RU2357271C1 - Optical range bearing finder - Google Patents
Optical range bearing finder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2357271C1 RU2357271C1 RU2008107020/28A RU2008107020A RU2357271C1 RU 2357271 C1 RU2357271 C1 RU 2357271C1 RU 2008107020/28 A RU2008107020/28 A RU 2008107020/28A RU 2008107020 A RU2008107020 A RU 2008107020A RU 2357271 C1 RU2357271 C1 RU 2357271C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical system
- input
- output
- receiving optical
- beam splitter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано для определения угловых координат различных удаленных отражающих или излучающих в оптическом диапазоне объектов.The invention relates to optical technology and can be used to determine the angular coordinates of various distant objects reflecting or radiating in the optical range.
Известен угломерный инструмент, называемый астрономическим посохом [1], представляющий собой трость с визиром и с нанесенной вдоль трости шкалой. На трости укреплена с возможностью перемещения вдоль трости поперечная планка с двумя визирами на ее концах. Передвигая поперечную планку вдоль трости, необходимо совместить визир, находящийся на трости у глаза наблюдателя, и визир на левом конце поперечной планки таким образом, чтобы они совпали с направлением на первую звезду, а визир, находящийся у глаза наблюдателя, и визир на правом конце поперечной планки необходимо совместить таким образом, чтобы они совпали с направлением на вторую звезду. Отсчет положения поперечной планки по шкале, нанесенной на трость, дает угловое расстояние между звездами. Недостаток известного технического решения заключается в низкой точности измерений.Known goniometer tool, called the astronomical staff [1], which is a cane with a sight and with a scale applied along the cane. On the cane, a transverse bar with two viziers at its ends is fixed with the possibility of movement along the cane. Moving the transverse bar along the cane, it is necessary to combine the sight on the cane at the eye of the observer and the sight on the left end of the cross in such a way that they coincide with the direction to the first star, and the sight on the right of the observer and the sight on the right end of the The planks must be combined so that they coincide with the direction to the second star. Counting the position of the transverse bar on a scale printed on a cane gives the angular distance between the stars. A disadvantage of the known technical solution is the low accuracy of the measurements.
Известны также многочисленные варианты угломерных устройств, например, теодолиты [2], гониометры [3], секстанты [4], в которых измерение углов осуществляется с помощью угловой шкалы или ее части. Недостатком таких устройств является низкая точность измерений.Numerous variants of goniometric devices are also known, for example, theodolites [2], goniometers [3], sextants [4], in which angles are measured using an angular scale or part thereof. The disadvantage of such devices is the low accuracy of the measurements.
Известны различные варианты оптических пеленгаторов, например, описанное в [5] техническое решение, в котором малое зеркало телескопа, приводимое в движение электродвигателем, осуществляет круговое движение сфокусированного пятна по матрице фотоприемников. Подсветка объекта осуществляется импульсным лазером. Система обработки осуществляет подсчет числа импульсов на выходе каждого элемента матрицы фотоприемников и рассчитывает угловые координаты объекта. Недостатки описанного пеленгатора заключаются в низком быстродействии, обусловленном необходимостью механического движения малого зеркала телескопа и в сложности обработки сигналов с матрицы фотоприемников.Various variants of optical direction finders are known, for example, the technical solution described in [5], in which a small telescope mirror, driven by an electric motor, performs circular motion of the focused spot along the photodetector array. The object is illuminated by a pulsed laser. The processing system calculates the number of pulses at the output of each element of the photodetector array and calculates the angular coordinates of the object. The disadvantages of the described direction finder are its low speed, due to the need for mechanical movement of a small telescope mirror and the complexity of processing signals from an array of photodetectors.
