Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Общие сведения. Оптическая разведка является одним из эффективных видов технической разведки, способной оперативно решать разнообразные задачи




ОПТИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА

 

 

Оптическая разведка является одним из эффективных видов технической разведки, способной оперативно решать разнообразные задачи. Одним из достоинств оптической разведки является высокая скрытность, так как в большинстве случаев анализируется сигнал собственных излучений (или переотражений естественного света) разведываемых объектов. Использование, при ведении разведки, лазерных, активных систем, в силу острой направленности зондирующего луча, также трудно обнаруживается.

В предложенной классификации разделяется на визуально-оптическую, фотографическую, фототелевизионную, телевизионную, инфракрасную и лазерную. К оптической, рассматриваемые разведки были отнесены для удобства усвоения материала с учетом физической природы используемых для ведения разведки электромагнитных волн оптического диапазона.

В ряде случаев при ведении разведки в оптическом диапазоне в качестве входных (приемных) устройств используются традиционные линзовые системы, в ряде случаев это могут быть радиоэлементы типа фотодиодов, фоторезисторов и т.п., реагирующих на световое излучение.

Содержанием разведки в оптическом диапазоне может быть визуализация объектов, разведки (при непосредственном наблюдении, фотографировании, фото- и киносъемке), так и обнаружение объектов по характеру собственных или отраженных излучений.

Разведка в ИК диапазоне ведется путем приема и анализа электромагнитных волн инфракрасного диапазона (тепловое излучение), излучаемых или отраженных объектами и предметами окружающей среды. Обнаружение целей и слежение за ними может вестись при условии, что цель обладает температурным контрастом на окружающем ее фоне.

Средства ИК разведки, обеспечивая высокую скрытность работы и большую точность измерений, позволяют обнаруживать объекты разведки в условиях плохой видимости, ночью, а также вести разведку объектов, замаскированных от визуального наблюдения и фотографирования. Средства наблюдения имеют сравнительно малую дальность (в случаях обзорного наблюдения 1000 м, а при установке длиннофокусного объектива до 7000 м) из-за значительного поглощения энергии при ее распространении. Дальность действия аппаратуры теплопеленгации (при слежении за тепловыми целями - сопло ракеты) до 3000 км со средней квадратической ошибкой измерения координат объектов 50-100 м.

Средства разведки в видимом и ИК диапазонах устанавливаются на большинстве самолетов разведчиков, а относительно небольшие габариты некоторых образцов разведывательной аппаратуры допускают скрытое их размещение на самолетах гражданской авиации. Аппаратура оптической разведки позволяет производить запись и оперативное отображение развединформации на борту самолета и передачу ее по радиоканалу на наземные пункты.

 

3.1.1. Общие сведения об оптических линзовых системах

Назначением линзовых оптических приборов является получение на экране или светочувствительных устройствах (глаз, фотопленка и др.) четких изображений удаленных крупных предметов, близких мелких предметов, мелких деталей близких крупных предметов, нормальных предметов в глазу с аномальными оптическими свойствами, предметов, спроектированных на большие экраны. В соответствии с этим оптические приборы подразделяются на зрительные трубы (телескопы, перископы, бинокли и т.п.), лупы и микроскопы, очки, проекционные аппараты.

Разрешающая способность - способность зрительной системы различать мелкие детали. Разрешающая способность глаза ограничена зернистым строением сетчатки, а также дифракцией света на зрачке и характеризуется тем минимальным углом δ между лучами, в пределах которого глаз еще наблюдает две отдельные точки раздельно. Этот угол носит название разрешаемого угла и выражается в угловых минутах (для усредненных характеристик глаза принимается δ = 1′). Величина обратная разрешаемому углу называется разрешающей способностью. Разрешающая способность слоя фотоэмульсии, например, лимитируется размерами зерен и рассеянием света, связанным с сильным различием показателей преломления веществ входящих в ее состав.

Оптические приборы увеличивают угол зрения для изображения по сравнению с углом зрения, соответствующим рассматриваемому предмету, тем самым, обеспечивая наблюдение рассматриваемого объекта в пределах разрешающей способности зрения человека, либо слоя фотоэмульсии и др. Увеличение оптического прибора, где φ п и φ и – соответственно углы зрения для предмета и его изображения.

