ВАРИАНТ ПОСТРОЕНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОПТИКО-ЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С КРУГОВОЙ ЗОНОЙ ОБЗОРА
ÓÄÊ 621.373.826:621.384.3
ÂÀÐÈÀÍÒ ÏÎÑÒÐÎÅÍÈß ÌÍÎÃÎÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÎÉ ÎÏÒÈÊÎ-ËÎÊÀÖÈÎÍÍÎÉ ÑÈÑÒÅÌÛ Ñ ÊÐÓÃÎÂÎÉ ÇÎÍÎÉ ÎÁÇÎÐÀ
© 2008 ã.
À. ß. Ïðèëèïêî; Í. È. Ïàâëîâ, äîêòîð òåõí. íàóê
Íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèé èíñòèòóò êîìïëåêñíûõ èñïûòàíèé îïòèêî-ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ è ñèñòåì, ã. Ñîñíîâûé Áîð, Ëåíèíãðàäñêàÿ îáë.
Å-mail: contact@niiki.ru
Ïðåäëîæåíà ñõåìà ïîñòðîåíèÿ ìíîãîôóíêöèîíàëüíîé îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû, êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò îáúåäèíèòü â îäíîì ïðèáîðå òåïëîïåëåíãàòîð è ëàçåðíûé ëîêàòîð ïóòåì êîíñòðóêòèâíîãî ñîâìåùåíèÿ îïòè÷åñêîé, ìåõàíè÷åñêîé è îïòèêî-ýëåêòðîííîé ÷àñòåé ðàçíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ óçëîâ ñèñòåìû. Òåïëîïåëåíãàòîð ñïîñîáåí ðàáîòàòü â ðåæèìå êàê êðóãîâîãî, òàê è ñåêòîðíîãî îáçîðà, à ëàçåðíûé ëîêàòîð èìååò îáùèé ñ òåïëîïåëåíãàòîðîì îïòè÷åñêèé ïðèåìíûé êàíàë. Îñíîâíûå îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèå óçëû ñèñòåìû ñíàáæåíû áëîêàìè óïðàâëåíèÿ, èìåþò ïðîãðàììíîóïðàâëÿåìûå ïðèâîäû è äàò÷èêè òåêóùåãî ñîñòîÿíèÿ, ÷òî ïîçâîëÿåò ïðîãðàììíî ïåðåñòðàèâàòü ôóíêöèè ñèñòåìû â ðàìêàõ ðåøàåìûõ åþ çàäà÷.
Êîäû OCIS: 220.4830, 280.3400, 120.1880.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 02.10.2007.
Çíà÷èòåëüíûå äîñòèæåíèÿ êâàíòîâîé ýëåêòðîíèêè ïîçâîëÿþò ñîçäàâàòü ëàçåðíûå ëîêàöèîííûå ñèñòåìû ïîèñêà, îáíàðóæåíèÿ è ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòîâ ñ îïðåäåëåíèåì èõ ïðîñòðàíñòâåííûõ êîîðäèíàò è ñêîðîñòè. Èíòåðåñ ê òàêèì ñðåäñòâàì ïîëó÷åíèÿ èíôîðìàöèè îá îêðóæàþùåé îáñòàíîâêå îáóñëîâëåí ðàçëè÷íûìè ïðàêòè÷åñêèìè ïðèìåíåíèÿìè, âêëþ÷àÿ íàâèãàöèþ, óïðàâëåíèå âîçäóøíûì äâèæåíèåì, èññëåäîâàíèå îêðóæàþùåé ñðåäû, à òàêæå ñèñòåìû ïðåäóïðåæäåíèÿ ñòîëêíîâåíèé, êîíòðîëÿ âîçäóøíîãî ïðîñòðàíñòâà â áëèæíåé çîíå è äð. [1, 2]. ×àñòî ëàçåðíûå ëîêàöèîííûå ñðåäñòâà èñïîëüçóþòñÿ âìåñòå ñ äðóãèìè ñðåäñòâàìè ïîèñêà, â ÷àñòíîñòè, òåïëîïåëåíãàòîðàìè, êîòîðûå âûäàþò àçèìóòàëüíûå è óãëîìåñòíûå êîîðäèíàòû äëÿ íàâåäåíèÿ ëó÷à îïòè÷åñêîãî ëîêàòîðà íà îáúåêòû. Îáúåäèíåíèå ïàññèâíûõ è àêòèâíûõ êàíàëîâ ïîëó÷åíèÿ èíôîðìàöèè â îäíîé îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìå äîëæíî ñïîñîáñòâîâàòü áîëåå óñïåøíîìó êîìïëåêñíîìó ðåøåíèþ çàäà÷è îïòè÷åñêîé ëîêàöèè.  äàííîé ñòàòüå ðàññìàòðèâàåòñÿ îäíà èç âîçìîæíûõ ñõåì ïîñòðîåíèÿ ìíîãîôóíêöèîíàëüíîé îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû ñ êðóãîâîé çîíîé îáçîðà [3].
 ðàìêàõ ïðåäñòàâëåííîé íèæå ñõåìû ïðåäïðèíèìàåòñÿ ïîïûòêà îáúåäèíèòü â îäíîì ïðèáîðå òåïëîïåëåíãàòîð è ëàçåðíûé ëîêàòîð ïóòåì êîíñòðóêòèâíîãî ñîâìåùåíèÿ îïòè÷åñêîé, ìåõàíè÷åñêîé è îïòèêî-ýëåêòðîííîé ÷àñòåé ðàçíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ óçëîâ.  ñèñòåìå ïðåäïîëàãàåòñÿ îðãàíèçàöèÿ àâòîìàòè÷åñêîé þñòèðîâêè ïðèåìíî-ïåðåäàþùèõ êàíàëîâ. Îíà ñîçäàåòñÿ ãèáêîé (ñ ïðîãðàììíî-ïåðåñòðàèâàåìûìè ôóíêöèÿìè) è ñïîñîáíîé ðåøàòü ñîâîêóïíîñòü òàêèõ çàäà÷, êàê
– êðóãîâîé îáçîð, ïîèñê è îáíàðóæåíèå îáúåêòîâ â ïàññèâíîì ðåæèìå ïî ðàäèàöèîííîìó êîíòðàñòó;
– “äîïîèñê” âûäåëåííûõ îáúåêòîâ ïî îòðàæåííîìó ëàçåðíîìó èçëó÷åíèþ íåïîñðåäñòâåííî â ïðîöåññå èõ ïàññèâíîãî ïîèñêà,
– öèêëè÷åñêîå ñîïðîâîæäåíèå âûäåëåííûõ îáúåêòîâ ñ ïîñòðîåíèåì îïòèìàëüíîé òðàåêòîðèè ñêàíèðîâàíèÿ,
– îïðåäåëåíèå ìåñòîïîëîæåíèÿ è ñêîðîñòåé äâèæóùèõñÿ îáúåêòîâ,
– çàõâàò è òî÷íîå ñîïðîâîæäåíèå äâèæóùèõñÿ îáúåêòîâ, ïðè êîòîðîì îïòè÷åñêàÿ îñü ñèñòåìû ñîâìåùàåòñÿ ñ íàïðàâëåíèåì íà îáúåêò.
 ñèëó óêàçàííûõ âûøå îáñòîÿòåëüñòâ îñíîâíûå ïîäâèæíûå óçëû ñîçäàâàåìîé ñèñòåìû ñíàáæàþòñÿ áëîêàìè óïðàâëåíèÿ, èìåþò ñîáñòâåííûå ïðîãðàììíî-óïðàâëÿåìûå ïðèâîäû è äàò÷èêè òåêóùåãî ñîñòîÿíèÿ, ñèãíàëû îò êîòîðûõ èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ êîìàíä óïðàâëåíèÿ ïðèâîäàìè ïî çàäàííîé ïðîãðàììå.
Òðàäèöèîííî êàæäàÿ èç óêàçàííûõ çàäà÷ ðåøàåòñÿ ñïåöèàëèçèðîâàííîé ñèñòåìîé. Èç-çà ïðîöåññà ïåðåäà÷è è îáðàáîòêè èíôîðìàöèè ðàçíîòèïíûìè ñèñòåìàìè íàêàïëèâàþòñÿ îøèáêè â êîîðäèíàòàõ îáúåêòîâ, óâåëè÷èâàåòñÿ âðåìÿ, íåîáõîäèìîå íà êîìïëåêñíîå ðåøåíèå çàäà÷è ëîêàöèè, à ñàì îïòèêî-ëîêàöèîííûé êîìïëåêñ, ñôîðìèðîâàííûé èç ñïåöèàëèçèðîâàííûõ ñèñòåì, ìîæåò èìåòü íåóäîâëåòâîðèòåëüíûå ìàññîãàáàðèòíûå è ýêîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè.
Âàðèàíò ñòðóêòóðíîé ñõåìû ìíîãîôóíêöèîíàëüíîé îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû ñ êðóãîâîé çîíîé îáçîðà, ñïîñîáíîé ðåøàòü çàäà÷è ïîèñêà, îáíàðóæåíèÿ è ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòîâ ñ îïðåäåëåíèåì
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008
51
θϕ ε
43
42
41
44
45
8
38 39 40
1
2 3ε 4 5 46 68 7
9
10
ϕ 14
20 13 17
“Ñõ” 36
35 34
“Ñò”
33 37
32 47
30
31
ÊØ
12
48 β′ 11 α′
24 26
28 27 29
15 21
18 16 22 19
ϕθ 23 25
α′ β′
Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ìíîãîôóíêöèîíàëüíîé îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû ñ êðóãîâîé çîíîé îáçîðà.