Известен оптический пеленгатор [6], содержащий последовательно расположенные на оптической оси приемную оптическую систему, приводимый в движение электродвигателем полудисковый модулятор, выполненный в форме вращающейся вокруг оптической оси непрозрачной пластины, имеющей форму полукруга, и фотоприемник, а также последовательно соединенные фильтр и измеритель разности фаз, причем выход фотоприемника соединен с входом фильтра, синхронизующий выход электродвигателя соединен с вторым входом измерителя разности фаз, середина прямого края полудиска совмещена с оптической осью, а фильтр настроен на пропускание гармонического сигнала с частотой, равной частоте вращения полудиска. Недостатком известного технического решения является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью механического вращения полудиска. Кроме того, известный оптический пеленгатор позволяет определить только угловую полярную координату положения сфокусированного пятна на фокальной плоскости приемной оптической системы, то есть направление отклонения волнового вектора принимаемого оптического излучения от оптической оси приемной оптической системы, а для однозначного определения направления прихода оптического излучения необходимо определять также и радиальную полярную координату положения сфокусированного пятна на фокальной плоскости, то есть величину отклонения волнового вектора принимаемого оптического излучения от оптической оси приемной оптической системы.A known optical direction finder [6], comprising a receiving optical system sequentially located on the optical axis, a half-disk modulator, driven by an electric motor, made in the form of an opaque plate having the shape of a semicircle rotating around the optical axis, and a photodetector, as well as a filter and a phase difference meter connected in series moreover, the output of the photodetector is connected to the input of the filter, the synchronizing output of the electric motor is connected to the second input of the phase difference meter, the middle is direct to Single half-disk is aligned with the optical axis, and the filter tuned to a harmonic transmission signal with a frequency equal to the rotational frequency of half-disk. A disadvantage of the known technical solution is the low speed due to the need for mechanical rotation of the half-disk. In addition, the known optical direction finder allows you to determine only the angular polar coordinate of the position of the focused spot on the focal plane of the receiving optical system, that is, the direction of deviation of the wave vector of the received optical radiation from the optical axis of the receiving optical system, and to uniquely determine the direction of arrival of optical radiation it is also necessary to determine the radial polar coordinate of the position of the focused spot on the focal plane, i.e. the deviation tions of the wave vector of the received optical radiation from the optical axis of the receiving optical system.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является описанный в [7] оптический пеленгатор, содержащий фокусирующую приемную оптическую систему, два поляризатора, два светоделителя, поглощающий клин, ротационный клин, три фотоприемника, два усилителя, два делителя, преобразователь и регистрирующий блок, при этом фокусирующая приемная оптическая система, первый поляризатор, первый светоделитель, поглощающий клин, ротационный клин, второй светоделитель, второй поляризатор и первый фотоприемник расположены последовательно на оптической оси, причем второй фотоприемник расположен на пути отраженного от первого светоделителя луча, третий фотоприемник расположен на пути отраженного от второго светоделителя луча, выход первого фотоприемника соединен с входом первого усилителя, выход первого усилителя соединен с первым входом первого делителя, выход первого делителя соединен с входом преобразователя, выход третьего фотоприемника соединен с входом второго усилителя, выход второго усилителя соединен с первым входом второго делителя и вторым входом первого делителя, выход второго фотоприемника соединен с вторым входом второго делителя, градиент пропускания поглощающего клина параллелен оси Х фокальной плоскости фокусирующей приемной оптической системы, градиент угла поворота ротационного клина параллелен оси Y фокальной плоскости фокусирующей приемной оптической системы, выход второго делителя соединен с первым входом регистрирующего блока, а выход преобразователя соединен с вторым входом регистрирующего блока.The closest in technical essence to the claimed device is the optical direction finder described in [7], which contains a focusing receiving optical system, two polarizers, two beam splitters, an absorbing wedge, a rotation wedge, three photodetectors, two amplifiers, two dividers, a converter and a recording unit, this focusing receiving optical system, a first polarizer, a first beam splitter, an absorbing wedge, a rotary wedge, a second beam splitter, a second polarizer and a first photodetector are located preferably on the optical axis, the second photodetector located on the path of the beam reflected from the first beam splitter, the third photodetector located on the path of the beam reflected from the second beam splitter, the output of the first photodetector connected to the input of the first amplifier, the output of the first amplifier connected to the first input of the first divider, the output of the first divider connected to the input of the converter, the output of the third photodetector is connected to the input of the second amplifier, the output of the second amplifier is connected to the first input of the second divider and the second input the first divider, the output of the second photodetector is connected to the second input of the second divider, the transmission gradient of the absorbing wedge is parallel to the X axis of the focal plane of the focusing receiving optical system, the rotation angle gradient of the rotation wedge is parallel to the Y axis of the focal plane of the focusing receiving optical system, the output of the second divider is connected to the first input of the recording unit, and the output of the converter is connected to the second input of the recording unit.
Недостаток известного оптического пеленгатора заключается в низкой достоверности измерений, что обусловлено появлением погрешности измерений при нахождении в поле зрения фокусирующей приемной оптической системы более одного отражающего (или светящегося) объекта.A disadvantage of the known optical direction finder is the low reliability of the measurements, which is due to the appearance of measurement errors when more than one reflecting (or luminous) object is in the field of view of the focusing receiving optical system.