Разрешающая способность снижается по мере удаления от центральной части зрительной системы, при уменьшении яркости объекта и контрастности между деталями и фоном изображения. Ограничение угла раскрытия пучков света от предмета, необходимое для получения достаточно четкого изображения, осуществляется с помощью диафрагмы. Роль диафрагмы может играть круглое отверстие в непрозрачном экране, либо оправа одной из линз системы.

В соответствии с критерием Рэлея наименьшее угловое расстояние между двумя удаленными точечными источниками, изображение которых в объективе телескопа или зрительной трубы можно еще считать раздельными, равно , где λ – длина волны света, d - диаметр входного зрачка. Величину R 0 = 1/δφ называют разрешающей способностью объектива.

Разрешающую способность всей оптической системы, зависящую также от разрешающей способности приемника (глаза, фотоэмульсии и т.д.), приближенно можно считать: 1/ R оп = 1/ R о + 1/ R п.

Указанное значение разрешающей способности оптической (телескопической) системы теоретически является предельным. Практически оно всегда меньше вследствие влияния аберраций (искажения изображения, обусловленные явлением дисперсии, т.е. различного показателя преломления, света в линзах оптической системы при использовании белого света), возникающих в оптических системах приборов, а также отсутствия идеального контраста между объектом и окружающим его фоном. Разрешающая способность глаза, кроме того, уменьшается при недостаточной освещенности объекта.

Оптические приборы можно использовать за пределами их разрешающей способности, но уже не столько для установления точной формы или деталей наблюдаемых объектов, сколько для обнаружения этих объектов и наблюдения за их движением.

Телескоп (зрительная труба, перископ и т.п.) - представляет собой комбинацию двух оптических систем (из одной или нескольких линз) – объектива и окуляра. Действительное уменьшенное перевернутое изображение удаленного предмета рассматривается через окуляр как лупу. Для этого передняя фокальная плоскость окуляра совмещается с задней фокальной плоскостью объектива (телескопическая система).

 

 

 

Увеличение телескопической системы N = f 1 / f 2, где f 1 и f 2 - фокусные расстояния объектива и окуляра.

В зрительных трубах, предназначенных для рассмотрения удаленных наземных предметов, вводится еще одна оптическая система. Эта система осуществляет преобразование перевернутого изображения предмета в прямое.

Диаметр входного зрачка зрительных труб и телескопов не должен превосходить диаметра d 0 зрачка глаза (d 0 ≈ 6÷8 мм при ночных наблюдениях и d 0 ≈ 2÷3 мм при дневных наблюдениях), так как в противном случае часть света, прошедшего через оптическую систему, не попадет в глаз наблюдателя. Оптимальное соотношение между диаметрами d 1 и d 2 объектива и окуляра телескопической системы: d 1/ d2 = f 1 / f 2 = N, где d 2d 0. В этом случае диаметры входного и выходного зрачков равны соответственно d 1 и d 2. Верхний предел увеличения N телескопа с заданным объективом лимитируется дифракцией на выходном зрачке, диаметр которого поэтому не должен быть меньше 1 мм.

 

3.1.2. Сущность излучения объектов в инфракрасном диапазоне. Электроннооптические преобразователи.

Любые процессы, происходящие в природе и человеческой деятельности, сопровождаются поглощением и выделением тепла, изменяя внутреннюю энергию тела, которая в состоянии термодинамического равновесия пропорциональна температуре вещества. В результате этого поверхности физических тел приобретают специфическое температурное распределение. Основным путем реализации тепловизионного метода контроля является создание аппаратных средств, обеспечивающих преобразование температурного распределения или инфракрасного излучения в видимое изображение, являющееся высшей формой получения, хранения и передачи информации.

Реализация возможностей тепловизионного метода контроля, обеспечивающего решение проблем «ночного видения», обнаружения скрытых или замаскированных объектов или осуществления поисковых мероприятий в сложных метеоусловиях обусловила создание широкого спектра тепловизионных разведывательных аппаратурных средств: портативных, мобильных, стационарных.

Рабочий диапазон спектральной чувствительности тепловизионной аппаратуры определяется обоснованным выбором одной из зон: 3…5,5мкм и 8…14мкм, соответствующих окнам прозрачности атмосферы и максимальной излучательной способности наблюдаемых объектов в наиболее часто используемом температурном диапазоне от –50 до + 500°С.

Ослабление электромагнитных волн в атмосфере обуславливается рассеянием и поглощением энергии излучения. Рассеяние влияет наиболее заметно на видимую область спектра, а поглощение – на ультрафиолетовую и инфракрасную.

