пространственный угол зрения Выполняем необходимую подстановку

где со

ИКП; т)* - коэффициент использования излучений фона ПИ; t$, т] - коэффициенты пропускания излучений фона оптикой и фильтром.

Под действием Р увеличится Рпоро ДО величины Рпоро и уменьшится дальность действия ИКП. Точечный объект, попадающий в поле зрения прибора, будет обнаружен в том случае, если разность потоков от фона и от фона и объекта будет больше порогового потока Рпоро-

Объект наблюдается на фоне с неравномерной лучистостью. При осмотре неравномерно излучающего фона в поле зрения прибора попадают участки с различной лучистостью и на выходе прибора наблюдается напряжение, изменяющееся случайным образом. Полагаем, что это напряжение значительно превышает напряжение внутренних шумов прибора, вследствие чего последнее не будем в дальнейшем принимать во внимание. Для того чтобы выходное напряжение, обусловленное неравномерной лучистостью фона, не вызывало ложной тревоги, приходится уменьшать чувствительность прибора по отношению к лучистости фона путем использования различных методов фильтрации. Однако при этом почти всегда уменьшается и чувствительность прибора по отношению к инстинному объекту.

При приближенном определении дальности действия ИКП можно считать, что прибор обнаруживает объект, а не фон, когда

Р0 = т&Рф, (28-70)

где АРф - максимальное значение разности приведенных лучистых потоков, поступающих в прибор от соседних участков фона. Необходимо, конечно, чтобы соблюдалось условие Р0>РПоР0 гДе р пор о~ пороговый поток, обусловленный внутренними шумами ПИ при наличии засветки от фона.

Определим максимально возможную дальность действия прибора при наличии фона с неравномерной лучистостью. Облученность входного отверстия от фона равна:

Д£ф = ДВфпФшт*

(28-71)

Тогда приведенный поток, поступающий на ПИ, составляет:

О тф

-тФт*тФ (28-72)

Лучистый поток от объекта, попадающий на ПИ, вычисляется из зависимости

/оч° <

,тОтотОф (28.73)

, 0 0 0 0 у0 Л та т0 хф

.2ДВфг)ФсотФт*т* и определяем дальность действия

(28-74)

if = макс

0 Ч тат0тф

ДВфт)Ф.сот.т;Фт*т

(28-75)

Из приведенного анализа следует, что максимально возможная дальность действия ИКП зависит от характеристик объекта и фона, от угла зрения прибора и от потребной вероятности обнаружения объекта. В полученном выражении для дальности действия нет величины диаметра входного отверстия ОС. Объясняется это тем, что диаметр ОС одинаковым образом входит как в формулу для определения потока от объекта, так и в формулу для определения потока от фона.

Переходим к учету пространственно-частотных характеристик прибора и пространственных статистических свойств неравномерно излучающего фона.

Сигнал от фона появляется в результате сканирования фона.. Это сигнал случайный, и в первом приближении его можно считать стационарным и эргодичным. Спектральная плотность сигнала, возникающего на выходе усилителя ИКП под воздействием излучений фона при его сканировании в направлении х, равна:

лирьвку спе

МГ,Иу) = 6ф5вн(~ш7,ш*)

Произведем нормирйвку спектра излучений фона:

(28-76)

где Ьф - максимальная спектральная плотность дисперсии лучистости фона. Тогда

SulfY

Ьф Фо *о т* Хн(Л (/) ЧФ2

- Ж

Средний квадрат флуктуации напряжения сигнала от фона получим путем интегрирования спектра флуктуации по частоте

со -со

где /о - сила излучения объекта; т)° - спектральный к. п. д. ПИ по отношению й излучениям объекта; £ЕОр - пороговая облученность прибора; т°(£) - приведенный коэффициент пропускания атмосферы.

Полученное уравнение не может быть разрешено в явном виде относительно L. Для решения его применим графо-аналити-ческий метод. Задаемся некоторым числом

СО оо

-со О

Ч£<*)Гх

X \w>

(28-78)

Рис. 2S-57. Схема определения дальности действия ЭОПН-

Среднеквадратичное значение шумового сигнала равно:

ивых- У фЧ ФовОта т0 тф х/2 ф *

(28-79)

Амплитудное значение сигнала было определено выше (случай 1). Найдем отношение амплитудного значения сигнала к среднеквадратичному значению шумового сигнала от фона:

t/c(0 т =------

BLrV

0 ° *Ро 0 Пвх Та Т0 с.н О 4сй{2 рнс> 28-58. Определение дальности действия ЭОПН.

г/ = тиакс

откуда после некоторых преобразований получаем: .

/оаЧтоЧ.н(0

t,*1/2t*t*t*

(28-80)

Множитель W$ появляется вследствие учета передаточных свойств элементов прибора и неравномерности лучистости фона.

Таким образом, множитель !/в.н(0 в числителе учитывает уменьшение амплитуды сигнала при сканировании, а множитель Wit, в знаменателе - уменьшение влияния неравномерности лучистости фона за счет того, что прибор пропускает не все составляющие пространственного спектра лучистости неравномерного фона.

Дальность действия электронно-оптического прибора наблюдения

Дальность действия ЭОПН (см. стр. 619) по точечным объектам определяется выражением

L2 = --t°(L), (28-81) £пор

J - изменение видимого контраста; 2 - изменение порогового контраста ЭОПН вследствие изменения угловых размеров объекта.

расстояний L и строим графики / /£пор*= =f (L) для различных состояний атмосферы Ta=var. Затем по данному fDIEaop определяем дальность действия L для определенного состояния атмосферы.

Дальность действия ЭОПН по -протя-окенным объектам небольших размеров соответствует тому расстоянию, на котором угловые размеры объекта становятся меньше порогового углового размера, разлинае-мого глазом при, данных условиях наблюдения anop (рис. 28-57):

L =

1 ,

(28-82)

*пор

где а - размеры объекта; L - дальность действия ЭОПН; Г - увеличение ЭОПН.

Зависимости аПоР от контраста и яркости фона определяются для каждого типа ЭОПН экспериментально.

Дальность действия ЭОПН по крупным объектам определяется тем расстоянием, на котором вследствие рассеивания излучений в атмосфере видимый контраст между объ-

ектом и фоном ks становится ниже порогового контраста кпор

В та (L) + Вд (Т)-Вфта(р-Вд(Р

В та(1)+Вд(1)

В0 -Вф 1 fe

Во д Вд(1) ~t Вд (L)

B0Ta() B0xa(L)

(28-83)

где Вд (L) - яркость дымки, связанная с расстоянием зависимостью Bn(L) - =ВФ(1-е-mL ); В0, Вф - яркости объекта и фона соответственно; ko - контраст между объектом и фоном на земле.

Для нахождения дальности действия ЭОПН задаемся различными L и вычисляем къ (рис. 28-58). По экспериментальным кривым для данного прибора строим зави-

симость kn0f=f{L). Изменение kBop с расстоянием вызвано изменением угловых размеров объекта, яркости фона и т. д. Выбираем то L, для которого полученные кривые пересекутся, т. е. &в=йпор при данных условиях наблюдения.

Полученные выражения- для дальности действия ИКП позволяют также выбирать оптимальные с точки зрения максимальной дальности действия параметры ИКП.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дж. Э. Джемисон и др., Физика и техника инфракрасного излучения, изд.-во Советское радио , 1965.

2. П. К р У з и др., Основы инфракрасной техники, Воениздат, 1964.

3. ОН е й л, Введение в статистическую оптику, изд.-во Мир , 1966.