Задачей изобретения является повышение достоверности измерений.The objective of the invention is to increase the reliability of measurements.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в известное устройство, содержащее фокусирующую приемную оптическую систему, два поляризатора, два светоделителя, поглощающий клин, ротационный клин, три фотоприемника, два усилителя, два делителя, преобразователь и регистрирующий блок, при этом фокусирующая приемная оптическая система, первый поляризатор, первый светоделитель, поглощающий клин, ротационный клин, второй светоделитель, второй поляризатор и первый фотоприемник расположены последовательно на оптической оси, причем второй фотоприемник расположен на пути отраженного от первого светоделителя луча, третий фотоприемник расположен на пути отраженного от второго светоделителя луча, выход первого фотоприемника соединен с входом первого усилителя, выход первого усилителя соединен с первым входом первого делителя, выход первого делителя соединен с входом преобразователя, выход третьего фотоприемника соединен с входом второго усилителя, выход второго усилителя соединен с первым входом второго делителя и вторым входом первого делителя, выход второго фотоприемника соединен с вторым входом второго делителя, градиент пропускания поглощающего клина параллелен оси Х фокальной плоскости фокусирующей приемной оптической системы, градиент угла поворота ротационного клина параллелен оси Y фокальной плоскости фокусирующей приемной оптической системы, выход второго делителя соединен с первым входом регистрирующего блока, а выход преобразователя соединен с вторым входом регистрирующего блока, внесены следующие усовершенствования: оно дополнительно содержит вторую фокусирующую приемную оптическую систему, диафрагму, привод диафрагмы, третий светоделитель и окуляр, причем вторая фокусирующая приемная оптическая система, диафрагма и светоделитель расположены последовательно на оптической оси перед фокусирующей приемной оптической системой, диафрагма расположена в фокальной плоскости второй фокусирующей приемной оптической системы, окуляр расположен на пути отраженного от третьего светоделителя луча, а выход привода диафрагмы соединен с управляющим входом диафрагмы.The solution to this problem is provided by the fact that in the known device containing a focusing receiving optical system, two polarizers, two beam splitters, an absorbing wedge, a rotary wedge, three photodetectors, two amplifiers, two dividers, a converter and a recording unit, while the focusing receiving optical system a first polarizer, a first beam splitter, an absorbing wedge, a rotary wedge, a second beam splitter, a second polarizer and a first photodetector are arranged in series on the optical axis, the second the second photodetector is connected to the input of the first amplifier, the output of the first amplifier is connected to the first input of the first divider, the output of the first divider is connected to the input of the converter, the output the third photodetector is connected to the input of the second amplifier, the output of the second amplifier is connected to the first input of the second divider and the second input of the first divider, the output of the second photodetector the receiver is connected to the second input of the second divider, the transmission gradient of the absorbing wedge is parallel to the X axis of the focal plane of the focusing receiving optical system, the rotation angle gradient of the rotation wedge is parallel to the Y axis of the focal plane of the focusing receiving optical system, the output of the second divider is connected to the first input of the recording unit, and the output of the converter connected to the second input of the recording unit, the following improvements are made: it additionally contains a second focusing receiving optical a system, aperture, aperture drive, a third beam splitter and an eyepiece, the second focusing receiving optical system, the diaphragm and a beam splitter being arranged sequentially on the optical axis in front of the focusing receiving optical system, the diaphragm is located in the focal plane of the second focusing receiving optical system, the eyepiece is in the path of the reflected from the third beam splitter, and the output of the diaphragm drive is connected to the control input of the diaphragm.
Такое построение заявляемого пеленгатора оптического диапазона повышает достоверность измерений за счет обеспечения возможности выбирать с помощью диафрагмы один объект, угловые координаты которого необходимо измерить. При этом привод диафрагмы обеспечивает ей возможность изменения размера отверстия и ее положения в фокальной плоскости второй фокусирующей приемной оптической системы.Such a construction of the inventive optical range finder increases the reliability of measurements by providing the ability to select one object with a diaphragm, the angular coordinates of which must be measured. Moreover, the diaphragm drive allows it to change the size of the hole and its position in the focal plane of the second focusing receiving optical system.
Сущность заявленного пеленгатора оптического диапазона поясняется описанием конкретного варианта выполнения и прилагаемым чертежом, на котором приведена схема заявленного устройства.The essence of the claimed optical range finder is illustrated by the description of a specific embodiment and the attached drawing, which shows a diagram of the claimed device.