 

 

 


 

Молекулярное поглощение излучения в атмосфере объясняется тем, что уровни энергии колебательных и вращательных движений молекул воды, углекислого газа, озона и других входящих в состав атмосферы газов расположены в области частот оптического диапазона.

На первом рисунке представлена зависимость коэффициента пропускания для чистой атмосферы от длины волны, а на втором рисунке показано изменение поглощения 1/τ от λ для высот Н =0 и 11 км. Как видно, имеется несколько сравнительно узких областей («окон») прозрачности: диапазон видимого света, а также участки инфракрасного диапазона с длинами волн 0,95…1,05; 1,15…1,35;1,5…1,8; 2,1…2,4; 3,3…4,2; 4,5…5,1; 8…13 мкм. С увеличением высоты Н ширина полос пропускания «окон» атмосферы увеличивается.

Распространение в пространстве и внутренний обмен тепловой энергией могут осуществляться радиационным излучением, конвекцией и теплопроводностью, при этом во всех случаях интенсивность процессов возрастает с увеличением абсолютного значения температуры.

При дистанционной оценке степени теплового состояния энергонасыщенных объектов (или наблюдении в плохих погодных условиях на фоне стационарных тепловых помех) регистрируется изменение интенсивности собственного излучения.

 


 

На рисунке показана схема простейшего (без электростатической фокусировки) вакуумного электроннооптического преобразователя (ЭОП), так называют приборы, предназначенные для преобразования невидимого изображения предмета, создаваемого на фотокатоде с помощью инфракрасных лучей, в электронное изображение, а затем в видимое изображение, получаемое на флуоресцирующем экране.

В приборе имеется серебряно-кислородно-цезиевый фотокатод, анод (флуоресцирующий экран). В более сложных ЭОП имеются дополнительные электроды, являющиеся электростатическими линзами. Создаваемое ими поле ускоряет электроны и фокусирует электронные лучи, создавая достаточно четкое изображение на экране.

Электроннооптические преобразователи с электростатической фокусировкой обладают рядом достоинств: они создают малый кружок рассеяния в изображаемой на экране точке, в результате чего обеспечивается высокая разрешающая способность прибора (до 30-40 лин/мм, как у хороших фотообъективов); в таких ЭОП имеется возможность применять высокие ускоряющие разности потенциалов (до 20 кВ) без опасности возникновения самопроизвольной электронной эмиссии с катода, что позволяет создавать более высокую яркость изображения на флуоресцирующем экране, которая возрастает с увеличением кинетической энергии электронов, бомбардирующих экран; создается возможность получать различные электроннооптические увеличения в приборе (например, меньшие единицы) и благодаря этому, а также используя ускорение электронов, получать на экране изображения с более высокой яркостью, чем у наблюдаемых объектов (что является принципиально невозможным в оптике световых лучей).

Спектральная чувствительность ЭОП определяется свойствами применяемого в них катода. Пример приведен на рисунке.

 
 

 

 


 

Как видно из приведенного графика диапазон наилучшей чувствительности рассматриваемого фотокатода совпадает с одним из «окон» прозрачности атмосферы, поэтому ЭОП с таким фотокатодом является типичным приемником для коротковолновых ИК излучений (0,8…!.2 мкм) и используется почти во всех электроннооптических приборах наблюдения.

Можно отметить, что яркость изображения может быть сильно повышена путем использования каскадов ЭОП, т.е. передачи излучения флуоресцирующего экрана первого ЭОП на фотокатод следующего ЭОП и т.п.

Питание ЭОП осуществляется от аккумуляторов постоянного тока, включенных в цепь умножителей напряжения. Расход энергии при этом ничтожно мал (ток через ЭОП не превышает 10ˉ 8…10ˉ9 А).

 

3.2. Визуально-оптическая разведка

 

Визуально- оптическаяразведка ведется путем наблюдения за объектами и местностью с помощью различных увеличительных оптических или усиливающих яркость изображения приборов видимого и ИК диапазона (биноклей, стереотруб, перископов, приборов ночного видения, тепловизоров и т.п.). К визуально оптической разведке можно отнести наблюдение с помощью так называемых фаиндоскопов. Когда возможно, с использованием тонкого световода, проникновение через небольшие отверстия и щели в ограждающих поверхностях к объекту разведки (помещение, замочная скважина сейфа и т.п.) с целью визуального наблюдения или фотографирования.

