 |
Энергетический расчет локатора, работающего в пассивном режиме
|
|
|
|
Проведем энергетический расчет локатора, работающего в пассивном режиме. В этом случае объект подсвечивается Солнцем, которое создает около Земли и ее искусственных спутников поверхностную яркость B=4.9 стб. Тогда величине поверхностной яркости диффузно отраженного (
) от объекта (спутника) излучения 
стб соответствуют яркости объекта в видимых звездных величинах 
, в зависимости от дальности до объекта и его ракурса, 
. Средняя интенсивность оптического излучения на апертуре может быть оценена по эмпирической формуле
[Вт/м2 ], (10)
где m – видимая звездная величина.
Ширина полосы входного фильтра обычно удовлетворяет соотношению
.
Длина волны 
| 0.53 мкм |
Отношение 
| 8; 16; 32 |
Размерность ПЗС - камеры 
| 128×128 пикселей |
Шумы считывания 
| 5 фотоотсчетов на пиксель |
Диаметр апертуры 
| 1.3 м |
Время экспозиции 
| 20 млс |
Квантовая эффективность 
| 0.1 |
Поле зрения приемника 
| 
|
1. Рассчитать по формуле (4) 
для различных звездных величин и свести в таблицу
|
| 0 | 1 | 2 | … |
|
|
Из таблицы определить граничное значение , при котором выполняется критерий (9).
2. Для дневных и ночных условий определить число фоновых фотоотсчетов 
, рассчитанные по формуле (7). Спектральная лучистость ночного (сумеречного) неба 
. Спектральная лучистость дневного неба при незамутненной атмосфере - 
.
3. Для ночных (сумеречных) условий наблюдения построить графики 
для =8; 16 и 32. Отношение с/ш вычисляется по формуле (6) при 
.
4. Построить графики для дневных условий для =8; 16 и 32.
5. Используя построенные графики, определить основные ограничения на работу оптического локатора в различных условиях. (Под основными ограничениями будем понимать выполнение условий (8) и (9)).
|
|
|
Энергетический расчет локатора в активном режиме
Рассмотрим теперь энергетический расчет лазерного локатора в активном режиме. В этом случае число фоновых фотоотсчетов также рассчитывается по формуле (7), а для расчета числа сигнальных фотоотсчетов должна быть использована основная формула лазерной локации. Применительно к наблюдению диффузного объекта в лазерной локации она имеет вид (см. Приложение 1)
, (11)
где 
- импульсная мощность передающего устройства;
- мощность принимаемого сигнала в плоскости приемника;
- ЭПР цели;
- площадь цели;
- коэффициент диффузного отражения;
- расходимость излучения на выходе передающей оптической
системы;
- дальность до цели.
С учетом (11) для числа сигнальных фотоотсчетов получаем следующее выражение
, (12)
где 
- энергия излучения в импульсе;
- размер цели;
- длительность импульса излучения.
Длина волны 
| 0.53 мкм |
| Энергия излучения в импульсе
| 20 Дж |
| Шумы считывания
| 5 фотоотсчетов на пиксель |
| Диаметр апертуры
| 1.3 м |
Длительность импульса 
| 30 нс |
| Квантовая эффективность
| 0.1 |
Расходимость излучения 
| 10-4 рад |
| Коэффициент диффузного отражения
| 0.1 |
| Размер цели
| 10 м |
1. Для различных дальностей до цели рассчитать требуемые уровни энергии излучения, необходимые для выполнения условия (9).
| R, км | 300 | 500 | 800 | 1000 | 1500 |
| , Дж
|
2. Для дневных и ночных условий определить число фоновых фотоотсчетов . Спектральная лучистость ночного (сумеречного) неба 
. Спектральная лучистость дневного неба при незамутненной атмосфере - 
.
3. Для дневных и ночных условий построить графики 
для 
=8; 16 и 32. 
=20 Дж.
|
|
|
4. Определить граничную дальность, при которой выполняется условие (8). =20 Дж.
5. Используя графики, определить основные ограничения на работу лазерного локатора.
Приложение 1
|
|
|