Пеленгатор оптического диапазона содержит фокусирующую приемную оптическую систему 1, два поляризатора 2 и 3, два светоделителя 4 и 5, поглощающий клин 6, ротационный клин 7, три фотоприемника 8, 9 и 10, два усилителя 11 и 12, два делителя 13 и 14, преобразователь 15 и регистрирующий блок 16, при этом фокусирующая приемная оптическая система 1, первый поляризатор 2, первый светоделитель 4, поглощающий клин 6, ротационный клин 7, второй светоделитель 5, второй поляризатор 3 и первый фотоприемник 8 расположены последовательно на оптической оси, причем второй фотоприемник 9 расположен на пути отраженного от первого светоделителя 4 луча, третий фотоприемник 10 расположен на пути отраженного от второго светоделителя 5 луча, выход первого фотоприемника 8 соединен с входом первого усилителя 11, выход первого усилителя 11 соединен с первым входом первого делителя 13, выход первого делителя 13 соединен с входом преобразователя 15, выход третьего фотоприемника 10 соединен с входом второго усилителя 12, выход второго усилителя 12 соединен с первым входом второго делителя 14 и вторым входом первого делителя 13, выход второго фотоприемника 9 соединен с вторым входом второго делителя 14, градиент пропускания поглощающего клина 6 параллелен оси Х фокальной плоскости фокусирующей приемной оптической системы 1, градиент угла поворота ротационного клина 7 параллелен оси Y фокальной плоскости фокусирующей приемной оптической системы 1, выход второго делителя 14 соединен с первым входом регистрирующего блока 16, а выход преобразователя 15 соединен с вторым входом регистрирующего блока 16. Заявленный пеленгатор оптического диапазона также содержит вторую фокусирующую приемную оптическую систему 17, диафрагму 18, привод 19 диафрагмы 18, третий светоделитель 20 и окуляр 21, причем вторая фокусирующая приемная оптическая система 17, диафрагма 18 и третий светоделитель 20 расположены последовательно на оптической оси перед фокусирующей приемной оптической системой 1, диафрагма 18 расположена в фокальной плоскости второй фокусирующей приемной оптической системы 17, окуляр 21 расположен на пути отраженного от третьего светоделителя 20 луча, а выход привода 19 диафрагмы 18 соединен с управляющим входом диафрагмы 18.The optical direction finder comprises a focusing receiving optical system 1, two polarizers 2 and 3, two beam splitters 4 and 5, an absorbing wedge 6, a rotating wedge 7, three photodetectors 8, 9 and 10, two amplifiers 11 and 12, two dividers 13 and 14, a transducer 15 and a recording unit 16, the focusing receiving optical system 1, the first polarizer 2, the first beam splitter 4, the absorbing wedge 6, the rotary wedge 7, the second beam splitter 5, the second polarizer 3 and the first photodetector 8 located in series on the optical axis, the second fo the receiver 9 is located in the path of the beam reflected from the first beam splitter 4, the third photodetector 10 is located in the path of the beam reflected from the second beam splitter 5, the output of the first photodetector 8 is connected to the input of the first amplifier 11, the output of the first amplifier 11 is connected to the first input of the first divider 13, the output of the first the divider 13 is connected to the input of the Converter 15, the output of the third photodetector 10 is connected to the input of the second amplifier 12, the output of the second amplifier 12 is connected to the first input of the second divider 14 and the second input of the first divider 13, the output the second photodetector 9 is connected to the second input of the second divider 14, the transmission gradient of the absorbing wedge 6 is parallel to the X axis of the focal plane of the focusing receiving optical system 1, the rotation angle gradient of the rotation wedge 7 is parallel to the Y axis of the focal plane of the focusing receiving optical system 1, the output of the second divider 14 is connected to the first input of the recording block 16, and the output of the Converter 15 is connected to the second input of the recording block 16. The claimed direction finder of the optical range also contains a second focus the receiving optical optical system 17, the diaphragm 18, the diaphragm 18 drive 19, the third beam splitter 20 and the eyepiece 21, the second focusing optical receiving system 17, the diaphragm 18 and the third beam splitter 20 located in series on the optical axis in front of the focusing receiving optical system 1, the diaphragm 18 is located in the focal plane of the second focusing receiving optical system 17, the eyepiece 21 is located in the path of the beam reflected from the third beam splitter 20, and the output of the drive 19 of the diaphragm 18 is connected to the control input of the diaphragm 18 .
