Способ определения неравномерности диаграммы направленности Советский патент 1987 года по МПК G01J1/24 

11

Изобретение относится к технике измерения параметров и определения характеристик приемников излучения и фотоприемных устройств, преимущесвенно с широкими полями зрения.

Целью изобретения является повышение точности и ускорение процесса определения неравномерности диаграммы направленности фотоприемных устройств с широким полем зрения,

Для пояснения способа приводится диаграмма направленности фотоприемного устройства, состоящего из трех фотоприемников, расположенных осеси метрично под углом ( к оси.

На фиг. 1 изображена система коодинат (X,Y,Z), в центре которой расположен фотоприемник таким образом, что нормаль к его чувствительной плщадке лежит в плоскости XOZ и образует с осью Z угол Cf . Направление прихода излучения задается углами V - между направлением прихода и осью 2 и об - между проекцией направления прихода на плоскость ХОУ и осью X, Угол между нормалью к фотоприемнику и направлением прихода излучения.

На фиг. 2 изображена диаграмма направленности.

Из диаграммы на фиг. 2 и анализа функции F (V,q,o(,) следует, что.

в поле зре

диаграмма направленности ния 180x180 имеет ярко выраженные минимумы (фиг.2, точки 1, 2, 3) и максимумы (фиг,2, точки 4, 5, 6). Нправление поворота и вращение фотоприемного устройства при практическом Определении этих точек обозначены на фиг. 2 стрелками. Диаграмма направленности большего числа фотоприемников выглядит аналогично и поэтому общее правило нахождения и измерения ее экстремумов то же само Для нахождения усредненного значени необходимо определить объем, заключенный внутри поверхности F (V,tf,ut.) и приравнять его к объему полусферы радиус которой и является усредненным значением.

Пример. Проводилось определние неравномерности диаграммы напраленности фотоприемного устройства, состоящего из трех фотоприемников под углом 70 к оси. Часть экстремальных точек (минимумы - точки 2, 3 и максимумы - точки 4, 5, 6) находятся на угломерных плоскостях, про

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ходящих через центр фотопрйемников () и по середине между приемниками (о(. 60 ), а минимум (точка 1) располагается на самом краю поля зрения. При увеличении числа фотоприемников в таком фотоприемном устройстве экстремальные точки по-прежнему лежат на указанных плоскостях и на краю поля зрения. Таким образом, при практическом определении положения экстремальных точек из множества угломерных плоскостей выбирают только те, которые проходят через центры фотоприемников и по середине между ними. При повороте фотоприемного устройства в этих плоскостях по мини- мальным или максимальным показаниям регистрирующих приборов определяют местоположение экстремальной точки. Так как функция диаграммы направленности в точках минимума (1, 2, 3) достаточно острая (разрыв первой производной) , то при проведении измерений легко ошибиться. С целью повышения точности в окрестности этих точек производят локальные периодические изменения направления поворотов фотоприемного устройства в данной угломерной плоскости и относительно продольной оси прибора, уточняя таким образом местоположение точки, а следовательно, и измеренное ,значение выходного сигнала. Аналогичная операция производится и на краю поля зрения при определении оставшихся минимумов .

Равномерная засветка фотоприемного устройства одновременно по всему полю зрения может бБ1ть реализована различными способами. Например, расположение фотоприемного устройства в фокусе короткофокусной линзы или засветка фотоприемного устройства рассе- яным светом равномерно со всех сторон. Наиболее простым путем, которым можно осуществить эту операцию, яв- ля€ тся равномерн ое расположение в телесном угле, определяемом полем зрения фотоприемного устройства на равном расстоянии от него некоторого количества источников излучения, создающих равномерную по углу засветку фотоприемного устройства.

Точность измерений повышается в основном за счет того, что функция диаграммы направленности в точках минимума не является гладкой, т.е. имеет разрыв первой производной.

поэтому измерению выходного сигнала даже вблизи этой точки, но без нахождения ее точного местоположения приводит к существенным ошибкам, так как именно эти точки в силу их экстремальности определяют величину максимального отклонения от среднего значения при определении неравномерности диаграммы направленности.

Проведено 20 измерений (12 минимальных значений, 7 максимальных, среднее значение).

Среднее значение ,99; максимальное отклонение неравномерность

max

S HfL/ .100% 11

и

cp

значение, усредненное по всему полю зрения;

и - значение, имеющее максималь- шок

ное отклонение от U(.p. Как видно из приведенного примера, количество замеров существенно уменьшается, а точность повьшается из-за более точного измерения нахождения) экстремальных точек.

Формула изобретения

Способ определения неравномерности диаграммы направленности широко- польных фотоприемных устройств, включающих фотоприемники, заключающийся в том, что направляют параллельный

O

5

934994

пучок излучения на исследуемое фотоприемное устройство, поворачивают исследуемое фотоприемное устройство на фиксированные в одной плоскости углы 5 вокруг вертикальной оси, проходящей через центр входной апертуры, измеряют амплитуду выходного сигнала, определяют ее среднее значение и вычисляют неравномерность диаграммы направленности как отношение абсолютной величины максимального отклонения амплитуды выходного сигнала от . среднего значения к величине среднего зн ачения, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и ускорения процесса определения неравномерности диаграммы направленности, дополнительно поворачивают фотоприемное устройство вокруг его продольной оси и измеряют амплитуды выходного сигнала только в экстремальных точках диаграммы направленности, точное местоположение которых находят по минимальным или максимальным показаниям регистрирующих приборов на краю поля зрения, в плоскостях, проходящих через центры прием- киков фотоприемного устройства и между соседними приемниками фотоприемного устройства, а среднее значение определяют путем измерения выходного сигнала при равномерной засветке фотоприемного устройства по всему полю зрения.

0

5

0

4/8./

F(,,)

Редактор Н. Швьщкая

Составитель Н. Стукова Техред М.Ходанич

Заказ 373/42Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. 2

Корректор Л. Пилипенко

Изобретение относится к технике измерения диаграмм направленности (ДН,) фотоприемных устройств -(ФПУ) с широкими полями зрения и позволяет повысить точность и скорость процесса измерения неравномерности ДН у ФПУ с широкими полями зрения. Пучок излучения направляют на ФПУ и.проводят замеры, снимая показание по регистрирующим приборам только в экстремальных точках да, местоположение которых находят периодическими изменениями положения ФПУ по,двум независимым координатам. Среднее значение определяют путем равномерной засветки ФПУ одновременно по всему полю зрения. Неравномерность ДН вычисляется как отношение максимального отклонения измеренного значения от среднего значения к величине среднего значения. 2 нл. с (Л N9 ;о 00 со со