Сканирующий растр фотоэлектрического координатора Советский патент 1977 года по МПК G02F1/17 G01S7/483 

Изобретение отнсюится к оптико-электронным следящим системам и может быть использовано в фотоэлектрических координаторах. Известен растр, выполненный в виде диска с прозрачной считывающей щелью, выполненной в виде спирали Архимеда; которыйг склеен с покровным диском, предохраняющим основной диск от повреждений, а на покровном диске нанесена система чередующихся прозрачных и непрозрачных секторов угловой величины ij. Этот раст может быть использован в фотоэлектрических координаторах для обнаружения и измерения радиального смещения излучающей цепи. Недостатком этого растра является дискретность измерения, обусловленная конечным числом прозрачных и непрозрачных секторов. Известен также , содержащий две серии полос различной частоты ( модулирующ прозрачных и непрозрачных зон), разделенных спиралью Архимеда, а центр фокальной плоскости координатора совмещён с точкой пересечения одной из осей координат с нейтральной линией-окружностью, радиус которой равен среднему радиусу спирали Архимеда 2. При вращении такого растра с постоянной скоростью поток излучения от цели попеременно модулируется частотами f j и f . Длительность модуляции частотой f или f пропорциональна радиальному (относительно оси вращения растра) смещению изображения цели в фокальной плоскости. Если изображение цели совпадает с центром фокальной плоскости, то поток изл -чения модулируется частотами fj и ( |через равные промежутки времени. Недостатком этого растра также является дискретность измерения, обусловленная конечным числом модулирующих полос. Цель изобретения - уменьшение зоны нечувствительности при малых углах рассогласования. Для этого в известном растре со смещённой относительно оптической оси координатора осью вращения линия раздела модулирующих зон выполнена в виде сочетания отрезков спиралей и дуг окружности, радиус которой равен расстоянию между оптической осью координатора и осью вращения растра. На фиг. 1 изображен сканирующий растр и показано взаимное расположение поля зрения координатора и растра; на фиг. 2 временные диаграммы сигналов, например интенсивность потока излучения на фотоприёмнике при различных положениях изо браженид цели в поле зрения координатора. Растр, предлагемый на фиг. 1, содержит модулирующие зоны 1,2,3. Здесь же показано; поле зрения (ирображения) координатора 4, изоб :ажение uemj 5 на плоскости растра, тогкой О, обозначена ось вращения растра, совпадающая с геаметри ческил-1 центром pHcyiiKa растра, точкой центр поля зрения координатора. Линия раздела модупирующих зон выполнен Б виде сочетания дуг окружности аЬ и отрезков спирапи Архимеда ос я fit ради- апьиых отрезков асЗ и fi. Устройство работает следующим образом При вратдепии растра с постоянной скО ростью перэменная составляющая промодуяировапного потока излучения от цели представляет собой последовательность импульсов, форма и скважность которых опре деляется соотношением между шириной модулирующих секторов и размерами изображений цели, и число которых пропорциональ но радиальному (относительно точки 0 ) отклонению изобра кения цели от центра по зрения,, При перекрытии изображения цели модулирующей зоной 2 кли-3 переменная состаБЛЯющая сигнапа отсутствует. Знак отклонения оиредепяется фазой огибающей последовательности импульсов, отсчитывае мой относительно сигнала, вьфабатываемого генератором опорного напряжения (фиг. На фиг. 26 показан вид сигнала для случа когда изображение цели относител но центра поля зрения О, в положительном направлении по оси ОУ на расстояние четверти диаметра поля зрения. На фиг. 2в п казан вид сигнала для такого же по абсолютной величине, но противоположного по знаку отклонения цели (изображение цели находится на отрезке на расстоянии -четверти диаметра поля зрения от точки О taKiib.j образом, определив число импуль- сов в одной пачке (за один оборот раст|за) можно определить величину отклонения изображения дели от центра поля зрения вдоль радиуса растра, проходящего через энергетический центр изображения цели, а измерив сдвиг фаз (временной интервал) мелоду опорным напрял ением и огибающей пачки импульсов - определить угловую координату р и знак координаты f . Если изображение цели, представляющее собой некоторую фигуру (в случае точечной цели это аберрационное пятно изображения), пересекается дугой окружности линии раздела модулирующих зон, то в те интервалы времени, когда поток излучения от цели модулируется одновременно двумя зонами, амплитуда сигнала пропорциональна части потока излучения, модулируемого соответствующей зоной. При этом за один оборот растра амплитуда сигнала будет меняться (фиг. 2г), а именно: в первой и третьей четверти периода оборота (в интервалы времени Д-Ь.. и д-t,, .-i,, соответственно) л1 А 143- о амплитуда сигнала максимальна, так как модулируется весь поток излучения от во второй и четвертой четвертях обо рота амплитуда сигнала равна половине максимальной, если энергетический центр изображения цели находится в центре поля зрения координатора, а в случае смещения изображения амплитуда сигнала изменяется пропорционально величине (смещения,, а знаки (противоположные для второй и четвёртой четвертей) изменения амплитуды определяются направлением смещения; сумма амплитуд сигналов второй и четвёртой четвертей равна максимальной амплитуде сигнала при отсутствии биений. Таким обра- зом, составляющая огибающей сигнала на частоте вращения растра (фиг. 2д) содержит информацию о величине и направлении отклонения энергетического центра изображения цели от центра поля зрения при величине отклонения изображения меньщей его радиуса, что позволяет повысить чувствительность и точность измерения фотоэлектрического координатора при малых углах рассогласования. В качестве npioviepa реализации изобретения можно рассмотреть следующий. Модулирующая зона 1 содержит ЮОО непрозрачных и1трихов (и столько же прозрачных) Гогда чувствительность координатора не ОД% диаметра поля зрения. При диаметре аберрационного пятна изображения, равном О,ОО1 диаметра поля зрения и чувствительности измерительных устройств, определяющих разность амплитуд сигналов 2 и 4 четвертей периода оборота растра, равную 0,1 (1О%) максимальной амплитуды сигнала, чувствительность координатора в зоне малых угловых рассогласований равна OjOOOl или 0,О1%, т.е. в 10 раз , чем по всему полю зрения.