Пеленгатор оптического диапазона работает следующим образом. Оптическое излучение от удаленного объекта принимается второй фокусирующей приемной оптической системой 17, проходит через отверстие в диафрагме 18 и попадает на третий светоделитель 20. Отраженное от третьего светоделителя 20 оптическое излучение проходит через окуляр 21 и наблюдается оператором, который при наличии в поле зрения нескольких объектов выбирает требуемый объект и с помощью привода 19 диафрагмы 18 регулирует положение отверстия диафрагмы 18 в фокальной плоскости второй фокусирующей приемной оптической системы 17 и размер отверстия диафрагмы 18 таким образом, чтобы через отверстие диафрагмы 18 проходило оптическое излучение только от требуемого объекта. Эта операция может производиться в ручном, автоматическом или полуавтоматическом режимах, во втором случае анализ изображения, выбор требуемого объекта, а также выбор размера отверстия диафрагмы 18 и положение отверстия диафрагмы 18 в фокальной плоскости второй фокусирующей приемной оптической системы 17 осуществляет компьютер. Возможно также осуществление полуавтоматического режима. В полуавтоматическом режиме часть указанных операций выполняет оператор, а остальные операции выполняет компьютер.The optical range finder operates as follows. Optical radiation from a distant object is received by the second focusing receiving optical system 17, passes through an aperture in the diaphragm 18, and enters the third beam splitter 20. The optical radiation reflected from the third beam splitter 20 passes through the eyepiece 21 and is observed by an operator who selects several objects in the field of view the desired object and using the drive 19 of the diaphragm 18 adjusts the position of the hole of the diaphragm 18 in the focal plane of the second focusing receiving optical system 17 and the size of the hole ment of the diaphragm 18 so that through the aperture 18 passes only optical radiation from the desired object. This operation can be performed in manual, automatic or semi-automatic modes, in the second case, image analysis, selecting the desired object, as well as choosing the size of the aperture 18 and the position of the aperture 18 in the focal plane of the second focusing receiving optical system 17 are carried out by a computer. It is also possible the implementation of a semi-automatic mode. In semi-automatic mode, part of these operations is performed by the operator, and the remaining operations are performed by the computer.
Прошедшее через третий светоделитель 20 оптическое излучение проходит через фокусирующую приемную оптическую систему 1 и первый поляризатор 2, в результате чего оно становится линейно поляризованным. Пусть мощность прошедшего через фокусирующую приемную оптическую систему 1 оптического излучения равна J, тогда после прохождения через первый поляризатор 2 его мощность становится равной K1J, где K1 - коэффициент пропускания первого поляризатора 2. Мощность прошедшего через первый светоделитель 4 оптического излучения равна K1K2J, где K2 - коэффициент пропускания первого светоделителя 4, а мощность отраженного от первого светоделителя 4 оптического излучения равна K1(1-K2)J. Электрический сигнал U2фп на выходе второго фотоприемника 9 будет равен α2K1(1-K2)J, где α2 - крутизна характеристики второго фотоприемника 9. Оптическое излучение, прошедшее через первый светоделитель 4, проходит через поглощающий клин 6, градиент пропускания которого направлен вдоль координаты Х фокальной плоскости фокусирующей приемной оптической системы 1. Пусть коэффициент пропускания K3 поглощающего клина 6 можно записать в виде K3=K3 1Х, где K3 1 - постоянный коэффициент. Тогда мощность оптического излучения на выходе поглощающего клина 6 будет равна K1K2K3 1XJ. Мощность прошедшего через ротационный клин 7 оптического излучения будет равна K1K2K3 1K4XJ, где K4 - коэффициент пропускания ротационного клина 7. Ротационный клин 7 осуществляет поворот плоскости поляризации прошедшего через него оптического излучения на угол φ, причем градиент угла поворота φ направлен вдоль оси Y фокальной плоскости фокусирующей приемной оптической системы 1. Пусть угол поворота φ плоскости поляризации оптического излучения можно записать в виде φ=K5Y, где K5 - постоянный коэффициент. Мощность оптического излучения, прошедшего через второй светоделитель 5, будет равна K1K2K3 1K4K6XJ, где K6 - коэффициент пропускания второго светоделителя 5, а мощность отраженного от второго светоделителя 5 оптического излучения будет равна K1K2K3 1K4(1-K6)XJ. Электрический сигнал U3фп на выходе третьего фотоприемника 10 будет равен α3K1K2K3 1K4(1-K6)XJ, где α3 - крутизна характеристики третьего фотоприемника 10. После прохождения через второй светоделитель 5 оптическое излучение проходит через второй поляризатор 3. Пусть ось максимального пропускания второго поляризатора 3 параллельна оси максимального пропускания первого поляризатора 2. Тогда в соответствии с законом Малюса [8] мощность прошедшего через второй поляризатор 3 оптического излучения будет равна K1K2K3 1K4K6K7XJ·cos2(K5Y), где K7 - коэффициент пропускания второго поляризатора 3. Электрический сигнал U1фп на выходе первого фотоприемника 8 будет равен α1K1K2K3 1K4K6K7XJcos2(K5Y), где α1 - крутизна характеристики первого фотоприемника 8.The optical radiation transmitted through the third beam splitter 20 passes through the focusing receiving optical system 1 and the first polarizer 2, as a result of which it becomes linearly polarized. Let the power of the optical radiation transmitted through the focusing receiving optical system 1 be equal to J, then after passing through the first polarizer 2, its power becomes equal to K 1 J, where K 1 is the transmission coefficient