношения

(9-7)

где А — площадь раскрыва приемной оптики; т)к — к. п. д. приемной оптики, учитывающий потери в оптической системе; Еп — энергия порогового сигнала; а — коэффициент ослабления излучения в атмосфере.

Если размеры цели больше размеров сечения пучка излучения в районе цели (такой случай является типичным при измерении дальности до визуально наблюдаемых целей), энергию излучения определяют по ф-ле:

(9-8)

Здесь р — коэффициент отражения

(альбедо) цели.

Площадь раскрыва А приемной оптики выбирают из конструктивных соображений. Коэффициент полезного действия приемной оптики с учетом потерь в интерференционном фильтре, стоящем на входе приемника, обычно лежит в пределах Г1к = =30-^50%.

Значение эффективной отражающей поверхности а зависит от размеров, характера цели и используемой длины волны. Для большинства целей по порядку величины она совпадает со значением 0 в радиодиапазоне. Коэффициент отражения р, как и 0, связан с характером цели. Значение р для длин волн используемых в настоящее время лазеров лежит в пределах 0,2—0,9 [16].

Энергия порогового сигнала Еп зависит от заданной надежности обнаружения (заданных значений вероятности правильного обнаружения и вероятности ложной тревоги), типа используемого приемника, рабочей длины волны, характера и интенсивности шумов.

В большинстве случаев (за исключением тех, когда необходимо измерять допле- ровский сдвиг частот) в локационных устройствах применяют приемники с непосредственным фотодетектированием. Для длин волн, лежащих в видимом и ближнем. ИК диапазонах, основным физическим эффектом, используемым для регистрации сигнала, является внешней фотоэффект.

При этом первичным наблюдаемым сигналом является последовательность эмиттиро- ванных с поверхности фотокатода фотоэлектронов. Она характеризуется распределением рп (ть ..., Тп) для числа п и моментов появления Тг. В средней ИК области используют внутренний фотоэффект и наблюдаемым сигналом являются переходы электронов из валентцой зоны в зону проводимости.

Эмиттированным фотоэлектронам или актам переходов на выходе фотоприемников соответствуют последовательности одноэлектронных импульсов, имеющих тот же закон распределения.

Если акты испускания фотоэлектронов статистически независимы, распределение рп (ть ..., тп) для последовательности (потока) фотоэлектронов будет пуассонов- ским [3, 15]

Через v(t) обозначено число фотоэлектронов, испускаемых в единицу времени (вероятность эмиссии в единицу времени). При этом v(t) пропорционально интенсивности приходящего сигнала.

Пуассоновское распределение для последовательности фотоэлектронов соответствует либо электромагнитным полям постоянной интенсйвности, либо слабым полям, для которых интервал между появлением соседних фотоэлектронов велик по сравнению с временем корреляции флуктуаций интенсивности.

Распределение рп (ть ..., %п) для потока, вызванного излучением с флуктуациями интенсивности, может быть получено усреднением пуассоновского распределения по всем возможным реализациям v(£)- *

Для случая медленных и быстрых флуктуаций интенсивности проходящего сигнала (среднего числа фотонов) могут быть получены относительно простые выражения для распределений потока фотоэлектронов. При медленных флуктуациях

При быстрых флуктуациях

Для числа фотоэлектронов' это будут соответственно распределения Бозе — Эйнштейна и отрицательно-биномиальное. В от