 

3.3 Фотографическая и фототелевизионная разведки

 

Фотографическая разведка добывает документальные данные об объектах разведки путем фотографирования или киносъемки их и анализа полученных изображений. Фотография выполняется при помощи обычных или специальных фотографических аппаратов. Диапазон интересов фоторазведки очень широк. Фотографирование объектов разведки может осуществляться агентами с использованием миниатюрных (например встроенных в пуговицу) фотоаппаратов, так и с летательных и КА, с целью картографирования местности, с использованием фотоаппаратов с фокусным расстоянием в несколько метров.

Обзорное фотографирование объектов из космоса осуществляется с КА разрешением на местности 2,5…3,5 м, иногда с разрешением на местности 1м. Детальное фотографирование осуществляется всеми КА с разрешением на местности 0,2…0,6 м (опознавание объектов возможно, когда их размеры в 5…10 раз больше разрешающей способности). Точность определения координат объектов (аэродромов, военно-морских баз, полигонов, заводов и т.п.) по фотографическим снимкам с КА составляет от сотен метров (при наличии географической привязки), до нескольких десятков километров. Капсулы с отснятой пленкой сбрасываются на землю или в акваторию мирового океана, подбираются наземными службами для дальнейшей обработки.

Фотографирование в инфракрасных излучениях основано на том, что при нем используются негативные материалы (пластинки и пленки) фоточувствительные к этим излучениям. При этом видимые излучения, идущие от объекта, задерживаются непроницаемыми для них светофильтрами. Сравнительно малые потери инфракрасных излучений при прохождении через замутненную атмосферу (при воздушной дымке или легком тумане) позволяют успешно фотографировать удаленные объекты, которые не получаются вовсе на обычном снимке, позволяют производить фотографическую демаскировку и т.д.. Инфракрасная фотография выполняется, как правило с воздушных летательных аппаратов, так как имеет сравнительно малую дальность (в случаях обзорного наблюдения 1000 м, а при установке длиннофокусного объектива до 7000 м) из-за значительного поглощения энергии при ее распространении в атмосфере.

Одной из разновидностей фоторазведки является фототелевизионная разведка. В этом случае обработка пленки осуществляется на борту носителя. Передача отснятых кадров на наземные посты осуществляется телепередатчиками.

 

3.4 Телевизионная разведка

 

Основным достоинством телевизионной разведки является возможность наблюдения в реальном масштабе времени, что позволяет более оперативно реагировать на изменение обстановки.

В простейшем случае телевизионная разведка объектов и помещений может вестись когда на них устанавливаются системы видеонаблюдения, в миниатюрном исполнении, закамуфлированные под предметы интерьера, обеспеченные автономным питанием и т.д. Передача видеоинформации на пункт обработки может осуществляться по проводам или радиоканалу.

Телевизионные средства космической разведки, устанавливаемые на КА обеспечивают разрешение на местности 30…45 м в полосе шириной 40…185 км с высоты 920 км. Время передачи информации по радиоканалу на наземные посты составляет 0,5…1,5 часа. Орбиты выбираются с таким расчетом, что позволяет повторно производить съемку одних и тех же районов земной поверхности через определенное количество суток в одно и то же время. Точность определения координат объектов по телевизионным снимкам с КА составляет 200…300 км. КА оснащаются ИК детекторами позволяющими надежно регистрировать запуски стратегических и тактических ракет, самолетов и т.п.

Телевизионная разведка широко применяется при использовании беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), так как позволяет, за один полет, проводить разведку территорий в несколько десятков тысяч квадратных километров в реальном масштабе времени. При использовании оптоэлектронных и ИК датчиков матричного типа разрешающая способность, при ведении разведки с нескольких десятков километров составляет несколько десятков сантиметров, ошибки определения координат цели составляют несколько десятков метров.

 

3.5. Тепловидение

 

Наиболее значительные успехи в ИК-технике достигнуты в последние годы в области автономных переносных поисковых и диагностических тепловизионных систем с охлаждаемыми и неохлаждаемыми приемниками излучения.

Тепловизор с охлаждаемым единичным приемником содержит прецизионную систему оптикомеханического сканирования (ОМС) наблюдаемого пространства с последующим воспроизведением полученных сигналов в виде кадра. Визуализация объектов в движении требует быстрой смены кадров, поэтому предпочтение отдается приемникам с квантовым механизмом реакции на ИК-излучение, т.к. быстродействие фотонных приемников составляет около 1мкс. Из-за трудностей создания сверхбыстродействующих систем ОМС такие тепловизоры работают в малокадровом режиме или используют линейки идентичных приемников.