of the first polarizer 2. The power of the optical radiation transmitted through the first beam splitter 4 is equal to K 1 K 2 J, where K 2 is the transmittance of the first beam splitter 4, and the power of the optical radiation reflected from the first beam splitter 4 is K 1 (1-K 2 ) J. The electric signal U 2 fp at the output of the second photodetector 9 will be equal to α 2 K 1 (1-K 2 ) J, where α 2 is the slope of the characteristics of the second photodetector 9. The optical radiation transmitted through the first beam splitter 4 passes through an absorbing wedge 6, the transmission gradient which is directed along the X coordinate of the focal plane of the focusing receiving optical system 1. Let the transmittance K 3 of the absorbing wedge 6 can be written as K 3 = K 3 1 X, where K 3 1 is a constant coefficient. Then the power of the optical radiation at the output of the absorbing wedge 6 will be equal to K 1 K 2 K 3 1 XJ. The power of the optical radiation transmitted through the rotary wedge 7 will be equal to K 1 K 2 K 3 1 K 4 XJ, where K 4 is the transmittance of the rotary wedge 7. Rotational wedge 7 rotates the plane of polarization of the optical radiation transmitted through it by an angle φ, and the angle gradient of rotation φ is directed along the Y axis of the focal plane of the focusing receiving optical system 1. Let the rotation angle φ of the plane of polarization of optical radiation be written in the form φ = K 5 Y, where K 5 is a constant coefficient. The power of the optical radiation transmitted through the second beam splitter 5 will be equal to K 1 K 2 K 3 1 K 4 K 6 XJ, where K 6 is the transmittance of the second beam splitter 5, and the power of the optical radiation reflected from the second beam splitter 5 will be K 1 K 2 K 3 1 K 4 (1-K 6 ) XJ. The electric signal U 3 fp at the output of the third photodetector 10 will be equal to α 3 K 1 K 2 K 3 1 K 4 (1-K 6 ) XJ, where α 3 is the steepness of the characteristics of the third photodetector 10. After passing through the second beam splitter 5, the optical radiation passes through the second polarizer 3. Let the axis of maximum transmission of the second polarizer 3 be parallel to the axis of maximum transmission of the first polarizer 2. Then, in accordance with the Malus law [8], the power of the optical radiation transmitted through the second polarizer 3 will be K 1 K 2 K 3 1 K 4 K 6 K 7 XJ cos 2 (K 5 Y), where K 7 is the coefficient the transmission coefficient of the second polarizer 3. The electric signal U 1 fp at the output of the first photodetector 8 will be equal to α 1 K 1 K 2 K 3 1 K 4 K 6 K 7 XJcos 2 (K 5 Y), where α 1 is the slope of the characteristic of the first photodetector 8.
Электрический сигнал U3фп с выхода третьего фотоприемника 10 поступает на вход второго усилителя 12, коэффициент усиления K9 которого имеет вид:The electric signal U 3 fp from the output of the third photodetector 10 is fed to the input of the second amplifier 12, the gain K 9 of which has the form:
Поэтому сигнал U2ус на выходе второго усилителя 12 будет иметь вид:Therefore, the signal U 2cus at the output of the second amplifier 12 will have the form:
Сигнал U2ус с выхода второго усилителя 12 поступает на первый вход второго делителя 14, а на второй вход второго делителя 14 поступает сигнал с выхода второго фотоприемника 9. В соответствии с этим сигнал U2д на выходе второго делителя 14 будет равен отношению сигнала на первом его входе к сигналу на втором его входе, а именно:The signal U 2us from the output of the second amplifier 12 is fed to the first input of the second divider 14, and the second output of the second divider 14 receives a signal from the output of the second photodetector 9. In accordance with this, the signal U 2d at the output of the second divider 14 will be equal to the ratio of the signal at its first input to the signal at its second input, namely:
Электрический сигнал U1фп с выхода первого фотоприемника 8 попадает на вход первого усилителя 11, коэффициент усиления которого K8 имеет вид:The electric signal U 1 fp from the output of the first photodetector 8 is fed to the input of the first amplifier 11, the gain of which K 8 has the form:
Поэтому сигнал U1ус на выходе первого усилителя 11 будет иметь вид:Therefore, the signal U 1cus at the output of the first amplifier 11 will have the form:
Сигнал U1ус с выхода первого усилителя 11 поступает на первый вход первого делителя 13, а на второй вход первого делителя 13 поступает сигнал U2ус с выхода второго усилителя 12. В соответствии с этим сигнал U1д на выходе первого делителя 13 будет равен отношению сигнала на его первом входе к сигналу на его втором входе, а именно:The signal U 1us from the output of the first amplifier 11 is supplied to the first input of the first divider 13, and the second input of the first divider 13 receives the signal U 2us from the output of the second amplifier 12. In accordance with this, the signal U 1d at the output of the first divider 13 will be equal to the ratio of the signal to its first input to a signal at its second input, namely:
Сигнал U1д с выхода первого делителя 13 поступает на вход преобразователя 15, который последовательно проводит следующие операции: извлечение квадратного корня, взятие арккосинуса и усиление с коэффициентом усиления, равным (K5)-1. Таким образом, сигнал на выходе преобразователя 15 будет равным Y.The signal U 1d from the output of the first divider 13 is fed to the input of the converter 15, which sequentially performs the following operations: square root extraction, taking the arccosine and gain with a gain equal to (K 5 ) -1 . Thus, the signal at the output of the converter 15 will be equal to Y.
