Локатор лазерный

Приведены методика выбора и расчета основных параметров этих элементов и лазера в целом, а также принципы построения и расчет лазерных дальномеров и локаторов, лазерных гироскопов и систем связи. [c.4]

Последние планы Австралии в деле исследования и освоения космоса предусматривают создание международного космодрома для коммерческих запусков ИСЗ народнохозяйственного и научного назначения создание своего недорогого ИСЗ научного и народнохозяйственного назначения установку лазерного локатора (для изучения атмосферы) на спутнике США проведение научно-исследовательских работ по созданию телескопа космического базирования. [c.101]

Используемый для зондирования атмосферы лазерный локатор или лидар включает в себя передающее и приемное устройства. Передающее устройство обычно состоит из лазера, телескопа 1и поворотного стола приемное устройство — из телескопа, поворотного стола, приемника излучения с системой фильтров, усилителя слабых сигналов, затворов, регистратора излучения, анализатора [103, 104]. Принцип действия лидеров основан на излучении, рас- [c.127]

Книга состоит из двух частей, посвященных теории и технике лазерной локации. По нашему мнению, такой порядок изложения материала наиболее рационален и позволяет более глубоко и детально изучить соответствующие вопросы. В основу систематизации существующих лазерных локационных средств во второй части книги положены режим излучения передатчика и функциональное назначение локатора, что представляется наиболее ответственным, хотя возможны и другие подходы. [c.3]

Значительные достижения квантовой электроники позволили не только создать уникальные локационные системы на основе лазеров, но и эффективно использовать их в различных областях народного хозяйства. Так, с помощью лазерных локаторов осуществляется наблюдение за летательными аппаратами (самолетами, искусственными спутниками Земли), исследуется состояние атмосферы, проводится локация Луны. Лазерные локаторы используются при посадке самолетов, в процессе стыковки космических аппаратов и т. д. [c.4]

Именно с таких позиций все чаще и чаще отдается предпочтение лазерным локаторам. Эти системы позволяют измерять с большой точностью координаты и скорость объекта, получать исчерпывающую информацию о его форме, определять характеристики его поверхности. Вместе с тем, лазерные локаторы могут иметь сра в-нительно небольшие габаритные размеры и энергетически выгодны. Последнее во многом обусловливается тем, что их зондирующий сиг- [c.4]

Достоинства лазерных локаторов с учетом их больших потенциальных возможностей были раньше других оценены специалистами в области радиолокации. И в этом нет ничего удивительного, ибо в классическом представлении сигнал, генерируемый лазером, отличается от обычного радиолокационного практически только тем, что имеет существенно меньшую длину волны. А весь опыт разработки радиолокационных систем говорил за то, что с уменьшением длины волны зондирующего сигнала следует ожидать увеличения точности измерения координат и скоростей объекта при одновременном уменьшении габаритных размеров самих локационных систем. Если же еще учесть, что с помощью лазерных локаторов появляется возможность, зарегистрировав изображение, получить дополнительную важную информацию о форме наблюдаемых объектов, то становится понятным, почему на создание новых локационных систем было обращено большое внимание буквально сразу же, как только появились реальные технические предпосылки для разработки достаточно мощных лазеров. [c.5]

Для создания лазеров потребовались новые, ранее не применявшиеся материалы, системы охлаждения и электропитания, принципиально новые оптические устройства для измерения параметров излучения. Лазерная техника стимулировала разработку новых радиоэлектронных устройств и методов измерений импульсных сигналов наносекундной длительности. Требовалась разработка высокочувствительных быстродействующих фотодетекторов как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах длин волн. Высокие потенциальные точности измерения координат цели, свойственные лазерным локаторам, определили необходимость создания сверхточных оптико-механических узлов для наведения лазерного излучения. Одновременно с развитием элементной базы совершенствовались и отрабатывались схемные решения лазерных локаторов, проверялись на практике основные положения теории. [c.6]

Поэтому обычно рассматривают и используют отдельные частные модели, которые наиболее полно учитывают те или иные явления и которые для наиболее важных практических ситуаций оказываются почти адекватными. Такой подход часто оправдывается не только преодолением излишних математических трудностей. Дело в том, что на современном уровне развития лазерной техники невозможно создать универсальный лазерный локатор, который был бы способен одновременно решать весь комплекс разнообразных задач. Для решения конкретных задач в конкретной обстановке достаточно использование соответствующей частной модели лазерного сигнала. [c.7]

Сигнал, излучаемый лазерным локатором, и его статистические характеристики в окрестности наблюдаемой цели [c.7]

Использование оптических систем, осуществляющих преобразование излучения с выхода лазера в тот сигнал, который излучается лазерным локатором, приводит к тому, что радиус корреляции последнего ра.к связан с рл.к соотношением ра.к=арл.к, где а — соответствующий масштабный коэффициент. Так как аналогичная связь справедлива и для величин Оа и а , то, следовательно, соотношения между размерами Оа и ра.к оказываются такими же, как и между Ол и Рл.к- Посмотрим, к чему приводят пространственные флуктуации. [c.12]

Конечно использование формирующих оптических систем лазерного локатора и в этом случае улучшает расходимость, ибо с увеличением поперечных размеров пучка одновременно происходит увеличение и радиуса корреляции пространственных флуктуаций. [c.14]

Лазерное излучение, рассеянное целью и возвратившееся к лазерному локатору [c.22]