θ
èõ ïðîñòðàíñòâåííûõ êîîðäèíàò è ñêîðîñòè, ïðèâåäåí íà ðèñ. 1. Îïòèêî-ìåõàíè÷åñêàÿ ñèñòåìà ïîñòðîåíà ïî ñõåìå ñèììåòðè÷íîãî “îïòè÷åñêîãî øàðíèðà”, êîòîðûé âêëþ÷àåò â ñåáÿ äâóõñòîðîííåå çåðêàëî 7 àçèìóòàëüíîãî ñêàíèðîâàíèÿ è äâà çåðêàëà 8 óãëîìåñòíîãî íàâåäåíèÿ ïðèåìíîãî è ïåðåäàþùåãî êàíàëîâ. Çåðêàëî 7 ðàçìåùåíî íà àçèìóòàëüíîé
ïëàòôîðìå 9, âðàùàþùåéñÿ âîêðóã âåðòèêàëüíîé îñè. Íà àçèìóòàëüíîé ïëàòôîðìå ñìîíòèðîâàíà òàêæå îñåâàÿ ñèñòåìà, êîòîðàÿ îáåñïå÷èâàåò ïîâîðîò çåðêàë 8 âîêðóã ãîðèçîíòàëüíîé îñè, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç öåíòðû çåðêàë 7 è 8. Âåðòèêàëüíàÿ îñåâàÿ ñèñòåìà âêëþ÷àåò êîàêñèàëüíûå ïåðâûé 11, ïðîìåæóòî÷íûé 12 è âòîðîé 13 âàëû âðàùåíèÿ. Êàæäûé âàë
52 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008
îñíàùåí ñîáñòâåííûì ïðèâîäîì, áëîêîì óïðàâëåíèÿ âðàùåíèåì è äàò÷èêîì óãëîâîãî ïîëîæåíèÿ.  ñëó÷àå ïåðâîãî âàëà âðàùåíèÿ 11, êîòîðûé îáåñïå÷èâàåò àçèìóòàëüíîå ñêàíèðîâàíèå, ýòè ýëåìåíòû íà ðèñ. 1 îáîçíà÷åíû êàê 19, 22 è 16. Ïðîìåæóòî÷íûé âàë 12 ââåäåí â ñèñòåìó äëÿ ñòàáèëèçàöèè ìîìåíòîâ òðåíèÿ è îáåñïå÷åíèÿ óïðàâëÿåìîñòè ïðèâîäîâ ïåðâîãî è âòîðîãî âàëîâ âðàùåíèÿ âî âñåì äèàïàçîíå ñêîðîñòåé, âêëþ÷àÿ ñêîðîñòè âáëèçè íóëÿ. Âðàùåíèå âòîðîãî âàëà 13 îáåñïå÷èâàåò ñêàíèðîâàíèå ïî óãëó ìåñòà, ïðè ýòîì ïåðåäà÷à äâèæåíèÿ ê çåðêàëàì 8 óãëîìåñòíîãî ñêàíèðîâàíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîñðåäñòâîì øêèâîâ è ñòðóííî-ëåíòî÷íûõ ïåðåäà÷ 10. Òðàåêòîðíîå çàäàíèå äëÿ ïðèâîäà 17 ìîæåò èçìåíÿòü âåêòîð óãëîâîé ñêîðîñòè âðàùåíèÿ âòîðîãî âàëà 13 òàê, ÷òî îí ìîæåò îòëè÷àòüñÿ îò âåêòîðà óãëîâîé ñêîðîñòè âðàùåíèÿ ïåðâîãî âàëà 11 êàê ïî âåëè÷èíå, òàê è ïî íàïðàâëåíèþ. Âåêòîð óãëîâîé ñêîðîñòè ñèíõðîííîãî âðàùåíèÿ çåðêàë 8 óãëîìåñòíîãî íàâåäåíèÿ ïðèåìíîãî è ïåðåäàþùåãî êàíàëîâ îòíîñèòåëüíî ãîðèçîíòàëüíîé îñè îïðåäåëÿåòñÿ ðàçíîñòüþ âåêòîðîâ óãëîâûõ ñêîðîñòåé âðàùåíèÿ ïåðâîãî è âòîðîãî âàëîâ âåðòèêàëüíîé îñåâîé ñèñòåìû. Ïðè ïîñòîÿííîé ðàçíîñòè âåêòîðîâ ñêîðîñòåé ïåðâîãî è âòîðîãî âàëîâ âðàùåíèÿ ôîðìèðóåòñÿ ñïèðàëüíàÿ ðàçâåðòêà êîíòðîëèðóåìîé çîíû îáçîðà. Âîçâðàò â èñõîäíóþ òî÷êó íà÷àëà ñêàíèðîâàíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ èçìåíåíèåì çíàêà ðàçíîñòè âåêòîðîâ ñêîðîñòåé âðàùåíèÿ ïåðâîãî 11 è âòîðîãî 13 âàëà.
Ëåâàÿ ñòîðîíà îïòè÷åñêîãî øàðíèðà îáåñïå÷èâàåò íàâåäåíèå íà îáúåêò çîíäèðóþùåãî ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, èñòî÷íèêîì êîòîðîãî â ñîçäàííîì ýêñïåðèìåíòàëüíîì îáðàçöå îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû ÿâëÿåòñÿ ÷àñòîòíî-èìïóëüñíûé ÑÎ2-ëàçåð 32. Ïåðåäàþùèé êàíàë, êðîìå çîíäèðóþùåãî ëàçåðà, âêëþ÷àåò “ïèëîòíûé” ëàçåð 34, îñü äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè êîòîðîãî ñîâìåùåíà ñ îñüþ ïó÷êà çîíäèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ; áëîê ñìåííûõ òåëåñêîïîâ 30, ôîðìèðóþùèé äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè ñ ðàçëè÷íîé ðàñõîäèìîñòüþ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ; ïðèçìó Äîâå 26, îðèåíòèðóþùóþ äèàãðàììó íàïðàâëåííîñòè â òðåáóåìîì ïîëîæåíèè ïðè âñåõ óãëîâûõ ïîëîæåíèÿõ çåðêàë 7 è 8; äâóõêîîðäèíàòíûé äåôëåêòîð ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ 23, âûõîäíîé òåëåñêîï 48, ëåâóþ ïîâåðõíîñòü äâóõñòîðîííåãî çåðêàëà 7 àçèìóòàëüíîãî ñêàíèðîâàíèÿ, ëåâîå çåðêàëî 8 óãëîìåñòíîãî íàâåäåíèÿ. Ñ ïîìîùüþ ïèëîòíîãî ëàçåðà ôîðìèðóåòñÿ êîíòðîëüíûé ëàçåðíûé ïó÷îê, èñïîëüçóåìûé äëÿ àâòîìàòè÷åñêîé þñòèðîâêè îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû. Äåôëåêòîð 23 ñëóæèò äëÿ èñïðàâëåíèÿ îøèáîê îïòèêî-ìåõàíè÷åñêîé ñèñòåìû è óïðàâëåíèÿ ëàçåðíûì ëó÷îì â ïðåäåëàõ ïîëÿ çðåíèÿ ëàçåðíîãî ëîêàòîðà.
Ïðàâàÿ ñòîðîíà îïòè÷åñêîãî øàðíèðà îáåñïå÷èâàåò ïðèåì êàê ñîáñòâåííîãî òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ îáúåêòîâ, òàê è îòðàæåííîãî îò íèõ çîíäèðóþùåãî ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ (íà ðèñ. 1 ñå÷åíèå çîíäèðóþùåãî ïó÷êà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, îòðàæåííîãî îò îáúåêòîâ, îòäåëüíî íå âûäåëåíî è ðàñïîëîæåíî âíóòðè ñå÷åíèÿ ïó÷êà òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ). Èçëó÷åíèå, ïðèíÿòîå ïðàâûì çåðêàëîì 8, ïîñòóïàåò ïîñëå îòðàæåíèÿ îò ïðàâîé ïîâåðõíîñòè äâóõñòîðîííåãî çåðêàëà 7 íà çåðêàëüíî-ëèíçîâûé îáúåêòèâ 2 ïðèåìíîãî òåëåñêîïà, çàòåì íà óãîëêîâîå çåðêàëî 3, ïðîõîäèò ÷åðåç ëèíçîâûé êîððåêòîð è ïîïàäàåò íà êîìáèíèðîâàííîå ôîòîïðèåìíîå óñòðîéñòâî (ÔÏÓ) 1. Óãîëêîâîå çåðêàëî 3 âûïîëíåíî ñ âîçìîæíîñòüþ âðàùåíèÿ âîêðóã îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî òåëåñêîïà (àíàëîã ïîäîáíîé ñêàíèðóþùåé ñèñòåìû ïðèâåäåí â èçâåñòíîé ìîíîãðàôèè Äæ. Ëëîéäà [4]). Íà îáùåé ïîäëîæêå êîìáèíèðîâàííîãî ÔÏÓ ñìîíòèðîâàíû îõëàæäàåìûå ëèíåéêè ôîòî÷óâñòâèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà. Óêàçàííûå ëèíåéêè ðàñïîëîæåíû ïàðàëëåëüíî äðóã äðóãó. Èõ öåíòðû ëåæàò íà íåêîòîðîì ðàññòîÿíèè äðóã îò äðóãà íà ãîðèçîíòàëüíîé (êîîðäèíàòíîé) îñè, êîòîðàÿ ñîâïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì ñêàíèðîâàíèÿ ïî àçèìóòó â ðåæèìå êðóãîâîãî ïîèñêà, à ñàìè ëèíåéêè íàïðàâëåíû ïåðïåíäèêóëÿðíî ãîðèçîíòàëüíîé îñè.
Âîçìîæíîñòü àâòîìàòè÷åñêîé þñòèðîâêè ïðèåìíî-ïåðåäàþùèõ êàíàëîâ îáåñïå÷èâàåòñÿ ðåàëèçàöèåé ñïåöèàëüíîé êîíòðîëüíîé ñõåìû, â êîòîðîé èñïîëüçóåòñÿ èçëó÷åíèå ïèëîòíîãî ëàçåðà 34. Ñõåìà ðàáîòàåò ñëåäóþùèì îáðàçîì. Êîíòðîëüíûé ïó÷îê èçëó÷åíèÿ ïèëîòíîãî ëàçåðà 34 ïðîõîäèò îïòè÷åñêèé òðàêò àêòèâíîãî êàíàëà, ÷åðåç ïðÿìîóãîëüíóþ ïðèçìó ñ óñå÷åííîé âåðøèíîé â öåíòðå çåðêàëà 7 ïîñòóïàåò ïîñëåäîâàòåëüíî íà îòðàæàþùóþ ãðàíü ïðÿìîóãîëüíîé ïðèçìû, óñòàíîâëåííîé íà âûõîäíîì çåðêàëå 8, ÷åðåç ïîëóïðîçðà÷íûå ÷àñòè íà ëåâîé è ïðàâîé ïîâåðõíîñòÿõ àçèìóòàëüíîãî çåðêàëà 7 íà îòðàæàþùóþ ãðàíü ïðÿìîóãîëüíîé ïðèçìû, óñòàíîâëåííîé íà âõîäíîì çåðêàëå 8, è ïîñëå îòðàæåíèÿ îò ïîëóïðîçðà÷íîé ÷àñòè ïðàâîé ïîâåðõíîñòè çåðêàëà 7 ââîäèòñÿ ÷åðåç äèàôðàãìó, çàêðåïëåííóþ íà âûõîäíîé ãðàíè ïðèçìû-ðîìáà 6, â ïðèåìíûé òåëåñêîï.  ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè ïðèåìíîãî òåëåñêîïà ôîðìèðóåòñÿ ðàñïðåäåëåíèå èíòåíñèâíîñòè êîíòðîëüíîãî ïó÷êà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, ïî êîòîðîìó îïðåäåëÿþòñÿ ìãíîâåííîå ïîëîæåíèå îïòè÷åñêîé îñè ïåðåäàþùåãî êàíàëà è òåêóùåå çíà÷åíèå åå óãëîâîãî ðàññîãëàñîâàíèÿ ñ îïòè÷åñêîé îñüþ ïðèåìíîãî êàíàëà. Äëÿ ðåãèñòðàöèè ðàñïðåäåëåíèÿ èíòåíñèâíîñòè êîíòðîëüíîãî ïó÷êà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ èñïîëüçóþòñÿ íåñêîëüêî ôîòî÷óâñòâèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà,
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008
53
ñèììåòðè÷íî ðàñïîëîæåííûå îòíîñèòåëüíî öåíòðîâ ñîîòâåòñòâóþùèõ ëèíååê. Ñìåùåíèå öåíòðà äèôðàêöèîííîãî ïÿòíà êîíòðîëüíîãî ïó÷êà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ äàò÷èêîì îòêëîíåíèÿ îïòè÷åñêîé îñè êîíòðîëüíîãî ïó÷êà 39, ñâÿçàííûì ñ áëîêîì âû÷èñëåíèÿ íàïðàâëåíèÿ îïòè÷åñêîé îñè ïåðåäàþùåãî êàíàëà 42. Ðàññ÷èòàííîå â áëîêå 42 çíà÷åíèå òåêóùåãî óãëîâîãî ðàññîãëàñîâàíèÿ îïòè÷åñêèõ îñåé ïåðåäàþùåãî è ïðèåìíîãî êàíàëîâ òðàíñëèðóåòñÿ ÷åðåç öåíòðàëüíûé áëîê óïðàâëåíèÿ 44 â áëîê óïðàâëåíèÿ 25 îòðàæàòåëüíûì çåðêàëîì äåôëåêòîðà 23. Ñ áëîêîì óïðàâëåíèÿ 25 ñâÿçàí áûñòðîäåéñòâóþùèé äâóõêîîðäèíàòíûé äàò÷èê ïîëîæåíèÿ 24 îòðàæàòåëüíîãî çåðêàëà äåôëåêòîðà, êîòîðûé êîíòðîëèðóåò òî÷íîñòü èñïîëíåíèÿ êîìàíä óïðàâëåíèÿ α′ è β′. Ïåðå÷èñëåííûå âûøå óçëû, ñëóæàùèå äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ êîíòðîëüíîãî ïó÷êà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, îïðåäåëåíèÿ åãî ïàðàìåòðîâ è ïîñëåäóþùåé îáðàáîòêè, à òàêæå äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ óïðàâëÿþùèõ êîìàíä, ñîñòàâëÿþò âìåñòå óñòðîéñòâî àâòîìàòè÷åñêîé þñòèðîâêè.