Принимая значения координаты Х сфокусированного пятна на фокальной плоскости фокусирующей приемной оптической системы 1 на первый вход регистрирующего блока 16 и значения координаты Y сфокусированного пятна на фокальной плоскости фокусирующей приемной оптической системы 1 на второй вход регистрирующего блока 16, регистрирующий блок 16 определяет угловые координаты удаленного лоцируемого объекта.Taking the values of the coordinate X of the focused spot on the focal plane of the focusing receiving optical system 1 to the first input of the recording unit 16 and the value of the coordinate Y of the focused spot on the focal plane of the focusing receiving optical system 1 to the second input of the recording unit 16, the recording unit 16 determines the angular coordinates of the remote positioned object .
Реализация заявленного пеленгатора оптического диапазона не вызывает затруднений, так как все его блоки, узлы и элементы широко применяются в оптике и электронике. Так, поглощающий клин 6 может быть выполнен из однородного поглощающего материала, толщина которого линейно изменяется вдоль оси Х либо в виде плоско-параллельной пластины, концентрация поглощающих частиц в которой линейно изменяется вдоль оси X. Ротационный клин 7 может быть выполнен из однородного материала, обладающего оптической активностью [8] в форме клина, толщина которого линейно изменяется вдоль оси Y либо в виде плоско-параллельной пластины, концентрация оптически активных частиц в которой линейно изменяется вдоль оси Y. Ротационный клин 7 может быть также выполнен из материала, обладающего электрооптическим эффектом (эффект Керра [9] или эффект Поккельса [10]) либо магнитооптическим эффектом (эффект Фарадея [11] или эффект Коттона-Мутона [12]). Следует отметить, что линейность зависимости K3 от Х и φ от Y не является обязательным требованием, эти зависимости могут иметь более сложный вид, тогда выражения для коэффициентов усиления K8 первого усилителя 11 и K9 второго усилителя 12 будут иметь более сложный вид, чем указано выше.The implementation of the claimed direction finder of the optical range does not cause difficulties, since all its blocks, nodes and elements are widely used in optics and electronics. So, the absorbing wedge 6 can be made of a homogeneous absorbing material, the thickness of which varies linearly along the X axis or in the form of a plane-parallel plate, the concentration of absorbing particles in which varies linearly along the X axis. The rotary wedge 7 can be made of a homogeneous material having optical activity [8] in the form of a wedge, the thickness of which varies linearly along the Y axis or in the form of a plane-parallel plate, the concentration of optically active particles in which varies linearly along the Y axis. Rotational The wedge 7 can also be made of a material with an electro-optical effect (Kerr effect [9] or Pockels effect [10]) or a magneto-optical effect (Faraday effect [11] or Cotton-Mouton effect [12]). It should be noted that the linear dependence of K 3 on X and φ on Y is not a requirement, these dependencies can have a more complex form, then the expressions for the gain K 8 of the first amplifier 11 and K 9 of the second amplifier 12 will have a more complex form than indicated above.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Зигель Ф.Ю. Астрономы наблюдают. М.: Наука, 1985. С.7-8 (рис.2).1. Siegel F.Yu. Astronomers are watching. M .: Nauka, 1985.P.7-8 (Fig. 2).
2. Соловьев В.А., Яхонтов В.Е. Основы измерительной техники. Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1980. С.78-82.2. Soloviev V.A., Yakhontov V.E. Fundamentals of measuring technology. L .: Publishing house Leningra. Univ., 1980. P.78-82.
3. Соловьев В.А., Яхонтов В.Е. Основы измерительной техники. Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1980. С.73-77.3. Soloviev V.A., Yakhontov V.E. Fundamentals of measuring technology. L .: Publishing house Leningra. Univ., 1980. P.73-77.
