WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Для восстановления относительного положения «блестящих» точек, расположенных на левом (правом) крыле, используется метод Гудмена. В этом случае «блестящая» точка, образованная правым (левым) двигателем, является точечным отражателем, необходимым, в соответствии с методом Гудмена, для получения изображения «блестящих» точек, расположенных на левом крыле (правом крыле).

Чтобы исключить влияние близких к двигателям «блестящих» точек, которые усложняют восстанавливаемое изображение, используется высокочастотная фильтрация (исключаются низкочастотные гармоники) на выходе каждого из двух временных фильтров.

На выходе ВЧ фильтров в соответствии с методом Гудмена осуществляется операция дискретного преобразования Фурье (ДПФ) и стыковка результатов друг с другом.

В соответствии с вышесказанным схема обработки распределения интенсивности сигнала выглядит следующим образом (рис. 6).

ВФ ФВЧ ДП Ф J(t) Совместный ВФ ФВЧ ДП анализ Ф ВФ ДП Ф Рис. В четвертой главе предлагается метод наблюдения удаленных объектов, не обладающих достаточно сильным отражением энергии в радиодиапазоне (например, неметаллические беспилотные летательные аппараты, а также наблюдение подводных объектов) при помощи информационных систем оптического диапазона с гармонической модуляцией излучения.

Использование в качестве носителя информации огибающей оптического излучения значительно уменьшает влияние искажений, вызываемых неоднородностями и турбулентностью на трассе распространения излучения.

Рис. 7. Взаимное расположение систем координат в пространстве предмета VП и в пространстве оптико-электронной системы F Использование излучения оптического диапазона с гармонической амплитудной модуляцией (АМ) или модуляцией по интенсивности (МИ) на радиочастоте уменьшает степень неоднозначности при определении бинарных отношений элементов структуры удаленного объекта в направлении оптической оси z (рис. 7), обусловленной малой длиной волны оптического сигнала.

Формирование переменной составляющей, отображающей бинарное отношение i-го и j-го элементов ij, в пространстве F (рис. 7) происходит аналогично сложению полей на несущей частоте излучения: например, для отражённых от двух точек сигналов с гармонической модуляцией по интенсивности J J01 msin 2fM t (J – интенсивность излучения) при некогерентном суммировании сигналов на фоточувствительной поверхности фотодетектора результирующая интенсивность равна J J J0 j mJ sin2fM t i mJ sin2fM t 0i 0i 0 j j J0 J sin2fM t ; J J J (5) M 0 0i oj 2 J J J 2J J cos i ;

m mi mj mi mj j J sin i J sin mi mj j tg ; Jmi mJ0i ; J mJ mj 0 j J cosi J cos mi mj j Исследуется влияние фазовых искажений Ф на относительную яркость возникающих с ростом величины искажений ложных точек в пространстве VИ.

Увеличение числа суммируемых сигналов приводит к ослаблению влияния фазовых искажений (сравнивались апертуры с числом элементов 32х32 и 64х64), однако пороговые значения флуктуаций фазы ФП, определяемые как область резкого возрастания зависимости относительной яркости ложных точек от Ф, практически не изменяются.

Определен критерий выбора частоты модуляции fM на основе величины предельных флюктуаций фазы.

Определено пороговое значение флуктуаций фазы, равное ФП 2 2.5 рад.

Неоднородности и турбулентность на трассе распространения электромагнитной волны приводят к тому, что помимо рассеяния и поглощения излучения наблюдаются изменения t во времени его распространения и связанные с ними флуктуации фазы на трассе распространения (фтр), оказывающие существенное искажающее влияние на фазу сигнала. Очевидно, что чем ниже частота электромагнитного излучения, тем меньше отношение t /T (T – период излучения) и, следовательно, меньше среднеквадратическое значение флуктуаций фазы на трассе. Поэтому использование в качестве носителя информации огибающей оптического излучения, частота которой на несколько порядков ниже (радиодиапазон) и, следовательно, отношение t /TM (TM – период модуляции) существенно меньше, значительно уменьшает влияние искажения фазы сигнала, вызываемых неоднородностями и турбулентностью на трассе его распространения.

