Расчеты параметров оптической связи

Наиболее важным параметром линии оптической связи является величина мощности, принятой антенной. Ниже приведены основные расчетные соотношения.

В оптической локации также можно ввести понятие эффективной площади рассеяния (ЭПР), принятое в радиолокации. В оптической локации величина ЭПР определяется по формуле

(7.4)

где К_отр – коэффициент отражения поверхности объекта, S_ц – площадь пятна, освещённого лучом лазера (в связи с малой расходимостью лазерного луча может освещаться не весь объект, а небольшое пятно на его поверхности); Ω – телесный угол, в котором сосредоточено оптическое излучение, отраженное целью. В случае диффузного (равномерного по направлениям) рассеяния материала объекта

(7.5)

где θ – угол падения луча на среднюю плоскость.

Рис.7.3. θ – угол падения луча на среднюю плоскость шероховатой

поверхности

Рассчитаем оптическую мощность на выходе приёмной оптики оптического локатора. В радиолокации используется формула

, (7.6)

где G – коэффициент усиления антенны, σ – эффективная площадь рассеяния, λ –длина волны излучения.

В формулу входит G² в связи с тем, что передача и приём радиосигнала производится на одну и ту же антенну. В оптической радиолокации размеры антенн малы, поэтому используются для передачи и приёма сигналов разные антенны. Следовательно, G² заменим на произведение G_прд·G_прм, а G_прм заменим на , где – приёмная площадь приёмной антенны. Тогда

. (7.7)

Телесный угол, занимаемый передающим лучом будем считать равным , где – ширина луча в радианах по уровню половинной мощности. Заменим ( / )^-1 на , тогда получим

. (7.8)

Чтобы учесть потери оптической мощности (потери на отражение от поверхности линз, потери в материале оптических элементов, потери в интерференционных полосовых фильтрах, потери, вызванные неравномерностью амплитудно-фазового распределения в раскрыве приёмной антенны), в формулу для P_пр введём коэффициент К_пот

. (7.9)

На практике значения К_пот заключены в интервале 0,2…0,4.

Отметим, что σ ~ S_ц ~ R² Δθ², поэтому P_пр пропорциональна R^-2, а не R^-4.

Вопросы для самопроверки

1. Устройство лазерной локационной системы

2. Схема лазерной локационной системы

3. Многофункциональная система лазерной локации

4. Лазерные системы управления оружием

5. Лазерные системы связи и стыковки космических аппаратов

6. Способы расчета параметров оптической системы связи

Дата добавления: 2015-07-11