Çîíäèðóþùèé ëàçåð 32 è êîìáèíèðîâàííîå ôîòîïðèåìíîå óñòðîéñòâî 1 ñìîíòèðîâàíû íà íåïîäâèæíîì îñíîâàíèè. Äëÿ êîìïåíñàöèè ïîâîðîòà èçîáðàæåíèÿ îáúåêòîâ â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè ôîòîïðèåìíîãî óñòðîéñòâà, îáóñëîâëåííîãî âðàùåíèåì çåðêàë 7 è 8, â îïòè÷åñêóþ ñèñòåìó ïðèåìíîãî òåëåñêîïà âñòðîåíî óãîëêîâîå çåðêàëî êîìïåíñàòîðà ïîâîðîòà 3, à â ïåðåäàþùèé êàíàë ââåäåíà âðàùàþùàÿñÿ âîêðóã îïòè÷åñêîé îñè ïåðåäàþùåãî êàíàëà ïðèçìà Äîâå 26. Òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ äëÿ ïðèâîäà 4 óãîëêîâîãî çåðêàëà è ïðèâîäà 28 âðàùåíèÿ ïðèçìû Äîâå òàêîâû, ÷òî âåêòîðû ñêîðîñòåé ýòèõ ïðèâîäîâ ðàâíû âçÿòîé ñ îáðàòíûì çíàêîì ïîëóñóììå âåêòîðîâ ñêîðîñòåé âðàùåíèÿ âàëîâ 11 è 13.
Äðóãèå áëîêè è îáîçíà÷åíèÿ íà ñòðóêòóðíîé ñõåìå îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû, ïðèâåäåííûå íà ðèñ. 1: 33 è 35 – áëîêè íàêà÷êè çîíäèðóþùåãî è ïèëîòíîãî ëàçåðîâ ñîîòâåòñòâåííî, 36 – ãåíåðàòîð-ñèíõðîíèçàòîð, 37 – îïîðíî-êîíòðîëüíûé ôîòîïðèåìíèê, 40 – ýëåêòðîííûé áëîê òåïëîïåëåíãàòîðà, 43 – áëîê ôîðìèðîâàíèÿ òåïëîâîãî èçîáðàæåíèÿ êîíòðîëèðóåìîé çîíû, âûäåëåíèÿ è ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòîâ; 38 – àíàëîãî-öèôðîâîé ïðåîáðàçîâàòåëü ñèãíàëîâ ëàçåðíîãî ëîêàòîðà, 41 – áëîê îáðàáîòêè ñèãíàëîâ ëàçåðíîãî ëîêàòîðà è âûäà÷è äàííûõ ïî ìåñòîïîëîæåíèþ îáúåêòîâ, 45 – óñòðîéñòâî îòîáðàæåíèÿ òåêóùåé èíôîðìàöèè; “Ñõ” – ñèãíàë ñèíõðîíèçàöèè, “Ñò” – ñèãíàë íà÷àëà (ñòàðòà) îòñ÷åòà äàëüíîñòè, ÊØ – êîìàíäíî-èíôîðìàöèîííàÿ øèíà.
Ìíîãîôóíêöèîíàëüíàÿ îïòèêî-ëîêàöèîííàÿ ñèñòåìà ðàáîòàåò ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Ïî êîìàíäå îò öåíòðàëüíîãî áëîêà óïðàâëåíèÿ (ÖÁÓ) 44 îñóùåñòâëÿåòñÿ öèêëè÷åñêîå ñêàíèðîâà-
íèå âåðõíåé ïîëóñôåðû ïðîñòðàíñòâà ñ ïîìîùüþ îòðàæàòåëüíûõ çåðêàë 8 (ïðàâîå) è 7. Äëÿ ýòîãî ïî êîìàíäàì îò ÖÁÓ, òðàíñëèðóåìûì ïî êîìàíäíî-èíôîðìàöèîííîé øèíå â áëîêè óïðàâëåíèÿ 20, 21, 22, 29, 46, ïðèâîäÿòñÿ â äåéñòâèå ñîîòâåòñòâóþùèå ïðèâîäû 17, 18, 19, 4, 28 ïîäâèæíûõ ýëåìåíòîâ ñèñòåìû.  ïðîöåññå ñêàíèðîâàíèÿ êîíòðîëèðóåìîé çîíû òåïëîâîå èçëó÷åíèå îáúåêòîâ ÷åðåç çåðêàëà 8 (ïðàâîå) è 7 ïîñòóïàåò íà âõîä çåðêàëüíî-ëèíçîâîãî îáúåêòèâà 2, óãîëêîâîå çåðêàëî êîìïåíñàòîðà ïîâîðîòà èçîáðàæåíèÿ 3 è äàëåå íà êîìáèíèðîâàííîå ôîòîïðèåìíîå óñòðîéñòâî 1. Êðîìå òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ ñêàíèðóåìûõ ôðàãìåíòîâ êîíòðîëèðóåìîé çîíû, íà âõîä çåðêàëüíî-ëèíçîâîãî îáúåêòèâà 2 ïîñòóïàåò èçëó÷åíèå êîíòðîëüíîãî ïó÷êà ïèëîòíîãî ëàçåðà 34, çàïóñêàåìîãî ïî êîìàíäàì îò ÖÁÓ îäíîâðåìåííî ñ ìîìåíòîì íà÷àëà ðàáîòû îïòèêîëîêàöèîííîé ñèñòåìû. Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ âëèÿíèÿ èçëó÷åíèÿ ïèëîòíîãî ëàçåðà íà ðàáîòó êàíàëîâ òåïëîïåëåíãàòîðà ýòî èçëó÷åíèå ïðîìîäóëèðîâàíî ñ ÷àñòîòîé âûøå âåðõíåé ãðàíèöû ïîëîñû ÷àñòîò êàíàëîâ òåïëîïåëåíãàòîðà.
 ïðîöåññå êðóãîâîãî ïîèñêà îáúåêòîâ âûõîäíûå ñèãíàëû òåïëîïåëåíãàòîðà 40 ïîñòóïàþò â áëîê ôîðìèðîâàíèÿ òåïëîâîãî èçîáðàæåíèÿ êîíòðîëèðóåìîé çîíû, âûäåëåíèÿ è ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòîâ 43 ñèíõðîííî ñ äàííûìè θ è ϕ äàò÷èêîâ 16 è 14 óãëîâîãî ïîëîæåíèÿ âàëîâ âðàùåíèÿ 11 è 13, à òàêæå ïîêàçàíèé ε äàò÷èêà 5 óãëîâîãî ïîëîæåíèÿ óãîëêîâîãî çåðêàëà 3 êîìïåíñàòîðà ïîâîðîòà èçîáðàæåíèÿ. Äàííûå θ è ϕ íåñóò èíôîðìàöèþ ñîîòâåòñòâåííî îá àçèìóòàëüíîì è óãëîìåñòíîì ïîëîæåíèè âåêòîðà îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî êàíàëà. Ïðè îáíàðóæåíèè âîçìîæíîãî îáúåêòà áëîê 43 òðàíñëèðóåò åãî óãëîâûå êîîðäèíàòû θîá è ϕîá â ÖÁÓ 44. ÖÁÓ ôîðìèðóåò òðàåêòîðèþ ïåðåõîäà ïðèâîäà 17 â ñîñòîÿíèå ϕ = ϕîá, è â ìîìåíò ñîâïàäåíèÿ êîîðäèíàò âåêòîðà îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî êàíàëà θ, ϕ ñ êîîðäèíàòàìè îáúåêòà θîá, ϕîá ôîðìèðóåòñÿ, ñ òðåáóåìûì óïðåæäåíèåì âî âðåìåíè, èìïóëüñ çàïóñêà çîíäèðóþùåãî ëàçåðà 32. Âåëè÷èíà óïðåæäåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ óãëîâûì ñäâèãîì äèàãðàìì íàïðàâëåííîñòè òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà, òåêóùåé ñêîðîñòüþ ñêàíèðîâàíèÿ ñèñòåìîé ïðîñòðàíñòâà ïî àçèìóòó è àïïàðàòíûì âðåìåíåì çàäåðæêè ôîðìèðîâàíèÿ çîíäèðóþùåãî èìïóëüñà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ. Îïîðíî-êîíòðîëüíûé ôîòîïðèåìíèê 37 ôèêñèðóåò ìîìåíò ãåíåðàöèè çîíäèðóþùåãî èìïóëüñà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ è òðàíñëèðóåò â áëîê 41 ñèãíàë íà÷àëà îòñ÷åòà äàëüíîñòè.
Ñôîðìèðîâàííûé çîíäèðóþùèé ïó÷îê ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ïîñëåäîâàòåëüíî ïðîõîäèò ôîðìèðóþùèé òåëåñêîï 30, ïðèçìó Äîâå 26 (âðàùåíèå êîòîðîé îñóùåñòâëÿåòñÿ ïî êîìàíäàì îò ÖÁÓ), îòðà-
54 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008
æàòåëüíîå çåðêàëî 23, âûõîäíîé òåëåñêîï 48, ëåâóþ îòðàæàòåëüíóþ ïîâåðõíîñòü çåðêàëà 7, ëåâîå çåðêàëî 8 óãëîìåñòíîãî íàâåäåíèÿ è íàïðàâëÿåòñÿ â ðàñ÷åòíóþ òî÷êó ìåñòîïîëîæåíèÿ âîçìîæíîãî îáúåêòà. Ïðè íàëè÷èè ðåàëüíîãî îáúåêòà îòðàæåííîå ëàçåðíîå èçëó÷åíèå çîíäèðóþùåãî ïó÷êà ïðèíèìàåòñÿ ïðàâûì çåðêàëîì 8 è, îòðàæàÿñü íà ïðàâîé îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòè çåðêàëà 7, íàïðàâëÿåòñÿ â ïðèåìíûé òåëåñêîï, êîòîðûé ôîêóñèðóåò èçëó÷åíèå íà ôîòî÷óâñòâèòåëüíûå ýëåìåíòû ëàçåðíîãî ëîêàòîðà, ñìîíòèðîâàííûå íà îáùåé ïîäëîæêå êîìáèíèðîâàííîãî ôîòîïðèåìíîãî óñòðîéñòâà 1. Äàëåå ïðîäåòåêòèðîâàííûå ñèãíàëû èçëó÷åíèÿ ïîñòóïàþò íà âõîä àíàëîãî-öèôðîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ 38 è òðàíñëèðóþòñÿ çàòåì â áëîê îáðàáîòêè ñèãíàëîâ è âûäà÷è äàííûõ î ìåñòîïîëîæåíèè îáúåêòîâ 41. Áëîê 41 âû÷èñëÿåò äàëüíîñòü äî îáúåêòà, ïëîùàäü åãî ýôôåêòèâíîé îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòè, óãëîâóþ ñêîðîñòü è óòî÷íÿåò êîîðäèíàòû îáúåêòà. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû îáðàáîòêè ñèãíàëîâ ëàçåðíîãî ëîêàòîðà òðàíñëèðóþòñÿ â öåíòðàëüíûé áëîê óïðàâëåíèÿ 44 è îòîáðàæàþòñÿ íà ìîíèòîðå 45.
Íà ðèñ. 2 ïðåäñòàâëåíû äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà â ðåæèìå öèêëè÷åñêîãî ïîèñêà: öèôðàìè 1 è 2 îáîçíà÷åíû ìãíîâåííûå ïîëÿ çðåíèÿ òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà ñîîòâåòñòâåííî, 3 è 4 – ïîëîñû ïðîñòðàíñòâà, ïðîñìàòðèâàåìûå ñîîòâåòñòâåííî òåïëîïåëåíãàòîðîì è ëàçåðíûì ëîêàòîðîì; 5 è 5′ – îáíàðóæèâàåìûå îáúåêòû, 6 è 7 – íàïðàâëåíèÿ ñêàíèðîâàíèÿ ïî àçèìóòó è óãëó ìåñòà.