В ряде случаев применяются матричные (до 10 элементов) квантовые приемники, что позволяет исключить ОМС в системах наблюдения. Первичная обработка сигналов проводится поочередным подключением пикселей (микроболометров) к одному из каналов предварительного усиления, имеющих достаточную полосу пропускания в соответствии с ее емкостью (например, 8х10) и длительностью кадра (4х10 ֿ² с, т.е 25 Гц). Тогда для того, чтобы опросить за 1 кадр каждый пиксель хотя бы 1 раз, постоянная времени предусилителя должна быть не более 5х10 с, т.е. полоса пропускания должна быть не менее 2 МГц. Декодеры, управляющие блоком логики, посылают управляющие сигналы на встроенный в матрицу мультиплексор, позволяющий прикладывать требуемое напряжение смещения к выбранным микроболометрам. Формируемые единичными микроболометрами электрические аналоговые сигналы считываются одновременно по всем параллельным каналам, а затем усиливаются, оцифровываются и преобразуются в стандартные видеосигналы изображения по обычным алгоритмам, предусматривающим коррекцию сдвига и усиления, замещение дефектных («слепых») пикселей, а также регулировку яркости и контраста в пределах выбранного динамического диапазона температур наблюдаемых объектов, который при максимальном усилении составляет около 2 ˚ С, а при минимальном – более 60 ˚ С.

С целью устранения фундаментальных шумов, для рассеяния избыточной мощности и соответственно улучшения чувствительности все фотонные приемники, работающие в спектральных диапазонах 3...5,5 или 8...14 мкм, оборудуются системами криогенного охлаждения (например, жидкого азота с Т =77 К).

Регистрируемая межкадровая разность температур (температурное разрешение) составляет не хуже 30 мК (0,03˚С). Для тепловизора построенного на матричном приемнике с числом элементов 300х300 и светосильным ИК объективом расчетная величина МРТ составляет менее 10ֿ² К. Использование микропроцессорных или термоэлектрических охлаждающих систем (Т =160 К...190 К) пропорционально ухудшает эти параметры.

В тепловизорах с неохлаждаемым приемником излучения, на базе пировидиконов (пироконов) исключены вообще прецизионные ОМС устройства кадровой и строчной разверток изображения, а также технические средства охлаждения ИК приемника.

Собственное излучение наблюдаемых объектов проецируется ИК объективом на мишень пирокона, образуя кратковременно существующий на ее поверхности тепловой рельеф. В силу присущего материалу мишени из триглицинсульфата или фторбериллата пироэлектрического эффекта возникающий (адекватно тепловому) потенциальный рельеф зависит в каждом элементарном участке мишени только от скорости изменения температур и совершенно не зависит от ее абсолютной величины или градиента, т.е. при стационарном и равномерном потоке он отсутствует.

Заряды, построчно считываемые электронным лучом с элементарных участков мишени, модулируют в цепи сигнальной пластины ток порядка 2…50 нА и преобразуются в несущие всю полезную информацию видеосигналы, которые, после усиления, межкадровой разностной обработки и преобразования, воспроизводятся на экране монитора в виде изображений.

При постоянном облучении мишени неравномерным тепловым потоком (в режиме «панорамирования») пировидиконная камера обладает присущим только ей уникальным свойством – возможностью визуализации только движущихся теплоизлучающих объектов и невоспроизведением даже более интенсивных неподвижных. Однако в силу невысокого геометрического разрешения этот режим является вспомогательным.

Основным, и существенно более информативным, является режим «модуляции», при котором поток теплового излучения перед входным окном пировидикона циклически прерывается вращающимся обтюратором с кадровой частотой 25 Гц, формируя, чередующиеся друг за другом, 25 полукадров длительностью 20 мс с открытой мишенью и 25 мс с закрытой мишенью.

Встроенный в электронный модуль тепловизионной камеры, работающий в реальном масштабе времени, процессор межкадровой разностной обработки позволяет путем попарного сравнения разнополярных сигналов в соседних полукадрах (положительных при открытой, т.е. нагреваемой, мишени и отрицательных при остываемой закрытой) увеличить геометрическую разрешающую способность сплошной мишени от 120-130 до 160-180 телевизионных линий, а также увеличить межкадровую разность температур: в режиме «панорамирования» по крупным деталям изображения - от 0,25 до 0,15˚ С; в режиме «модуляции» при 50 твл/мишень – от 0,7 до 0,35 ˚С.

