Аберрационный расчет зеркально-линзового теплопеленгатора - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Аберрационный расчет зеркально-линзового теплопеленгатора

Использование радиолокационных и оптических тепловых пеленгационных систем. Борьба за дальность обнаружения при разработке теплопеленгационных систем и их применение для обнаружения объектов по излучению выхлопных газов их двигателей и нагретых частей.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
В настоящее время, в связи с прогрессивными темпами развития ракетной техники, встает вопрос о своевременном обнаружении ракет и военной техники вероятного противника.
Различают три основных метода автоматической пеленгации: активный, полуактивный, пассивный.
Пассивный метод пеленгации основан на приеме собственного излучения цели, которое может быть вызвано:
1) нагревом поверхности цели и окружающей ее среды благодаря работе расположенных в ней энергетических установок (двигателей, турбин, котлов и т.д.);
2) нагревом поверхности цели при ее движении в воздухе (аэродинамический нагрев).
К собственному излучению цели может прибавляться отраженная ею солнечная энергия. В суммарном балансе излучения военных и промышленных объектов (самолетов, ракет, танков, кораблей и т.д.) доля отраженной энергии солнца, как правило, незначительна.
На данный момент большое распространение в пеленгационных средствах имеют радиолокационные станции и системы. Главным достоинством данных систем является их высокая дальность действия. Однако радиолокационные системы имеют ряд существенных недостатков. Существенным недостатком данных средств пеленгации является их активный режим работы. Т.е. работы по отраженному от цели сигналу, выпущенному из станции. Тем самым данные системы незамедлительно обнаруживают себя и могут быть уничтожены вероятным противником, что неприемлемо. Есть и ряд других недостатков. Из-за работы радиолокационных систем в длинноволновом диапазоне длин волн, ухудшается точность определения координат цели , где
-- угловая разрешающая способность системы;
Для улучшения данного показателя обычно ничего не остается, как увеличивать размер активной антенны, что приводит к увеличению габаритов, массы, а так же увеличению материальных и финансовых затрат.
Наряду с радиолокационными системами в настоящее время так же используются оптические тепловые пеленгационные системы. Данные системы являются наиболее актуальными в настоящее время.
Главным преимуществом таких систем является их пассивный режим работы, т.е. работы по принятому тепловому сигналу от цели. Теплопеленгационные станции не излучают никаких сигналов (за исключением систем с активной подсветкой), что позволяет им оставаться незамеченными при регистрации цели. Еще одним весомым преимуществом является более высокая, по сравнению с радиолокационными, точность пеленгации. Т. к. диапазон длин волн используемый в теплопеленгаторах на несколько порядков меньше радиоволн. А так же данный метод пеленгации обладает высокой помехозащищенностью.
Однако у теплопеленгационных систем есть и существенный недостаток. Их ограниченное применение в сложных метеорологических условиях (дождь, снег, облачность и т. п.) из-за сильного поглощения теплового излучения атмосферой, особенно на больших расстояниях.
Поэтому основной задачей при разработке таких систем является борьба за дальность обнаружения.
Задачи, выполняемые с помощью теплопеленгационных приборов, весьма актуальны в настоящее время. Они с успехом применяется в морской, воздушной и космической навигации, в военном деле для обнаружения самолётов, судов, танков и т. п. объектов по излучению выхлопных газов их двигателей и нагретых частей.
Данный прибор имеет возможность работать в узкопольном и широкопольном режимах работы.
При широкопольном режиме работы тепловой поток от цели поступает на сканирующее зеркало, затем на отражающее зеркало ШП и через широкопольный объектив проецируется на ПИ.
дw - угловой размер элемента матрицы.
При узкопольном режиме работы, поток в виде кольцевой зоны через систему зеркал поступает в узкопольный зеркально-линзовый объектив,обеспечивающий угловое увеличение 3х.