 çàâèñèìîñòè îò äåéñòâóþùåé ïðîãðàììû ïîñëå àêòèâíîãî “äîïîèñêà” ìåñòîïîëîæåíèÿ âîçìîæíîãî îáúåêòà áëîê 44 ìîæåò ïåðåéòè â ðåæèì äàëüíåéøåãî ïîèñêà îáúåêòîâ èëè â ðåæèì öèêëè÷åñêîãî
(n – 1)-é âèòîê 4
5′ 56
2 n-é âèòîê
7
(n + 1)-é âèòîê
13
Ðèñ. 2. Äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà â ðåæèìå öèêëè÷åñêîãî ïîèñêà.
(ñ ÷àñòîòîé àçèìóòàëüíîãî ñêàíèðîâàíèÿ) ñîïðîâîæäåíèÿ îáíàðóæåííîãî îáúåêòà.  ðåæèìå ñîïðîâîæäåíèÿ ïðèâîä 19 âàëà âðàùåíèÿ 11, îáåñïå÷èâàþùåãî ñêàíèðîâàíèå îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìîé ïðîñòðàíñòâà ïî àçèìóòó, ïðîäîëæàåò ðàâíîìåðíîå âðàùåíèå, à òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ äëÿ ïðèâîäà 17 âàëà âðàùåíèÿ 13 ôîðìèðóþòñÿ òàê, ÷òîáû îòñëåæèâàòü îáúåêò ïî åãî óãëîìåñòíîé êîîðäèíàòå. Ïðè ñîâïàäåíèè óãëîìåñòíîé è àçèìóòàëüíîé êîîðäèíàò âåêòîðà îïòè÷åñêîé îñè ñ êîîðäèíàòàìè îáúåêòà îñóùåñòâëÿåòñÿ çàïóñê çîíäèðóþùåãî ëàçåðà ñ ó÷åòîì òðåáóåìîãî óïðåæäåíèÿ ïî âðåìåíè.
Èç ðåæèìà öèêëè÷åñêîãî ñîïðîâîæäåíèÿ ñèñòåìà ìîæåò ïåðåéòè â ðåæèì ïðîäîëæåíèÿ ïîèñêà îáúåêòîâ èëè â ðåæèì òî÷íîãî ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòîâ ñ âûñîêîé ÷àñòîòîé îáíîâëåíèÿ èíôîðìàöèè.
Ïåðåõîä â ðåæèì òî÷íîãî ñîïðîâîæäåíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ óïðàâëÿåìûì òîðìîæåíèåì ïðèâîäà 19 âàëà âðàùåíèÿ 11, îáåñïå÷èâàþùåãî ñêàíèðîâàíèå ïî àçèìóòó, ïðè òðàåêòîðíûõ çàäàíèÿõ äëÿ ïðèâîäà 17 âàëà âðàùåíèÿ 13, ôîðìèðóåìûõ òàê, ÷òîáû âûðàâíÿòü óãëîâûå âåêòîðû ñêîðîñòåé âðàùåíèÿ âàëà 13 è èçìåíåíèÿ óãëîìåñòíîé êîîðäèíàòû îáúåêòà (“óäåðæàíèå” óãëîìåñòíîé êîîðäèíàòû îáúåêòà). Íà ïîñëåäíåì âèòêå òîðìîæåíèÿ ÖÁÓ 44 ìåíÿåò òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ ïðèâîäàì óãîëêîâîãî çåðêàëà êîìïåíñàòîðà ïîâîðîòà èçîáðàæåíèÿ 4 è ïðèçìû Äîâå 26, êîòîðûå ïåðåõîäÿò â ðåæèì ñèíõðîííîãî ðàâíîìåðíîãî âðàùåíèÿ. Ïðè ðàâåíñòâå âåêòîðîâ óãëîâûõ ñêîðîñòåé îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî êàíàëà ñèñòåìû è îáúåêòà òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ äëÿ ïðèâîäà óãîëêîâîãî çåðêàëà êîìïåíñàòîðà ïîâîðîòà èçîáðàæåíèÿ 4 ôîðìèðóþòñÿ òàê, ÷òîáû îñóùåñòâèòü ðàäèàëüíóþ ðàçâåðòêó èçîáðàæåíèÿ êîíòðîëèðóåìîé çîíû.  ýòîì ñëó÷àå òåïëîïåëåíãàòîð êðóãîâîãî îáçîðà ïðåîáðàçóåòñÿ â òåïëîïåëåíãàòîð ñåêòîðíîãî îáçîðà ñî “ñëåïûì” ïÿòíîì â öåíòðå îáçîðà (“ñëåïîå” ïÿòíî âîçíèêàåò èç-çà òîãî, ÷òî öåíòðû ëèíååê ôîòî÷óâñòâèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà ñìåùåíû îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà). Çîíà “ñëåïîãî ïÿòíà” (ñì. ðèñ. 3) ÿâëÿåòñÿ çîíîé àêòèâíîãî ïîèñêà îáúåêòîâ çîíäèðóþùèì ïó÷êîì ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, äèàãðàììà íàïðàâëåííîñòè êîòîðîãî ñêàíèðóåò “ñëåïîå” ïÿòíî ïî çàäàííîé òðàåêòîðèè, ôîðìèðóåìîé áëîêîì óïðàâëåíèÿ óñòðîéñòâîì 25, îòêëîíÿþùèì ïó÷îê ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ. (Íà ðèñ. 3 èñïîëüçîâàíû ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ: 1 – öåíòð “ñëåïîãî” ïÿòíà, 2 – íàïðàâëåíèå ðàäèàëüíîé ðàçâåðòêè, 3 – òðàåêòîðèÿ ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòà â ïðèåìíîé ïëîñêîñòè ïðè ÷àñòîòíîé ëàçåðíîé ëîêàöèè.) Òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ äëÿ ïðèâîäîâ 19 è 17 âàëîâ âðàùåíèÿ 11 è 13 ôîðìèðóþòñÿ òàê, ÷òîáû ñîâìåñòèòü êîîðäèíàòû
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008
55
3
2
1 Ðèñ. 3. Äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà â ðåæèìå òî÷íîãî ñîïðîâîæäåíèÿ.
âåêòîðà îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî êàíàëà (öåíòð “ñëåïîãî” ïÿòíà) ñ óãëîâûìè êîîðäèíàòàìè îáúåêòà. Ïðè ñðûâå àêòèâíîãî ñîïðîâîæäåíèÿ, ò. å. åñëè îáúåêò íàõîäèòñÿ âíå “ñëåïîãî” ïÿòíà, ñèãíàë îò îáúåêòà ðåãèñòðèðóåòñÿ òåïëîïåëåíãàòîðîì ñåêòîðíîãî îáçîðà.  ýòîì ñëó÷àå òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ äëÿ ïðèâîäîâ 19 è 17 ôîðìèðóþòñÿ òàê, ÷òîáû ïåðåìåñòèòü öåíòð “ñëåïîãî” ïÿòíà è ñîâìåñòèòü êîîðäèíàòû âåêòîðà îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî êàíàëà ñ óãëîâûìè êîîðäèíàòàìè îáúåêòà.
Ïî îêîí÷àíèè ðåæèìà òî÷íîãî ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòà èëè ïðè ïîëíîé ïîòåðå îáúåêòà îïòèêî-ëîêàöèîííàÿ ñèñòåìà ìîæåò ïåðåéòè â ðåæèì “äîïîèñêà” ïîòåðÿííîãî îáúåêòà â áëèæàéøèõ îêðåñòíîñòÿõ, âçÿòü íà òî÷íîå ñîïðîâîæäåíèå äðóãîé îáúåêò èëè âåðíóòüñÿ â ðåæèì êðóãîâîãî îáçîðà êîíòðîëèðóåìîé çîíû.
Ðåàëèçóåìîñòü ïðåäëîæåííîé ñòðóêòóðíîé ñõåìû ïîäòâåðæäåíà ñîçäàííûì ìàêåòíûì îáðàçöîì, îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè êîòîðîãî ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå.
Ïðè âñåé ñëîæíîñòè ðåàëèçàöèè ïðåäëîæåííîãî òåõíè÷åñêîãî ðåøåíèÿ ïðåäñòàâëåííàÿ îïòèêîëîêàöèîííàÿ ñèñòåìà èìååò ãëàâíîå äîñòîèíñòâî – ìíîãîôóíêöèîíàëüíîñòü. Îíà ñïîñîáíà âåñòè ïîèñê îáúåêòîâ â ïàññèâíîì è àêòèâíîì ðåæèìàõ â êðóãîâîé çîíå, îñóùåñòâëÿòü ñîïðîâîæäåíèå ìíî-
Õàðàêòåðèñòèêè (ïàðàìåòðû) ìàêåòíîãî îáðàçöà
Õàðàêòåðèñòèêà (ïàðàìåòð)
Çíà÷åíèå
Ñïåêòðàëüíûé äèàïàçîí ïàññèâíîãî êàíàëà, ìêì
Äëèíà âîëíû àêòèâíîãî êàíàëà, ìêì
Ðàçìåð êîíòðîëèðóåìîé çîíû, ãðàä
Âðåìÿ îáçîðà êîíòðîëèðóåìîé çîíû, ñ
Ñêîðîñòü àçèìóòàëüíîé ðàçâåðòêè, ðàä/ñ (îáîðîò/ñ)
Øàã ñïèðàëüíîé ðàçâåðòêè, ãðàä
×èñëî êàíàëîâ òåïëîïåëåíãàòîðà
×èñëî êàíàëîâ ïðèåìà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ
Äèàìåòð âõîäíîãî çðà÷êà, ìì
Îáíàðóæèòåëüíàÿ ñïîñîáíîñòü ÔÏÓ â ìàêñèìóìå ñïåêòðàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè, Âò–1 ñì Ãö1/2
Ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ óãëîâûõ êîîðäèíàò, ìðàä
Ðàñ÷åòíàÿ ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ äàëüíîñòè, ì
Ðàñ÷åòíàÿ äàëüíîñòü äåéñòâèÿ, êì
8–14
10,6 360×60
8 äî 44 (7)
1 26 8 125 4×1010
± 0,5
± 15
15
ãèõ îáúåêòîâ ïðè îòñóòñòâèè âíåøíåãî öåëåóêàçàíèÿ, îïðåäåëÿòü ìåñòîïîëîæåíèå è ñêîðîñòè äâèæóùèõñÿ îáúåêòîâ.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. Ìàòâååâ È.Í., Ïðîòîïîïîâ Â.Â., Òðîèöêèé È.Í., Óñòèíîâ Í.Ä. Ëàçåðíàÿ ëîêàöèÿ / Ïîä ðåä. Óñòèíîâà Í.Ä. Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1984. 272 ñ.
12. Êîçèíöåâ Â.È., Áåëîâ Ì.Ë., Îðëîâ Â.Ì., Ãîðîäíè÷åâ Â.À., Ñòðåëêîâ Á.Â. Îñíîâû èìïóëüñíîé ëàçåðíîé ëîêàöèè / Ïîä ðåä. Ðîæäåñòâèíà Â.Í. Ì.: Èçä-âî ÌÃÒÓ èì. Í.Ý. Áàóìàíà, 2006. 512 ñ.
13. Ïðèëèïêî À.ß., Ïàâëîâ Í.È., Ëåâ÷åíêî Â.Í. Ìíîãîôóíêöèîíàëüíàÿ îïòèêî-ëîêàöèîííàÿ ñèñòåìà // Ïàòåíò Ðîññèè ¹ 2292566. 2007.
14. Ëëîéä Äæ. Ñèñòåìû òåïëîâèäåíèÿ. Ì.: Ìèð, 1978. 414 ñ.