Одновременно при этом оцифровка видеосигналов полностью устраняет неприятный для оператора эффект «мерцания» изображений на экране монитора, что особенно важно при визуализации мелких деталей малоконтрастных объектов. Дополнительно введенная возможность накопления с усреднением нескольких кадров улучшает на 25…30% отношение сигнал/шум.

Одно важное свойство. Так как пироэлектрическая мишень не чувствительна к квантовым эффектам, то она почти одинаково неселективно реагирует на изменение энергии излучения в очень широком диапазоне длин волн – от коротких ИК (2мкм) и вплоть до субмиллиметровых (300 и более мкм). Хотя обычно на практике рабочий спектральный диапазон ограничен окнами прозрачности атмосферы и просветляющих покрытий ИК оптики.

В отличие от квантовых ИК приемников каждый элемент мишени облучается и соответственно накапливает сигнал в течение всего полукадра (20мс). Так как мишень эквивалентна матрице в несколько десятков тысяч единичных приемников и имеет отношение сигнал/шум, пропорциональное корню квадратному из их суммарного числа, т.е. лучше единичного приемника на те же два порядка, то таким образом компенсируется расхождение по чувствительности приборов. Возможность несоизмеримо большего времени облучения мишени при обеспечении работы тепловизора в режиме вещательного телевизионного стандарта эквивалентна пропорциональному сужению шумовой полосы предусилительного тракта, что позволяет последним разработкам пировидиконов, особенно со структурированными мишенями, быть конкурентно способными по межкадровой разностной температуре с охлаждаемыми квантовыми ИК приемниками, особенно работающими в спектральном диапазоне 8…14 мкм.

При использовании пироэлектрических матриц считывание с них информации происходит по аналогии с матрицами квантовых приемников, а по аналогии с пировидиконами матрица требует наличия оптического модулятора (прерывателя) проецируемого на нее теплового потока.

3.6. Теплопеленгация

 

Теплопеленгация представляет собой способ обнаружения и определения направления на нагретые тела (корабли, самолеты, танки и т.п.) по их тепловому излучению. При движении этих объектов находящиеся на них машины и двигатели выделяют теплоту и повышают температуру наружных поверхностей. Обнаружение таких объектов тем легче, чем сильнее они нагреты. Теплопеленгация состоит в обнаружении контраста излучений цели и фона, на котором она наблюдается. Поэтому возможна пеленгация целей более холодных, чем фон. В противоположность радиолокационным установкам теплопеленгаторы не посылают во время работы никакой энергии к объекту наблюдения, а действуют на пассивном принципе, получая излучение от цели и от фона и реагируя на контраст этих излучений.

Теплопеленгаторы используются главным образом ночью, когда нет мешающего действия дневного излучения солнца, неба и окружающих фонов. Дальность действия теплопеленгаторов заметно зависит от метеорологических условий, влияющих на потери энергии в слое атмосферы, отделяющем цель от прибора.

Теплопеленгаторы в зависимости от того, где они установлены, и какие задачи выполняют, могут быть корабельными, береговыми и самолетными. Почти все теплопеленгаторы работают автоматически: осматривая определенную часть пространства, они обнаруживают цель, если она появилась в поле зрения прибора.

Приемником инфракрасных излучений в теплопеленгаторе может служить термоэлемент, болометр или фотосопротивление. Вид приемника выбирается в зависимости от характера ожидаемого спектрального распределения излучения цели. Так, например, корабли имеют поверхности как нагретые до температуры, мало отличающейся от температуры окружающей среды, так и нагретые значительно сильнее – до 100º С и более (поверхности труб и газовый факел). В общем, при теплопеленг8ации используются участки инфракрасного спектра приблизительно до 12 мк.

Назначение теплопеленгационной станции состоит в обнаружении цели в заданном секторе наблюдения и указании пеленга на нее. Для выполнения этих функций теплопеленгаторная станция состоит из следующих основных частей:

1) приемного устройства, содержащего обычно параболический отражатель, в фокусе которого расположен приемник излучений;

2) усилительного устройства, усиливающего сигнал, полученный приемником, до величины, позволяющей приводить в действие автоматику станции;

3) проборов автоматики и электрического привода, приводящих приемное устройство во вращение, осуществляющих реверс и удержание цели на оптической оси приемного устройства;

4) индикаторного устройства, показывающего наличие цели и ее пеленг.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 3356; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.049 сек.