В тепловизионной технике зеркально-линзовая телескопическая система имеет ряд преимуществ по сравнению с линзовой. Линзы сделанные из германия имеют небольшой коэффициент пропускания, а для системы такого класса необходим телескоп минимум из 6 линз. По выходу из такого телескопа тепловой поток будет слишком мал для четкой его регистрации. Так же линзы обладают большими аберрациями по сравнению с зеркалами. При использовании зеркально-линзовой телескопической системы тепловой поток не проходит через стекло зеркал, а отражается от их поверхности, что с одной стороны уменьшает потери на поглощении, но с другой лишает нас одного параметра оптимизации.
Входной зрачок системы в узкопольном режиме - ;
дw - угловой размер элемента матрицы.
При регистрации излучения объекта эффективная площадь объекта определяется проекцией элемента матрицы приемника излучения в плоскость объекта
Тогда спектральная плотность потока, попадающего от объекта в объектив с диаметром , будет иметь вид
В качестве приемника излучения используется ПЗС матрица на основе InSb. Ее основные характеристики:
-спектральный рабочий диапазон Дл= 3..5 мкм
- пороговый поток Фпор=10?№І ВТ (для Т=500 К)
Приемник излучения состоит из: 1- ПЗС матрица на основе InSb,
2- система охлаждения, 7-вспомогательный штатив, 8- защитный хомут,
Матрицы данного типа работают при температуре 77К, для этого в приемнике присутствует система охлаждения.
Так же приемник содержит собственную электронную плату управления и питания.
Габариты приемника излучения следующие: 140х70х65 мм.
Где - эффективный спектральный поток теплового излучения через оптическую систему;
- пороговый поток приемника излучения;
- спектральный поток теплового излучения через оптическую систему;
- спектральная чувствительность приемника излучения.
Для качественной работы системы отношение сигнал/шум должно быть не хуже 6 при Р ПО ?1.
2. Габаритный расчет оптической системы
Проведем габаритный расчет данной системы в 2х режимах работы.
В широкопольном режиме работы имеются следующие характеристики оптической системы:
В узкопольном режиме работы имеются следующие характеристики оптической системы:
1) Зададим оптическую систему для ШП канала и проведем аберрационный расчет в программе ZEMAX, оценив таким образом качество системы.
Данная система состоит из 4х германиевых линз суммарная толщина которых составляет dУ=18 мм.
Конструктивные параметры данной ОС приведены на рисунке ниже.
Графики геометрических и волновых аберраций для 3х длинн волн 3,4 и 5 мкм
Порядок геометрических аберраций 100 мкм, волновых 2л.
В качестве ПИ используется ИК ПЗС матрица на основе InSb, спектральный диапазаон которой Дл=3..5 мкм, а размер элемента аэ=30 мкм.
Для корректной работы пеленгатора, необходимо чтобы пятно рассеяния энергии,получившееся в плоскости изображения, имело диаметр примерно равный размеру элемента матрицы, тоесть 30 мкм(возьмем 40 мкм, т. к. расстояние между элементами матрицы 0.5 аэ).
Из графика видно, что при пятне рассеянея диаметром 40 мкм уровень энергии для осевого пучка составляет 0.8, а для внеосевых пучков 0.7, что удовлетворяет условиям качества.
Ниже приведена форма пятна рассеянея для соновного и крайних лучей и 3х длинн волн 3,4,5 мкм.
2) Аналогично зададим и проведем оценку качества узкопольного канала.
Данная ОС представляет из себя зеркальную систему Кассегрена с добавлением проецирующей и корректирующей линз. Суммарная толщина всех линз dУ=10.5 мм.
Конструктивные параметры данной системы приведены ниже.
Графики геометрических и волновых аберраций для 3х длинн волн 3,4 и 5 мкм
Порядок геометрических аберраций 100 мкм, волновых 0.5л
Анализ пятна рассеянея энергии будет таким же как и для ШП.
Из графика видно, что при пятне рассеянея диаметром 40 мкм уровень энергии для осевого всех пучков лучей составляет 0.65.
Ниже приведена форма пятна рассеянея для соновного и крайних лучей и 3х длинн волн 3,4,5 мкм.