56 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008
ÂÀÐÈÀÍÒ ÏÎÑÒÐÎÅÍÈß ÌÍÎÃÎÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÎÉ ÎÏÒÈÊÎ-ËÎÊÀÖÈÎÍÍÎÉ ÑÈÑÒÅÌÛ Ñ ÊÐÓÃÎÂÎÉ ÇÎÍÎÉ ÎÁÇÎÐÀ
© 2008 ã.
À. ß. Ïðèëèïêî; Í. È. Ïàâëîâ, äîêòîð òåõí. íàóê
Íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèé èíñòèòóò êîìïëåêñíûõ èñïûòàíèé îïòèêî-ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ è ñèñòåì, ã. Ñîñíîâûé Áîð, Ëåíèíãðàäñêàÿ îáë.
Å-mail: contact@niiki.ru
Ïðåäëîæåíà ñõåìà ïîñòðîåíèÿ ìíîãîôóíêöèîíàëüíîé îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû, êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò îáúåäèíèòü â îäíîì ïðèáîðå òåïëîïåëåíãàòîð è ëàçåðíûé ëîêàòîð ïóòåì êîíñòðóêòèâíîãî ñîâìåùåíèÿ îïòè÷åñêîé, ìåõàíè÷åñêîé è îïòèêî-ýëåêòðîííîé ÷àñòåé ðàçíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ óçëîâ ñèñòåìû. Òåïëîïåëåíãàòîð ñïîñîáåí ðàáîòàòü â ðåæèìå êàê êðóãîâîãî, òàê è ñåêòîðíîãî îáçîðà, à ëàçåðíûé ëîêàòîð èìååò îáùèé ñ òåïëîïåëåíãàòîðîì îïòè÷åñêèé ïðèåìíûé êàíàë. Îñíîâíûå îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèå óçëû ñèñòåìû ñíàáæåíû áëîêàìè óïðàâëåíèÿ, èìåþò ïðîãðàììíîóïðàâëÿåìûå ïðèâîäû è äàò÷èêè òåêóùåãî ñîñòîÿíèÿ, ÷òî ïîçâîëÿåò ïðîãðàììíî ïåðåñòðàèâàòü ôóíêöèè ñèñòåìû â ðàìêàõ ðåøàåìûõ åþ çàäà÷.
Êîäû OCIS: 220.4830, 280.3400, 120.1880.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 02.10.2007.
Çíà÷èòåëüíûå äîñòèæåíèÿ êâàíòîâîé ýëåêòðîíèêè ïîçâîëÿþò ñîçäàâàòü ëàçåðíûå ëîêàöèîííûå ñèñòåìû ïîèñêà, îáíàðóæåíèÿ è ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòîâ ñ îïðåäåëåíèåì èõ ïðîñòðàíñòâåííûõ êîîðäèíàò è ñêîðîñòè. Èíòåðåñ ê òàêèì ñðåäñòâàì ïîëó÷åíèÿ èíôîðìàöèè îá îêðóæàþùåé îáñòàíîâêå îáóñëîâëåí ðàçëè÷íûìè ïðàêòè÷åñêèìè ïðèìåíåíèÿìè, âêëþ÷àÿ íàâèãàöèþ, óïðàâëåíèå âîçäóøíûì äâèæåíèåì, èññëåäîâàíèå îêðóæàþùåé ñðåäû, à òàêæå ñèñòåìû ïðåäóïðåæäåíèÿ ñòîëêíîâåíèé, êîíòðîëÿ âîçäóøíîãî ïðîñòðàíñòâà â áëèæíåé çîíå è äð. [1, 2]. ×àñòî ëàçåðíûå ëîêàöèîííûå ñðåäñòâà èñïîëüçóþòñÿ âìåñòå ñ äðóãèìè ñðåäñòâàìè ïîèñêà, â ÷àñòíîñòè, òåïëîïåëåíãàòîðàìè, êîòîðûå âûäàþò àçèìóòàëüíûå è óãëîìåñòíûå êîîðäèíàòû äëÿ íàâåäåíèÿ ëó÷à îïòè÷åñêîãî ëîêàòîðà íà îáúåêòû. Îáúåäèíåíèå ïàññèâíûõ è àêòèâíûõ êàíàëîâ ïîëó÷åíèÿ èíôîðìàöèè â îäíîé îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìå äîëæíî ñïîñîáñòâîâàòü áîëåå óñïåøíîìó êîìïëåêñíîìó ðåøåíèþ çàäà÷è îïòè÷åñêîé ëîêàöèè.  äàííîé ñòàòüå ðàññìàòðèâàåòñÿ îäíà èç âîçìîæíûõ ñõåì ïîñòðîåíèÿ ìíîãîôóíêöèîíàëüíîé îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû ñ êðóãîâîé çîíîé îáçîðà [3].
 ðàìêàõ ïðåäñòàâëåííîé íèæå ñõåìû ïðåäïðèíèìàåòñÿ ïîïûòêà îáúåäèíèòü â îäíîì ïðèáîðå òåïëîïåëåíãàòîð è ëàçåðíûé ëîêàòîð ïóòåì êîíñòðóêòèâíîãî ñîâìåùåíèÿ îïòè÷åñêîé, ìåõàíè÷åñêîé è îïòèêî-ýëåêòðîííîé ÷àñòåé ðàçíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ óçëîâ.  ñèñòåìå ïðåäïîëàãàåòñÿ îðãàíèçàöèÿ àâòîìàòè÷åñêîé þñòèðîâêè ïðèåìíî-ïåðåäàþùèõ êàíàëîâ. Îíà ñîçäàåòñÿ ãèáêîé (ñ ïðîãðàììíî-ïåðåñòðàèâàåìûìè ôóíêöèÿìè) è ñïîñîáíîé ðåøàòü ñîâîêóïíîñòü òàêèõ çàäà÷, êàê
– êðóãîâîé îáçîð, ïîèñê è îáíàðóæåíèå îáúåêòîâ â ïàññèâíîì ðåæèìå ïî ðàäèàöèîííîìó êîíòðàñòó;
– “äîïîèñê” âûäåëåííûõ îáúåêòîâ ïî îòðàæåííîìó ëàçåðíîìó èçëó÷åíèþ íåïîñðåäñòâåííî â ïðîöåññå èõ ïàññèâíîãî ïîèñêà,
– öèêëè÷åñêîå ñîïðîâîæäåíèå âûäåëåííûõ îáúåêòîâ ñ ïîñòðîåíèåì îïòèìàëüíîé òðàåêòîðèè ñêàíèðîâàíèÿ,
– îïðåäåëåíèå ìåñòîïîëîæåíèÿ è ñêîðîñòåé äâèæóùèõñÿ îáúåêòîâ,
– çàõâàò è òî÷íîå ñîïðîâîæäåíèå äâèæóùèõñÿ îáúåêòîâ, ïðè êîòîðîì îïòè÷åñêàÿ îñü ñèñòåìû ñîâìåùàåòñÿ ñ íàïðàâëåíèåì íà îáúåêò.
 ñèëó óêàçàííûõ âûøå îáñòîÿòåëüñòâ îñíîâíûå ïîäâèæíûå óçëû ñîçäàâàåìîé ñèñòåìû ñíàáæàþòñÿ áëîêàìè óïðàâëåíèÿ, èìåþò ñîáñòâåííûå ïðîãðàììíî-óïðàâëÿåìûå ïðèâîäû è äàò÷èêè òåêóùåãî ñîñòîÿíèÿ, ñèãíàëû îò êîòîðûõ èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ êîìàíä óïðàâëåíèÿ ïðèâîäàìè ïî çàäàííîé ïðîãðàììå.
Òðàäèöèîííî êàæäàÿ èç óêàçàííûõ çàäà÷ ðåøàåòñÿ ñïåöèàëèçèðîâàííîé ñèñòåìîé. Èç-çà ïðîöåññà ïåðåäà÷è è îáðàáîòêè èíôîðìàöèè ðàçíîòèïíûìè ñèñòåìàìè íàêàïëèâàþòñÿ îøèáêè â êîîðäèíàòàõ îáúåêòîâ, óâåëè÷èâàåòñÿ âðåìÿ, íåîáõîäèìîå íà êîìïëåêñíîå ðåøåíèå çàäà÷è ëîêàöèè, à ñàì îïòèêî-ëîêàöèîííûé êîìïëåêñ, ñôîðìèðîâàííûé èç ñïåöèàëèçèðîâàííûõ ñèñòåì, ìîæåò èìåòü íåóäîâëåòâîðèòåëüíûå ìàññîãàáàðèòíûå è ýêîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè.
Âàðèàíò ñòðóêòóðíîé ñõåìû ìíîãîôóíêöèîíàëüíîé îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû ñ êðóãîâîé çîíîé îáçîðà, ñïîñîáíîé ðåøàòü çàäà÷è ïîèñêà, îáíàðóæåíèÿ è ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòîâ ñ îïðåäåëåíèåì
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008
51
θϕ ε
43
42
41
44
45
8
38 39 40
1
2 3ε 4 5 46 68 7
9
10
ϕ 14
20 13 17
“Ñõ” 36
35 34
“Ñò”
33 37
32 47
30
31
ÊØ
12
48 β′ 11 α′
24 26
28 27 29
15 21
18 16 22 19
ϕθ 23 25
α′ β′
Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ìíîãîôóíêöèîíàëüíîé îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû ñ êðóãîâîé çîíîé îáçîðà.
θ
èõ ïðîñòðàíñòâåííûõ êîîðäèíàò è ñêîðîñòè, ïðèâåäåí íà ðèñ. 1. Îïòèêî-ìåõàíè÷åñêàÿ ñèñòåìà ïîñòðîåíà ïî ñõåìå ñèììåòðè÷íîãî “îïòè÷åñêîãî øàðíèðà”, êîòîðûé âêëþ÷àåò â ñåáÿ äâóõñòîðîííåå çåðêàëî 7 àçèìóòàëüíîãî ñêàíèðîâàíèÿ è äâà çåðêàëà 8 óãëîìåñòíîãî íàâåäåíèÿ ïðèåìíîãî è ïåðåäàþùåãî êàíàëîâ. Çåðêàëî 7 ðàçìåùåíî íà àçèìóòàëüíîé
ïëàòôîðìå 9, âðàùàþùåéñÿ âîêðóã âåðòèêàëüíîé îñè. Íà àçèìóòàëüíîé ïëàòôîðìå ñìîíòèðîâàíà òàêæå îñåâàÿ ñèñòåìà, êîòîðàÿ îáåñïå÷èâàåò ïîâîðîò çåðêàë 8 âîêðóã ãîðèçîíòàëüíîé îñè, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç öåíòðû çåðêàë 7 è 8. Âåðòèêàëüíàÿ îñåâàÿ ñèñòåìà âêëþ÷àåò êîàêñèàëüíûå ïåðâûé 11, ïðîìåæóòî÷íûé 12 è âòîðîé 13 âàëû âðàùåíèÿ. Êàæäûé âàë
52 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008
îñíàùåí ñîáñòâåííûì ïðèâîäîì, áëîêîì óïðàâëåíèÿ âðàùåíèåì è äàò÷èêîì óãëîâîãî ïîëîæåíèÿ.  ñëó÷àå ïåðâîãî âàëà âðàùåíèÿ 11, êîòîðûé îáåñïå÷èâàåò àçèìóòàëüíîå ñêàíèðîâàíèå, ýòè ýëåìåíòû íà ðèñ. 1 îáîçíà÷åíû êàê 19, 22 è 16. Ïðîìåæóòî÷íûé âàë 12 ââåäåí â ñèñòåìó äëÿ ñòàáèëèçàöèè ìîìåíòîâ òðåíèÿ è îáåñïå÷åíèÿ óïðàâëÿåìîñòè ïðèâîäîâ ïåðâîãî è âòîðîãî âàëîâ âðàùåíèÿ âî âñåì äèàïàçîíå ñêîðîñòåé, âêëþ÷àÿ ñêîðîñòè âáëèçè íóëÿ. Âðàùåíèå âòîðîãî âàëà 13 îáåñïå÷èâàåò ñêàíèðîâàíèå ïî óãëó ìåñòà, ïðè ýòîì ïåðåäà÷à äâèæåíèÿ ê çåðêàëàì 8 óãëîìåñòíîãî ñêàíèðîâàíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîñðåäñòâîì øêèâîâ è ñòðóííî-ëåíòî÷íûõ ïåðåäà÷ 10. Òðàåêòîðíîå çàäàíèå äëÿ ïðèâîäà 17 ìîæåò èçìåíÿòü âåêòîð óãëîâîé ñêîðîñòè âðàùåíèÿ âòîðîãî âàëà 13 òàê, ÷òî îí ìîæåò îòëè÷àòüñÿ îò âåêòîðà óãëîâîé ñêîðîñòè âðàùåíèÿ ïåðâîãî âàëà 11 êàê ïî âåëè÷èíå, òàê è ïî íàïðàâëåíèþ. Âåêòîð óãëîâîé ñêîðîñòè ñèíõðîííîãî âðàùåíèÿ çåðêàë 8 óãëîìåñòíîãî íàâåäåíèÿ ïðèåìíîãî è ïåðåäàþùåãî êàíàëîâ îòíîñèòåëüíî ãîðèçîíòàëüíîé îñè îïðåäåëÿåòñÿ ðàçíîñòüþ âåêòîðîâ óãëîâûõ ñêîðîñòåé âðàùåíèÿ ïåðâîãî è âòîðîãî âàëîâ âåðòèêàëüíîé îñåâîé ñèñòåìû. Ïðè ïîñòîÿííîé ðàçíîñòè âåêòîðîâ ñêîðîñòåé ïåðâîãî è âòîðîãî âàëîâ âðàùåíèÿ ôîðìèðóåòñÿ ñïèðàëüíàÿ ðàçâåðòêà êîíòðîëèðóåìîé çîíû îáçîðà. Âîçâðàò â èñõîäíóþ òî÷êó íà÷àëà ñêàíèðîâàíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ èçìåíåíèåì çíàêà ðàçíîñòè âåêòîðîâ ñêîðîñòåé âðàùåíèÿ ïåðâîãî 11 è âòîðîãî 13 âàëà.
