Схема лазерной локационной системы

Атмосферные РОС в диапазонах инфракрасного и оптического излучения аналогичны по особенностям своего применения системам РТС ближнего действия из-за большого молекулярного поглощения и гидрометеорного ослабления излучения в атмосфере. При наличии облачности или туманов дальность действия этих систем может достигать лишь нескольких десятков метров. Однако, в условиях чистой и прозрачной атмосферы возможен приём сигналов на больших расстояниях, например, прием сигналов, рассеянных неоднородностями стратосферы, возможен на расстоянии 50–70 км. Атмосферные РОС используются в основном для связи и локации объектов. Структурная схема такой РОС была приведена на рис.7.1.

Оптической локацией называется область техники, занимающаяся обнаружением объектов, определением координат объектов и их распознаванием. При использовании лазеров точность определения угловых координат составляет 1΄, а разрешающая способность в несколько сантиметров. Методы обнаружения объектов и определение их координат принципиально подобны тем, что применяются в радиолокации. Однако, лазерное излучение позволяет использовать физические явления, отличные от тех, которые используются для построения нелазерных оптических систем и РЛС.

Так, монохроматичность излучения позволяет обнаружить малоконтрастные для обычных оптических приборов цели, имеющие одинаковую с фоном окраску, но отличающиеся от фона шероховатостью поверхности. Используя ультрафиолетовую область спектра, можно обнаружить и распознать цели, люминесцирующие под действием мощного лазерного излучения.

Лазерные локационные системы применяются для стыковки космических кораблей, для дистанционного зондирования атмосферы, стратосферы и морской поверхности. В частности, использование лазеров с длинами волн 0,47…0,55 мкм позволяет строить бортовые системы для поиска подводных объектов. Обнаруживаются объекты диаметром 10 м на глубине 120 м с высоты 1,5 км при скорости 150 км/ч (с вертолёта). Сигнал, отражённый от поверхности воды, значительно сильнее сигнала от подводного объекта, однако он деполяризован в отличие от сигнала от объекта, поэтому для выделения полезного сигнала используется поляризационный фильтр.

Широко используются лазеры для управления оружием. Созданы лазерные целеуказатели, например, на вертолётах для управления ПТУРСами. Используются лазеры с λ = 1,06 мкм и λ = 1,63 мкм. Во многих случаях РОС и РТС применяются в комплексе.

На рис.7.1 приведена функциональная схема лазерной локационной системы, работающей на волне 10,6 мкм. Схема используется для обнаружения и распознавания объектов в дневное и ночное время.

Лазер 1 мощностью 1 Вт создаёт излучение в непрерывном или импульсном режимах. Для реализации импульсного режима применяют модуляцию добротности резонатора лазера, с помо- щью встроенного в резонатор модулятора. Модуляция добротности производится с частотой 30 кГц. Для передачи и приёма излучения используется один и тот же телескоп 3. Отражённое от цели излучение детектируется в гетеродинном режиме (4– источник гетеродинного излучения) фотодетектором 5. Регистрация сигнала производится и визуально и на магнитном накопителе для последующей обработки на ЭВМ. Информация об изменении амплитуды сигнала в процессе сканирования используется для формирования изображения объекта, время задержки позволяет определять дальность и формировать трёхмерное изображение.

В лазерной локации применяют в основном те же методы измерения радиальной скорости цели, что и в радиолокации, но точность их выше. Основными методами измерения радиальной скорости (V_r) цели в лазерной локации являются следующие:

–доплеровский, основанный на определении доплеровского сдвига F_д несущей(или поднесущей) частоты отражённого оптического сигнала;

– метод, основанный на дифференцировании дальности до цели r(t) т.е.

(7.1)

Рис.7.1. 1- лазер, 2 – рассеивающая линза, 3 – телескоп, 4 – источник гетеродинного излучения, 5 – фотодетектор, 6 – усилитель, 7-демодулятор, 8- регистрирующее устройство

Согласно этому методу производятся отсчёты значений r в два момента времени – t₁ и t₂: r₁= r(t ₁ ), r₂= r(t ₂ ), и вычисляется скорость

, (7.2)

где .

Дата добавления: 2015-07-11