Вывод: полученные оптические системы удовлетворяют показателям качества для ОС данных типов. Однако все еще велики аберрации кома, кривизна поля и дисторсия. Для снижения их величин можно задействовать дополнительные параметры оптимизации или ввести новые элементы в оптическую систему. Но следует помнить о том, что такое введение может отрицательно сказаться на других характеристиках ОС. Наиболее важным является концентрация энергии в диаметре пятна рассеяния 30-40мкм (70%).
Анализ особенностей построения систем обнаружения. Определение основных показателей качества. Расчет периода ложных тревог, вероятности обнаружения нарушителя и стоимости системы обнаружения. Алгоритм решения поставленной задачи. Параметры надежности. курсовая работа [1,0 M], добавлен 10.02.2013
Цель испытаний при проектировании и производстве электронно-оптических систем. Порядок и программа испытаний образцов серийного производства. Климатические и механические испытания оборудования на воздействие климатических зон и механических воздействий. реферат [834,4 K], добавлен 14.12.2008
Обзор современного состояния систем охранной сигнализации. Характеристика комбинированных датчиков обнаружения технических средств охраны. Помехи, влияющие на работу одноканальных датчиков обнаружения. Оценка финансовых затрат на установку и эксплуатацию. дипломная работа [2,3 M], добавлен 05.11.2016
Теоретический обзор и систематизация методов построения многопозиционных радиолокационных систем. Обоснование практической необходимости использования РЛС. Определение общих технических преимуществ и недостатков многопозиционных радиолокационных систем. курсовая работа [702,1 K], добавлен 18.07.2014
Анализ основных видов сложных сигналов, анализ широкополосных систем связи. Классификация радиолокационных систем, их тактических и технических характеристик. Разработка и обоснование основных путей развития радиолокационных систем со сложными сигналами. курсовая работа [470,3 K], добавлен 18.07.2014
Назначение, классификация и основные характеристики оптических средств обнаружения, принцип действия, универсальность и особенности применения. Сущность сигналообразования, классификация помех, сравнительный анализ методов повышения помехоустойчивости. реферат [1,8 M], добавлен 27.08.2009
Тенденции развития современных систем безопасности. Технические средства обнаружения, их классификация и разновидности, отличительные признаки и функциональные особенности. Микроволновый метод обнаружения, его специфика и необходимое оборудование. реферат [2,2 M], добавлен 16.03.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Аберрационный расчет зеркально-линзового теплопеленгатора курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Темы Сочинения Литература 11 Класс Обломов
Эссе По Английскому Минимальное Количество Слов
Реферат: Агропромышленный комплекс США
Лабораторная Работа 5 По Физике 7 Класс
Исследование Потребительского Поведения Курсовая Работа
Контрольная работа по теме Создание советской милиции
Реферат по теме Аудит работы служб управления персоналом
Курсовая Работа На Тему Информационные Технологии В Маркетинге
Как Правильно Писать Эссе По Праву
Курсовая работа по теме Анализ производственного потенциала СПК РАО 'Алеевское' Неверкинского района
Оформление Литературы По Курсовой
Реферат по теме Петр Аркадьевич Столыпин — государственный деятель Российской империи
Реферат: Анализ платежеспособности и финансовой устойчивости с.х. предприятий
Реферат: Экологический паспорт
Реферат: Углеродные нанотрубки
Реферат: Организация и её роль в трудовой деятельности. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Конструкторское проектирование
Шпаргалки: Теория обучения.
Дипломная работа по теме Разработка нового продукта кредитования корпоративных клиентов ОАО АКБ «РОСБАНК»
Курсовая работа по теме Гидравлическая программа промывки скважины месторождения
Особенности современных новостных программ на телевидении - Журналистика, издательское дело и СМИ курсовая работа
Органы исполнительной власти как субъекты административного права - Государство и право реферат
Изучение молодежного сленга в русском и английском языках - Иностранные языки и языкознание курсовая работа