Ëåâàÿ ñòîðîíà îïòè÷åñêîãî øàðíèðà îáåñïå÷èâàåò íàâåäåíèå íà îáúåêò çîíäèðóþùåãî ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, èñòî÷íèêîì êîòîðîãî â ñîçäàííîì ýêñïåðèìåíòàëüíîì îáðàçöå îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû ÿâëÿåòñÿ ÷àñòîòíî-èìïóëüñíûé ÑÎ2-ëàçåð 32. Ïåðåäàþùèé êàíàë, êðîìå çîíäèðóþùåãî ëàçåðà, âêëþ÷àåò “ïèëîòíûé” ëàçåð 34, îñü äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè êîòîðîãî ñîâìåùåíà ñ îñüþ ïó÷êà çîíäèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ; áëîê ñìåííûõ òåëåñêîïîâ 30, ôîðìèðóþùèé äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè ñ ðàçëè÷íîé ðàñõîäèìîñòüþ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ; ïðèçìó Äîâå 26, îðèåíòèðóþùóþ äèàãðàììó íàïðàâëåííîñòè â òðåáóåìîì ïîëîæåíèè ïðè âñåõ óãëîâûõ ïîëîæåíèÿõ çåðêàë 7 è 8; äâóõêîîðäèíàòíûé äåôëåêòîð ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ 23, âûõîäíîé òåëåñêîï 48, ëåâóþ ïîâåðõíîñòü äâóõñòîðîííåãî çåðêàëà 7 àçèìóòàëüíîãî ñêàíèðîâàíèÿ, ëåâîå çåðêàëî 8 óãëîìåñòíîãî íàâåäåíèÿ. Ñ ïîìîùüþ ïèëîòíîãî ëàçåðà ôîðìèðóåòñÿ êîíòðîëüíûé ëàçåðíûé ïó÷îê, èñïîëüçóåìûé äëÿ àâòîìàòè÷åñêîé þñòèðîâêè îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû. Äåôëåêòîð 23 ñëóæèò äëÿ èñïðàâëåíèÿ îøèáîê îïòèêî-ìåõàíè÷åñêîé ñèñòåìû è óïðàâëåíèÿ ëàçåðíûì ëó÷îì â ïðåäåëàõ ïîëÿ çðåíèÿ ëàçåðíîãî ëîêàòîðà.
Ïðàâàÿ ñòîðîíà îïòè÷åñêîãî øàðíèðà îáåñïå÷èâàåò ïðèåì êàê ñîáñòâåííîãî òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ îáúåêòîâ, òàê è îòðàæåííîãî îò íèõ çîíäèðóþùåãî ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ (íà ðèñ. 1 ñå÷åíèå çîíäèðóþùåãî ïó÷êà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, îòðàæåííîãî îò îáúåêòîâ, îòäåëüíî íå âûäåëåíî è ðàñïîëîæåíî âíóòðè ñå÷åíèÿ ïó÷êà òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ). Èçëó÷åíèå, ïðèíÿòîå ïðàâûì çåðêàëîì 8, ïîñòóïàåò ïîñëå îòðàæåíèÿ îò ïðàâîé ïîâåðõíîñòè äâóõñòîðîííåãî çåðêàëà 7 íà çåðêàëüíî-ëèíçîâûé îáúåêòèâ 2 ïðèåìíîãî òåëåñêîïà, çàòåì íà óãîëêîâîå çåðêàëî 3, ïðîõîäèò ÷åðåç ëèíçîâûé êîððåêòîð è ïîïàäàåò íà êîìáèíèðîâàííîå ôîòîïðèåìíîå óñòðîéñòâî (ÔÏÓ) 1. Óãîëêîâîå çåðêàëî 3 âûïîëíåíî ñ âîçìîæíîñòüþ âðàùåíèÿ âîêðóã îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî òåëåñêîïà (àíàëîã ïîäîáíîé ñêàíèðóþùåé ñèñòåìû ïðèâåäåí â èçâåñòíîé ìîíîãðàôèè Äæ. Ëëîéäà [4]). Íà îáùåé ïîäëîæêå êîìáèíèðîâàííîãî ÔÏÓ ñìîíòèðîâàíû îõëàæäàåìûå ëèíåéêè ôîòî÷óâñòâèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà. Óêàçàííûå ëèíåéêè ðàñïîëîæåíû ïàðàëëåëüíî äðóã äðóãó. Èõ öåíòðû ëåæàò íà íåêîòîðîì ðàññòîÿíèè äðóã îò äðóãà íà ãîðèçîíòàëüíîé (êîîðäèíàòíîé) îñè, êîòîðàÿ ñîâïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì ñêàíèðîâàíèÿ ïî àçèìóòó â ðåæèìå êðóãîâîãî ïîèñêà, à ñàìè ëèíåéêè íàïðàâëåíû ïåðïåíäèêóëÿðíî ãîðèçîíòàëüíîé îñè.
Âîçìîæíîñòü àâòîìàòè÷åñêîé þñòèðîâêè ïðèåìíî-ïåðåäàþùèõ êàíàëîâ îáåñïå÷èâàåòñÿ ðåàëèçàöèåé ñïåöèàëüíîé êîíòðîëüíîé ñõåìû, â êîòîðîé èñïîëüçóåòñÿ èçëó÷åíèå ïèëîòíîãî ëàçåðà 34. Ñõåìà ðàáîòàåò ñëåäóþùèì îáðàçîì. Êîíòðîëüíûé ïó÷îê èçëó÷åíèÿ ïèëîòíîãî ëàçåðà 34 ïðîõîäèò îïòè÷åñêèé òðàêò àêòèâíîãî êàíàëà, ÷åðåç ïðÿìîóãîëüíóþ ïðèçìó ñ óñå÷åííîé âåðøèíîé â öåíòðå çåðêàëà 7 ïîñòóïàåò ïîñëåäîâàòåëüíî íà îòðàæàþùóþ ãðàíü ïðÿìîóãîëüíîé ïðèçìû, óñòàíîâëåííîé íà âûõîäíîì çåðêàëå 8, ÷åðåç ïîëóïðîçðà÷íûå ÷àñòè íà ëåâîé è ïðàâîé ïîâåðõíîñòÿõ àçèìóòàëüíîãî çåðêàëà 7 íà îòðàæàþùóþ ãðàíü ïðÿìîóãîëüíîé ïðèçìû, óñòàíîâëåííîé íà âõîäíîì çåðêàëå 8, è ïîñëå îòðàæåíèÿ îò ïîëóïðîçðà÷íîé ÷àñòè ïðàâîé ïîâåðõíîñòè çåðêàëà 7 ââîäèòñÿ ÷åðåç äèàôðàãìó, çàêðåïëåííóþ íà âûõîäíîé ãðàíè ïðèçìû-ðîìáà 6, â ïðèåìíûé òåëåñêîï.  ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè ïðèåìíîãî òåëåñêîïà ôîðìèðóåòñÿ ðàñïðåäåëåíèå èíòåíñèâíîñòè êîíòðîëüíîãî ïó÷êà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, ïî êîòîðîìó îïðåäåëÿþòñÿ ìãíîâåííîå ïîëîæåíèå îïòè÷åñêîé îñè ïåðåäàþùåãî êàíàëà è òåêóùåå çíà÷åíèå åå óãëîâîãî ðàññîãëàñîâàíèÿ ñ îïòè÷åñêîé îñüþ ïðèåìíîãî êàíàëà. Äëÿ ðåãèñòðàöèè ðàñïðåäåëåíèÿ èíòåíñèâíîñòè êîíòðîëüíîãî ïó÷êà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ èñïîëüçóþòñÿ íåñêîëüêî ôîòî÷óâñòâèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà,
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008
53
ñèììåòðè÷íî ðàñïîëîæåííûå îòíîñèòåëüíî öåíòðîâ ñîîòâåòñòâóþùèõ ëèíååê. Ñìåùåíèå öåíòðà äèôðàêöèîííîãî ïÿòíà êîíòðîëüíîãî ïó÷êà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ äàò÷èêîì îòêëîíåíèÿ îïòè÷åñêîé îñè êîíòðîëüíîãî ïó÷êà 39, ñâÿçàííûì ñ áëîêîì âû÷èñëåíèÿ íàïðàâëåíèÿ îïòè÷åñêîé îñè ïåðåäàþùåãî êàíàëà 42. Ðàññ÷èòàííîå â áëîêå 42 çíà÷åíèå òåêóùåãî óãëîâîãî ðàññîãëàñîâàíèÿ îïòè÷åñêèõ îñåé ïåðåäàþùåãî è ïðèåìíîãî êàíàëîâ òðàíñëèðóåòñÿ ÷åðåç öåíòðàëüíûé áëîê óïðàâëåíèÿ 44 â áëîê óïðàâëåíèÿ 25 îòðàæàòåëüíûì çåðêàëîì äåôëåêòîðà 23. Ñ áëîêîì óïðàâëåíèÿ 25 ñâÿçàí áûñòðîäåéñòâóþùèé äâóõêîîðäèíàòíûé äàò÷èê ïîëîæåíèÿ 24 îòðàæàòåëüíîãî çåðêàëà äåôëåêòîðà, êîòîðûé êîíòðîëèðóåò òî÷íîñòü èñïîëíåíèÿ êîìàíä óïðàâëåíèÿ α′ è β′. Ïåðå÷èñëåííûå âûøå óçëû, ñëóæàùèå äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ êîíòðîëüíîãî ïó÷êà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, îïðåäåëåíèÿ åãî ïàðàìåòðîâ è ïîñëåäóþùåé îáðàáîòêè, à òàêæå äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ óïðàâëÿþùèõ êîìàíä, ñîñòàâëÿþò âìåñòå óñòðîéñòâî àâòîìàòè÷åñêîé þñòèðîâêè.