Среднеквадратическая величина флуктуаций фазы равна 2 Ф Ф.ТР Ф.Ф, (6) где фф – среднеквадратические значения флуктуаций фазы из-за ошибок в измерении фазы, обусловленных шумами электронного тракта и погрешностями измерителя фазы.

Предельные значения fM обусловлены необходимостью выполнения условия Ф ФП.

Произведена оценка разрешения двух отражателей рассматриваемым в работе методом. Например, при x=1 см, расстоянии между окнами приема сигнала b 20 м и fM 0,2 ГГц разность фаз от двух отражателей превышает 0,1, что больше погрешности измерителей фазы.

Актуальной задачей является наблюдение морских подводных объектов, что в сантиметровом радиодиапазоне является невозможным. Излучение оптического диапазона дает возможность наблюдения объектов под водой, однако, даже небольшое волнение морской поверхности вызывает сильное искажение фазовой составляющей сигнала. По результатам моделирования на рис. 8 представлены значения относительной разности времени распространения сигнала t /TM при наблюдении объекта в воде на разной глубине l на дальности 500 м. Из-за волнения морской поверхности принимаемый разными окнами сигнал проходит разное расстояние в воде. При этом возникает задержка одного сигнала относительно другого из-за разной скорости распространения света в воде и в воздухе. Здесь расстояние между окнами приема сигнала b 20 м, амплитуда морской волны АМВ 1м, период ТМВ 5м (рис. 8 (а)), амплитуда морской волны АМВ 0,1м, период ТМВ 1м (рис. 8 (б)).

Рис. 8 (а) Рис. 8 (б) Значения относительной разности времени распространения сигнала при а) АМВ 1 м, ТМВ 5 м, б) АМВ 0,1 м, ТМВ 1 м.

Приведенные значения t /TM позволяют качественно оценить ожидаемые результаты по восстановлению изображения подводных объектов.

Описана возможность по созданию синтезированной апертуры с помощью оптических систем с малым числом каналов в зоне Фраунгофера.

Рис. 9. Синтезированная апертура fM 1, fM 2 fMm На рис. 9 представлена четырёхоконная система, позволяющая создать крестообразную синтезированную апертуру по осям и. Для этой цели частота fM изменяется. Так как отражение сигнала от объекта определяется несущей частотой, т.е.

частотой оптического излучения, то диаграмма отражения не изменяется при разных fM.

Изменение же частоты fM эквивалентно смещению окон по осям и. При использовании m частот модуляции (т.е. имеется набор значений fM 1, fM 2 fMm ) в пространстве FM реализуется многооконное преобразование с количеством окон 2m по осям и.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 1. Разработан способ формирования структурного изображения удаленного объекта на основе метода голограммы интенсивности. Предложенный метод заключается в формировании структурного изображения наблюдаемого объекта на основе пространственного распределения интенсивности сигнала. Получены необходимые зависимости и соотношения для определения разрешающей способности системы и требований к ее энергетике.

2. Описана методика обобщенного описания структурного изображения наблюдаемого объекта в его системе координат на основе использования бинарных отношений между элементами конструкций объекта, дающими сильный отраженный сигнал.

3. Сделана оценка эффективности рассматриваемого метода на базе проведенного моделирования по определению положения «блестящих» точек и их яркости.

4. Подтверждена практическая ценность формирования некоординатной информации по методу голограммы интенсивности на примере определения геометрических параметров самолета В-26.

5. Предложено практическое приложение интерференционного метода получения информации об удаленных объектах – поиск пропавших самолетов, позволяющий, вопервых, существенно сократить время поиска, во-вторых, проводить поиск в сложных метеоусловиях и в ночное время суток, при которых метод визуального поиска невозможен.

6. Разработан способ формирования структурного изображения удаленного объекта на основе «окрашенных» «блестящих» точек и метода Гудмена.