4. Советский энциклопедический словарь. / Научно-редакционный совет; А.М.Прохоров (пред.). М.: Сов. энциклопедия, 1981. С.1201.4. Soviet encyclopedic dictionary. / Scientific Editorial Board; A.M. Prokhorov (previous). M .: Sov. Encyclopedia, 1981. P.1201.
5. Патент Великобритании №1426745, МПК G01S 3/78.5. UK patent No. 1426745, IPC G01S 3/78.
6. Фукс-Рабинович Л.И., Епифанцев М.В. Оптико-электронные приборы. Л.: Машиностроение, 1979. С.90-92.6. Fuchs-Rabinovich L.I., Epifantsev M.V. Optoelectronic devices. L .: Mechanical engineering, 1979. S.90-92.
7. Бурлуцкий С.Г., Саккулин А.Н., Рудой Е.М., Экало А.В., Янов В.Г. Оптический пеленгатор. Патент №2231080 на изобретение, приоритет 24.03.2003, публ. 20.06.2004, МПК 7 G01S 3/78/.7. Burlutsky S.G., Sakkulin A.N., Rudoi E.M., Ekalo A.V., Yanov V.G. Optical direction finder. Patent No. 2231080 for an invention, priority 24.03.2003, publ. 06/20/2004, IPC 7 G01S 3/78 /.
8. Яворский В.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1971. С.671-673.8. Yavorsky V.M., Detlaf A.A. Handbook of Physics. M .: Nauka, 1971. P.671-673.
9. Физический энциклопедический словарь. / Гл. ред. А.М.Прохоров. М.: Сов. энциклопедия, 1984. С.280-281.9. Physical encyclopedic dictionary. / Ch. ed. A.M. Prokhorov. M .: Sov. Encyclopedia, 1984. S.280-281.
10. Там же. С.560.10. In the same place. S.560.
11. Там же. С.802-803.11. Ibid. S.802-803.
12. Там же. С.317.12. There. S.317.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008107020/28A RU2357271C1 (en) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | Optical range bearing finder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008107020/28A RU2357271C1 (en) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | Optical range bearing finder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2357271C1 true RU2357271C1 (en) | 2009-05-27 |
Family
ID=41023596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008107020/28A RU2357271C1 (en) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | Optical range bearing finder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2357271C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743785C1 (en) * | 2020-07-13 | 2021-02-26 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining location of a spherical light source by a ground surveillance apparatus |
-
2008
- 2008-02-22 RU RU2008107020/28A patent/RU2357271C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743785C1 (en) * | 2020-07-13 | 2021-02-26 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining location of a spherical light source by a ground surveillance apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2022505179A (en) | Descan correction in scan LIDAR | |
| US10948598B1 (en) | Coherent LiDAR system utilizing polarization-diverse architecture | |
| US7038788B2 (en) | Angle-of-rotation measuring device and angle-of-rotation measuring method | |
| CN201589659U (en) | Optical structure of simultaneous polarization imaging detection system | |
| US20240248177A1 (en) | Techniques to use convolution to reduce measured error in coherent lidar systems | |
| CN102022977A (en) | Double-shaft MEMS scanning-based heterodyne interference system and method | |
| KR20210137567A (en) | LIDAR system with mod field expander | |
| CN105973170A (en) | Polarization beam combination auto-collimation optical path system based on birefringent element | |
| JP5588769B2 (en) | Optical measuring device | |
| US4981354A (en) | Optical differential tilt sensor | |
| CN115164863A (en) | Optical fiber gyroscope based on cascade quantum weak measurement | |
| RU2357271C1 (en) | Optical range bearing finder | |
| CN116558448A (en) | Differential wavefront angle measuring device based on optical wedge | |
| US4909629A (en) | Light interferometer | |
| KR20230151490A (en) | Miniaturized large range laser range finder | |
| RU2359288C1 (en) | Optical device for measuring angular coordinates | |
| RU2357270C1 (en) | Angular coordinate optical metre | |
| RU2231080C1 (en) | Optical direction finder | |
| RU43963U1 (en) | OPTICAL DIRECTOR | |
| RU95858U1 (en) | OPTICAL DIRECTOR | |
| RU2307322C2 (en) | Laser range-finder | |
| JP2023547877A (en) | Peak association technology for multiple targets in coherent LIDAR systems | |
| US3787118A (en) | Compensation means for polarized light electro-optical modulator | |
| US3833302A (en) | Method and apparatus for the automatic photoelectric trapping of local changes of optically effective object structures | |
| RU2246710C1 (en) | Laser ranger monitoring device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100223 |