Çîíäèðóþùèé ëàçåð 32 è êîìáèíèðîâàííîå ôîòîïðèåìíîå óñòðîéñòâî 1 ñìîíòèðîâàíû íà íåïîäâèæíîì îñíîâàíèè. Äëÿ êîìïåíñàöèè ïîâîðîòà èçîáðàæåíèÿ îáúåêòîâ â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè ôîòîïðèåìíîãî óñòðîéñòâà, îáóñëîâëåííîãî âðàùåíèåì çåðêàë 7 è 8, â îïòè÷åñêóþ ñèñòåìó ïðèåìíîãî òåëåñêîïà âñòðîåíî óãîëêîâîå çåðêàëî êîìïåíñàòîðà ïîâîðîòà 3, à â ïåðåäàþùèé êàíàë ââåäåíà âðàùàþùàÿñÿ âîêðóã îïòè÷åñêîé îñè ïåðåäàþùåãî êàíàëà ïðèçìà Äîâå 26. Òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ äëÿ ïðèâîäà 4 óãîëêîâîãî çåðêàëà è ïðèâîäà 28 âðàùåíèÿ ïðèçìû Äîâå òàêîâû, ÷òî âåêòîðû ñêîðîñòåé ýòèõ ïðèâîäîâ ðàâíû âçÿòîé ñ îáðàòíûì çíàêîì ïîëóñóììå âåêòîðîâ ñêîðîñòåé âðàùåíèÿ âàëîâ 11 è 13.
Äðóãèå áëîêè è îáîçíà÷åíèÿ íà ñòðóêòóðíîé ñõåìå îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìû, ïðèâåäåííûå íà ðèñ. 1: 33 è 35 – áëîêè íàêà÷êè çîíäèðóþùåãî è ïèëîòíîãî ëàçåðîâ ñîîòâåòñòâåííî, 36 – ãåíåðàòîð-ñèíõðîíèçàòîð, 37 – îïîðíî-êîíòðîëüíûé ôîòîïðèåìíèê, 40 – ýëåêòðîííûé áëîê òåïëîïåëåíãàòîðà, 43 – áëîê ôîðìèðîâàíèÿ òåïëîâîãî èçîáðàæåíèÿ êîíòðîëèðóåìîé çîíû, âûäåëåíèÿ è ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòîâ; 38 – àíàëîãî-öèôðîâîé ïðåîáðàçîâàòåëü ñèãíàëîâ ëàçåðíîãî ëîêàòîðà, 41 – áëîê îáðàáîòêè ñèãíàëîâ ëàçåðíîãî ëîêàòîðà è âûäà÷è äàííûõ ïî ìåñòîïîëîæåíèþ îáúåêòîâ, 45 – óñòðîéñòâî îòîáðàæåíèÿ òåêóùåé èíôîðìàöèè; “Ñõ” – ñèãíàë ñèíõðîíèçàöèè, “Ñò” – ñèãíàë íà÷àëà (ñòàðòà) îòñ÷åòà äàëüíîñòè, ÊØ – êîìàíäíî-èíôîðìàöèîííàÿ øèíà.
Ìíîãîôóíêöèîíàëüíàÿ îïòèêî-ëîêàöèîííàÿ ñèñòåìà ðàáîòàåò ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Ïî êîìàíäå îò öåíòðàëüíîãî áëîêà óïðàâëåíèÿ (ÖÁÓ) 44 îñóùåñòâëÿåòñÿ öèêëè÷åñêîå ñêàíèðîâà-
íèå âåðõíåé ïîëóñôåðû ïðîñòðàíñòâà ñ ïîìîùüþ îòðàæàòåëüíûõ çåðêàë 8 (ïðàâîå) è 7. Äëÿ ýòîãî ïî êîìàíäàì îò ÖÁÓ, òðàíñëèðóåìûì ïî êîìàíäíî-èíôîðìàöèîííîé øèíå â áëîêè óïðàâëåíèÿ 20, 21, 22, 29, 46, ïðèâîäÿòñÿ â äåéñòâèå ñîîòâåòñòâóþùèå ïðèâîäû 17, 18, 19, 4, 28 ïîäâèæíûõ ýëåìåíòîâ ñèñòåìû.  ïðîöåññå ñêàíèðîâàíèÿ êîíòðîëèðóåìîé çîíû òåïëîâîå èçëó÷åíèå îáúåêòîâ ÷åðåç çåðêàëà 8 (ïðàâîå) è 7 ïîñòóïàåò íà âõîä çåðêàëüíî-ëèíçîâîãî îáúåêòèâà 2, óãîëêîâîå çåðêàëî êîìïåíñàòîðà ïîâîðîòà èçîáðàæåíèÿ 3 è äàëåå íà êîìáèíèðîâàííîå ôîòîïðèåìíîå óñòðîéñòâî 1. Êðîìå òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ ñêàíèðóåìûõ ôðàãìåíòîâ êîíòðîëèðóåìîé çîíû, íà âõîä çåðêàëüíî-ëèíçîâîãî îáúåêòèâà 2 ïîñòóïàåò èçëó÷åíèå êîíòðîëüíîãî ïó÷êà ïèëîòíîãî ëàçåðà 34, çàïóñêàåìîãî ïî êîìàíäàì îò ÖÁÓ îäíîâðåìåííî ñ ìîìåíòîì íà÷àëà ðàáîòû îïòèêîëîêàöèîííîé ñèñòåìû. Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ âëèÿíèÿ èçëó÷åíèÿ ïèëîòíîãî ëàçåðà íà ðàáîòó êàíàëîâ òåïëîïåëåíãàòîðà ýòî èçëó÷åíèå ïðîìîäóëèðîâàíî ñ ÷àñòîòîé âûøå âåðõíåé ãðàíèöû ïîëîñû ÷àñòîò êàíàëîâ òåïëîïåëåíãàòîðà.
 ïðîöåññå êðóãîâîãî ïîèñêà îáúåêòîâ âûõîäíûå ñèãíàëû òåïëîïåëåíãàòîðà 40 ïîñòóïàþò â áëîê ôîðìèðîâàíèÿ òåïëîâîãî èçîáðàæåíèÿ êîíòðîëèðóåìîé çîíû, âûäåëåíèÿ è ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòîâ 43 ñèíõðîííî ñ äàííûìè θ è ϕ äàò÷èêîâ 16 è 14 óãëîâîãî ïîëîæåíèÿ âàëîâ âðàùåíèÿ 11 è 13, à òàêæå ïîêàçàíèé ε äàò÷èêà 5 óãëîâîãî ïîëîæåíèÿ óãîëêîâîãî çåðêàëà 3 êîìïåíñàòîðà ïîâîðîòà èçîáðàæåíèÿ. Äàííûå θ è ϕ íåñóò èíôîðìàöèþ ñîîòâåòñòâåííî îá àçèìóòàëüíîì è óãëîìåñòíîì ïîëîæåíèè âåêòîðà îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî êàíàëà. Ïðè îáíàðóæåíèè âîçìîæíîãî îáúåêòà áëîê 43 òðàíñëèðóåò åãî óãëîâûå êîîðäèíàòû θîá è ϕîá â ÖÁÓ 44. ÖÁÓ ôîðìèðóåò òðàåêòîðèþ ïåðåõîäà ïðèâîäà 17 â ñîñòîÿíèå ϕ = ϕîá, è â ìîìåíò ñîâïàäåíèÿ êîîðäèíàò âåêòîðà îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî êàíàëà θ, ϕ ñ êîîðäèíàòàìè îáúåêòà θîá, ϕîá ôîðìèðóåòñÿ, ñ òðåáóåìûì óïðåæäåíèåì âî âðåìåíè, èìïóëüñ çàïóñêà çîíäèðóþùåãî ëàçåðà 32. Âåëè÷èíà óïðåæäåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ óãëîâûì ñäâèãîì äèàãðàìì íàïðàâëåííîñòè òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà, òåêóùåé ñêîðîñòüþ ñêàíèðîâàíèÿ ñèñòåìîé ïðîñòðàíñòâà ïî àçèìóòó è àïïàðàòíûì âðåìåíåì çàäåðæêè ôîðìèðîâàíèÿ çîíäèðóþùåãî èìïóëüñà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ. Îïîðíî-êîíòðîëüíûé ôîòîïðèåìíèê 37 ôèêñèðóåò ìîìåíò ãåíåðàöèè çîíäèðóþùåãî èìïóëüñà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ è òðàíñëèðóåò â áëîê 41 ñèãíàë íà÷àëà îòñ÷åòà äàëüíîñòè.
Ñôîðìèðîâàííûé çîíäèðóþùèé ïó÷îê ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ïîñëåäîâàòåëüíî ïðîõîäèò ôîðìèðóþùèé òåëåñêîï 30, ïðèçìó Äîâå 26 (âðàùåíèå êîòîðîé îñóùåñòâëÿåòñÿ ïî êîìàíäàì îò ÖÁÓ), îòðà-
54 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008
æàòåëüíîå çåðêàëî 23, âûõîäíîé òåëåñêîï 48, ëåâóþ îòðàæàòåëüíóþ ïîâåðõíîñòü çåðêàëà 7, ëåâîå çåðêàëî 8 óãëîìåñòíîãî íàâåäåíèÿ è íàïðàâëÿåòñÿ â ðàñ÷åòíóþ òî÷êó ìåñòîïîëîæåíèÿ âîçìîæíîãî îáúåêòà. Ïðè íàëè÷èè ðåàëüíîãî îáúåêòà îòðàæåííîå ëàçåðíîå èçëó÷åíèå çîíäèðóþùåãî ïó÷êà ïðèíèìàåòñÿ ïðàâûì çåðêàëîì 8 è, îòðàæàÿñü íà ïðàâîé îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòè çåðêàëà 7, íàïðàâëÿåòñÿ â ïðèåìíûé òåëåñêîï, êîòîðûé ôîêóñèðóåò èçëó÷åíèå íà ôîòî÷óâñòâèòåëüíûå ýëåìåíòû ëàçåðíîãî ëîêàòîðà, ñìîíòèðîâàííûå íà îáùåé ïîäëîæêå êîìáèíèðîâàííîãî ôîòîïðèåìíîãî óñòðîéñòâà 1. Äàëåå ïðîäåòåêòèðîâàííûå ñèãíàëû èçëó÷åíèÿ ïîñòóïàþò íà âõîä àíàëîãî-öèôðîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ 38 è òðàíñëèðóþòñÿ çàòåì â áëîê îáðàáîòêè ñèãíàëîâ è âûäà÷è äàííûõ î ìåñòîïîëîæåíèè îáúåêòîâ 41. Áëîê 41 âû÷èñëÿåò äàëüíîñòü äî îáúåêòà, ïëîùàäü åãî ýôôåêòèâíîé îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòè, óãëîâóþ ñêîðîñòü è óòî÷íÿåò êîîðäèíàòû îáúåêòà. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû îáðàáîòêè ñèãíàëîâ ëàçåðíîãî ëîêàòîðà òðàíñëèðóþòñÿ â öåíòðàëüíûé áëîê óïðàâëåíèÿ 44 è îòîáðàæàþòñÿ íà ìîíèòîðå 45.
Íà ðèñ. 2 ïðåäñòàâëåíû äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà â ðåæèìå öèêëè÷åñêîãî ïîèñêà: öèôðàìè 1 è 2 îáîçíà÷åíû ìãíîâåííûå ïîëÿ çðåíèÿ òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà ñîîòâåòñòâåííî, 3 è 4 – ïîëîñû ïðîñòðàíñòâà, ïðîñìàòðèâàåìûå ñîîòâåòñòâåííî òåïëîïåëåíãàòîðîì è ëàçåðíûì ëîêàòîðîì; 5 è 5′ – îáíàðóæèâàåìûå îáúåêòû, 6 è 7 – íàïðàâëåíèÿ ñêàíèðîâàíèÿ ïî àçèìóòó è óãëó ìåñòà.