7. Разработан метод регистрации параметров удаленных объектов с помощью оптических систем с модулированным по интенсивности излучением, позволяющий решать следующие задачи:

формирование изображения объектов, не обладающих достаточным отражением в радиодиапазоне;

формирование изображения объектов, находящихся под водой;

формирование изображения объектов, обладающих «блестящими» точками в оптическом диапазоне (оптико-электронные приборы обычной и специальной техники).

Определены требования по выбору частоты модуляции.

8. Разработана методика расчета ЭПР реальных объектов, содержащих хорошо отражающие элементы конструкции с известными характеристиками отражающих свойств, позволяющая проводить быструю оценку диаграммы переизлучения, не требующая больших вычислительных затрат.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК России 1. Г.В. Меркишин, Д.С. Потапов. Оптико-электронные информационные системы с модулированным излучением. //Информационно-измерительные и управляющие системы. 2007. № 11.

2. М.С. Орлов, С.А. Винокуров, Д.С. Потапов. Расчёт параметров зон обзора поверхности Земли и их связь с размерами поля отображения бортового индикатора в авиационных РЛС. - М.: Радиотехника, 2007 – №11.

Публикации в других изданиях 3. Д.М. Гончаров, М.А. Наумов, Д.С. Потапов, И.В. Сливин. «Анализ и синтез радиосистем поиска пропавших самолетов». Радиоэлектроника, электроника и энергетика // Десятая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тез. докл. – М.:МЭИ, 2004.

4. Потапов Д.С., Меркишин Г.В. «Система радиовидения технических объектов (объектов с металлической поверхностью) на базе амплитудной информации».

Радиоэлектроника, электроника и энергетика // Одиннадцатая международная научнотехническая конференция студентов и аспирантов: Тез. докл. – М.:МЭИ, 2005. Т. 1.

5. Г.В. Меркишин, Д.С. Потапов. «Комплексные системы формирования изображений удаленных объектов». 4-я международная конференция «Авиация и космонавтика-2005». 10 – 13 октября 2005 года. Москва. Тезисы докладов. – М.: Изд-во МАИ, 2005. – 168 с.

6. Г.В. Меркишин, В.В. Попов, Д.С. Потапов. «Системы радиовидения с повышенным разрешением на основе голограммы интенсивности и метода Гудмена».

Труды IV молодежной научно-технической конференции «Радиолокация и связь – перспективные технологии». – М.: 17 – 18 марта, ОАО «Радиофизика», 2005.

7. Г.В. Меркишин, Д.С. Потапов. «Система радиовидения технических объектов».

Проектирование, конструирование и производство авиационной техники / Под ред.

Проф. Ю.Ю. Комарова. – М.: Изд-во МАИ, 2005. – 340 с.: ил.

8. Афонин К. Н., Евстигнеев В. Л., Меркишин Г. В., Потапов Д. С.

«Интерференционные системы для определения геометрических параметров удаленного объекта». Конференция КрыМиКо'2007. Тезисы докладов. – Севастополь, 2007.

9. Афонин К. Н., Евстигнеев В. Л., Меркишин Г. В., Потапов Д. С. «Влияние помех в быстродействующих интерференционных измерителях». Конференция КрыМиКо'2007.

Тезисы докладов. – Севастополь, 2007.

10. Г.В. Меркишин, В.В. Попов, Д.С. Потапов. «Системы радиовидения на основе метода голограммы интенсивности». Труды VI молодежной научно-технической конференции «Радиолокация и связь – перспективные технологии». – М.: ОАО «Радиофизика», 2008.

11. Г.В. Меркишин, В.В. Попов, Д.С. Потапов. «Системы видения под водой с модулированным оптическим излучением». Труды VI молодежной научно-технической конференции «Радиолокация и связь – перспективные технологии». – М.: ОАО «Радиофизика», 2008.

12. Г.В. Меркишин, Д.С. Потапов. «Устройство формирования изображения подводных объектов». Патент на полезную модель №69647.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»