 çàâèñèìîñòè îò äåéñòâóþùåé ïðîãðàììû ïîñëå àêòèâíîãî “äîïîèñêà” ìåñòîïîëîæåíèÿ âîçìîæíîãî îáúåêòà áëîê 44 ìîæåò ïåðåéòè â ðåæèì äàëüíåéøåãî ïîèñêà îáúåêòîâ èëè â ðåæèì öèêëè÷åñêîãî
(n – 1)-é âèòîê 4
5′ 56
2 n-é âèòîê
7
(n + 1)-é âèòîê
13
Ðèñ. 2. Äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà â ðåæèìå öèêëè÷åñêîãî ïîèñêà.
(ñ ÷àñòîòîé àçèìóòàëüíîãî ñêàíèðîâàíèÿ) ñîïðîâîæäåíèÿ îáíàðóæåííîãî îáúåêòà.  ðåæèìå ñîïðîâîæäåíèÿ ïðèâîä 19 âàëà âðàùåíèÿ 11, îáåñïå÷èâàþùåãî ñêàíèðîâàíèå îïòèêî-ëîêàöèîííîé ñèñòåìîé ïðîñòðàíñòâà ïî àçèìóòó, ïðîäîëæàåò ðàâíîìåðíîå âðàùåíèå, à òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ äëÿ ïðèâîäà 17 âàëà âðàùåíèÿ 13 ôîðìèðóþòñÿ òàê, ÷òîáû îòñëåæèâàòü îáúåêò ïî åãî óãëîìåñòíîé êîîðäèíàòå. Ïðè ñîâïàäåíèè óãëîìåñòíîé è àçèìóòàëüíîé êîîðäèíàò âåêòîðà îïòè÷åñêîé îñè ñ êîîðäèíàòàìè îáúåêòà îñóùåñòâëÿåòñÿ çàïóñê çîíäèðóþùåãî ëàçåðà ñ ó÷åòîì òðåáóåìîãî óïðåæäåíèÿ ïî âðåìåíè.
Èç ðåæèìà öèêëè÷åñêîãî ñîïðîâîæäåíèÿ ñèñòåìà ìîæåò ïåðåéòè â ðåæèì ïðîäîëæåíèÿ ïîèñêà îáúåêòîâ èëè â ðåæèì òî÷íîãî ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòîâ ñ âûñîêîé ÷àñòîòîé îáíîâëåíèÿ èíôîðìàöèè.
Ïåðåõîä â ðåæèì òî÷íîãî ñîïðîâîæäåíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ óïðàâëÿåìûì òîðìîæåíèåì ïðèâîäà 19 âàëà âðàùåíèÿ 11, îáåñïå÷èâàþùåãî ñêàíèðîâàíèå ïî àçèìóòó, ïðè òðàåêòîðíûõ çàäàíèÿõ äëÿ ïðèâîäà 17 âàëà âðàùåíèÿ 13, ôîðìèðóåìûõ òàê, ÷òîáû âûðàâíÿòü óãëîâûå âåêòîðû ñêîðîñòåé âðàùåíèÿ âàëà 13 è èçìåíåíèÿ óãëîìåñòíîé êîîðäèíàòû îáúåêòà (“óäåðæàíèå” óãëîìåñòíîé êîîðäèíàòû îáúåêòà). Íà ïîñëåäíåì âèòêå òîðìîæåíèÿ ÖÁÓ 44 ìåíÿåò òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ ïðèâîäàì óãîëêîâîãî çåðêàëà êîìïåíñàòîðà ïîâîðîòà èçîáðàæåíèÿ 4 è ïðèçìû Äîâå 26, êîòîðûå ïåðåõîäÿò â ðåæèì ñèíõðîííîãî ðàâíîìåðíîãî âðàùåíèÿ. Ïðè ðàâåíñòâå âåêòîðîâ óãëîâûõ ñêîðîñòåé îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî êàíàëà ñèñòåìû è îáúåêòà òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ äëÿ ïðèâîäà óãîëêîâîãî çåðêàëà êîìïåíñàòîðà ïîâîðîòà èçîáðàæåíèÿ 4 ôîðìèðóþòñÿ òàê, ÷òîáû îñóùåñòâèòü ðàäèàëüíóþ ðàçâåðòêó èçîáðàæåíèÿ êîíòðîëèðóåìîé çîíû.  ýòîì ñëó÷àå òåïëîïåëåíãàòîð êðóãîâîãî îáçîðà ïðåîáðàçóåòñÿ â òåïëîïåëåíãàòîð ñåêòîðíîãî îáçîðà ñî “ñëåïûì” ïÿòíîì â öåíòðå îáçîðà (“ñëåïîå” ïÿòíî âîçíèêàåò èç-çà òîãî, ÷òî öåíòðû ëèíååê ôîòî÷óâñòâèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà ñìåùåíû îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà). Çîíà “ñëåïîãî ïÿòíà” (ñì. ðèñ. 3) ÿâëÿåòñÿ çîíîé àêòèâíîãî ïîèñêà îáúåêòîâ çîíäèðóþùèì ïó÷êîì ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, äèàãðàììà íàïðàâëåííîñòè êîòîðîãî ñêàíèðóåò “ñëåïîå” ïÿòíî ïî çàäàííîé òðàåêòîðèè, ôîðìèðóåìîé áëîêîì óïðàâëåíèÿ óñòðîéñòâîì 25, îòêëîíÿþùèì ïó÷îê ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ. (Íà ðèñ. 3 èñïîëüçîâàíû ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ: 1 – öåíòð “ñëåïîãî” ïÿòíà, 2 – íàïðàâëåíèå ðàäèàëüíîé ðàçâåðòêè, 3 – òðàåêòîðèÿ ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòà â ïðèåìíîé ïëîñêîñòè ïðè ÷àñòîòíîé ëàçåðíîé ëîêàöèè.) Òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ äëÿ ïðèâîäîâ 19 è 17 âàëîâ âðàùåíèÿ 11 è 13 ôîðìèðóþòñÿ òàê, ÷òîáû ñîâìåñòèòü êîîðäèíàòû
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008
55
3
2
1 Ðèñ. 3. Äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè òåïëîïåëåíãàòîðà è ëàçåðíîãî ëîêàòîðà â ðåæèìå òî÷íîãî ñîïðîâîæäåíèÿ.
âåêòîðà îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî êàíàëà (öåíòð “ñëåïîãî” ïÿòíà) ñ óãëîâûìè êîîðäèíàòàìè îáúåêòà. Ïðè ñðûâå àêòèâíîãî ñîïðîâîæäåíèÿ, ò. å. åñëè îáúåêò íàõîäèòñÿ âíå “ñëåïîãî” ïÿòíà, ñèãíàë îò îáúåêòà ðåãèñòðèðóåòñÿ òåïëîïåëåíãàòîðîì ñåêòîðíîãî îáçîðà.  ýòîì ñëó÷àå òðàåêòîðíûå çàäàíèÿ äëÿ ïðèâîäîâ 19 è 17 ôîðìèðóþòñÿ òàê, ÷òîáû ïåðåìåñòèòü öåíòð “ñëåïîãî” ïÿòíà è ñîâìåñòèòü êîîðäèíàòû âåêòîðà îïòè÷åñêîé îñè ïðèåìíîãî êàíàëà ñ óãëîâûìè êîîðäèíàòàìè îáúåêòà.
Ïî îêîí÷àíèè ðåæèìà òî÷íîãî ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòà èëè ïðè ïîëíîé ïîòåðå îáúåêòà îïòèêî-ëîêàöèîííàÿ ñèñòåìà ìîæåò ïåðåéòè â ðåæèì “äîïîèñêà” ïîòåðÿííîãî îáúåêòà â áëèæàéøèõ îêðåñòíîñòÿõ, âçÿòü íà òî÷íîå ñîïðîâîæäåíèå äðóãîé îáúåêò èëè âåðíóòüñÿ â ðåæèì êðóãîâîãî îáçîðà êîíòðîëèðóåìîé çîíû.
Ðåàëèçóåìîñòü ïðåäëîæåííîé ñòðóêòóðíîé ñõåìû ïîäòâåðæäåíà ñîçäàííûì ìàêåòíûì îáðàçöîì, îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè êîòîðîãî ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå.
Ïðè âñåé ñëîæíîñòè ðåàëèçàöèè ïðåäëîæåííîãî òåõíè÷åñêîãî ðåøåíèÿ ïðåäñòàâëåííàÿ îïòèêîëîêàöèîííàÿ ñèñòåìà èìååò ãëàâíîå äîñòîèíñòâî – ìíîãîôóíêöèîíàëüíîñòü. Îíà ñïîñîáíà âåñòè ïîèñê îáúåêòîâ â ïàññèâíîì è àêòèâíîì ðåæèìàõ â êðóãîâîé çîíå, îñóùåñòâëÿòü ñîïðîâîæäåíèå ìíî-
Õàðàêòåðèñòèêè (ïàðàìåòðû) ìàêåòíîãî îáðàçöà
Õàðàêòåðèñòèêà (ïàðàìåòð)
Çíà÷åíèå
Ñïåêòðàëüíûé äèàïàçîí ïàññèâíîãî êàíàëà, ìêì
Äëèíà âîëíû àêòèâíîãî êàíàëà, ìêì
Ðàçìåð êîíòðîëèðóåìîé çîíû, ãðàä
Âðåìÿ îáçîðà êîíòðîëèðóåìîé çîíû, ñ
Ñêîðîñòü àçèìóòàëüíîé ðàçâåðòêè, ðàä/ñ (îáîðîò/ñ)
Øàã ñïèðàëüíîé ðàçâåðòêè, ãðàä
×èñëî êàíàëîâ òåïëîïåëåíãàòîðà
×èñëî êàíàëîâ ïðèåìà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ
Äèàìåòð âõîäíîãî çðà÷êà, ìì
Îáíàðóæèòåëüíàÿ ñïîñîáíîñòü ÔÏÓ â ìàêñèìóìå ñïåêòðàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè, Âò–1 ñì Ãö1/2
Ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ óãëîâûõ êîîðäèíàò, ìðàä
Ðàñ÷åòíàÿ ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ äàëüíîñòè, ì
Ðàñ÷åòíàÿ äàëüíîñòü äåéñòâèÿ, êì
8–14
10,6 360×60
8 äî 44 (7)
1 26 8 125 4×1010
± 0,5
± 15
15
ãèõ îáúåêòîâ ïðè îòñóòñòâèè âíåøíåãî öåëåóêàçàíèÿ, îïðåäåëÿòü ìåñòîïîëîæåíèå è ñêîðîñòè äâèæóùèõñÿ îáúåêòîâ.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. Ìàòâååâ È.Í., Ïðîòîïîïîâ Â.Â., Òðîèöêèé È.Í., Óñòèíîâ Í.Ä. Ëàçåðíàÿ ëîêàöèÿ / Ïîä ðåä. Óñòèíîâà Í.Ä. Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1984. 272 ñ.
12. Êîçèíöåâ Â.È., Áåëîâ Ì.Ë., Îðëîâ Â.Ì., Ãîðîäíè÷åâ Â.À., Ñòðåëêîâ Á.Â. Îñíîâû èìïóëüñíîé ëàçåðíîé ëîêàöèè / Ïîä ðåä. Ðîæäåñòâèíà Â.Í. Ì.: Èçä-âî ÌÃÒÓ èì. Í.Ý. Áàóìàíà, 2006. 512 ñ.
13. Ïðèëèïêî À.ß., Ïàâëîâ Í.È., Ëåâ÷åíêî Â.Í. Ìíîãîôóíêöèîíàëüíàÿ îïòèêî-ëîêàöèîííàÿ ñèñòåìà // Ïàòåíò Ðîññèè ¹ 2292566. 2007.
14. Ëëîéä Äæ. Ñèñòåìû òåïëîâèäåíèÿ. Ì.: Ìèð, 1978. 414 ñ.
56 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 4, 2008