Пусть на расстоянии R в освещенную область попадает некоторый объект. Тогда лазерное излучение отражается от него и, пройдя обратно то же расстояние R, попадает на приемную апертуру Q лазерного локатора. Каковы же свойства этого возвращающегося излучения [c.22]

Проведенные выше исследования можно распространить и на цели с шероховатой поверхностью. Выражение (1.2.35) остается справедливым и для этого случая. При условиях (1.2.37) сохраняются и аппроксимации (1.2.36). Однако при проведении усреднения по параметрам уже приходится учитывать свойства самой шероховатой поверхности. В результате дисперсию а уже нельзя считать постоянной величиной — в общем случае она оказывается сложной функцией координат поверхности So, являющейся результатом усреднения поверхности данной цели по всем возможным реализациям ее шероховатостей. Например, если цель имеет ось симметрии и она, двигаясь на лазерный локатор, одновременно совершает вращение вокруг своей оси симметрии, то [c.35]

Заметим, что если лазерный локатор работает ночью, то естественным фоном от мешающих объектов можно пренебречь. Однако в этом случае обязательно присутствует фон от тех же мешающих объектов, обусловленный самим подсвечивающим излучением. По своей физической природе модель этого фона ничем не отличается от только что сформулированной модели. Разница проявляется только в количественных характеристиках. В последнем случае в формуле (1.3.5) место функции Оф((о) займет спектр лазерного излучения G((o), а интеграл должен вычисляться не по области Юд, а по (Ос. соответствующей области подсвета. [c.44]

Подобная ситуация весьма типична для случая, когда и лазерный локатор и цель находятся в условиях вакуума в космическом пространстве. Когда же локатор или цель, или и то и другое находятся в атмосфере, лазерный луч подвергается различным искажениям, что ведет к ослаблению суммарной энергии, к ее перераспределению в окрестности цели и к нарушению информационного содержания принимаемого от цели локационного сигнала. [c.50]

Следующая особенность изображений, получаемых в лазерных локаторах — это наличие искажений, обусловленных как световым фоном, так и изменением в фазовых соотношениях принимаемой световой волны, происходящим под влиянием турбулентности ат- [c.61]

Сравним качество рассматриваемого алгоритма с точностью, обеспечиваемой традиционным алгоритмом, когда оценка р строится по центру тяжести пятна, сфокусированного в фокальной плоскости лазерного локатора. Тогда, воспользовавшись соотношением (12) из [4] находим, что при сформулированных в настоящем, разделе условиях дисперсия такой оценки [c.120]

Обратимся теперь к ситуации, когда условия, в которых должен работать лазерный локатор, характеризуются отсутствием полной априорной информации. В этом случае локационная система должна конструироваться таким образом, чтобы пополнить все необходимые сведения непосредственно в процессе своего функционирования. Другими словами, локационная система должна подстраиваться (приспосабливаться, адаптироваться) к заранее неизвестным условиям. С формальной точки зрения это означает, что для синтеза подобных систем необходимо перейти от решения задач с полной априорной определенностью к задачам с априорной неопределенностью. [c.124]

Наиболее важная задача распознавания истинных целей среди возможных ложных целей формулируется следующим образом требуется по всей регистрируемой лазерным локатором информа [c.132]

Передатчики лазерных локаторов [c.158]

Большая угловая расходимость излучения рубиновых лазеров, которая не обеспечивает высоких значений пространственной яркости, в ряде случаев ограничивает область их применения в лазерных локаторах. [c.165]

Глава 5 Лазерные локаторы с некогерентным детектированием сигнала [c.184]

Лазерные локаторы с импульсным режимом излучения [c.184]

Структурная схема системы слежения лазерного локатора показана на рис. 5.5. Отраженное от цели лазерное излучение преобразуется в координаторе 1 в электрические сигналы, определяющие отклонение оси оптической системы локатора от линии визирования цели. Эти сигналы поступают в вычислитель 2, где они преобразуются в сигналы управления приводами поворотной платформы, на которой размещена оптическая система. В результате формируется замкнутая система слежения, задачей которой является совмещение оптической оси локатора с линией визирования цели. [c.190]

Оптическая схема приемного канала лазерного локатора показана на рис. 5.6, а на рис. 5.7 показан вид на призму координатора со стороны приемного телескопа. Отраженное от цели излучение принимается приемным телескопом 7 и с помощью вспомогательных линз фокусируется на призму координатора 3. В оптический тракт введен объектив с переменным фокусным расстоянием 2 для изменения угла поля зрения системы. Собственно координатор состоит из призмы координатора 3 и пяти ФЭУ (4). Центральная часть призмы координатора пропускает падающее на нее излучение, а боковые грани отражают его. Таким образом, поле зрения лазерного локатора оказывается разделенным на [c.190]

Широкое распространение получили дифракционные решётки как диспергирующие элементы в спектральных приборах (монохроматорах, спектрографах, спектрофотометрах и др.) и как элементы резонаторов в лазерах с перестройкой частоты излучения. Они используются также в качестве ответвителей монохроматич. (лазерного) излучения (см. Дифракционный ответвитель) велика их роль в интегральных оптич. устройствах. ракция на ультразвуке в прозрачных средах позволяет определить упругие константы вещества, а вакже создать акустооптич. модуляторы света (см. также Акустооптика), применяемые в светодальномерах, оптич. локаторах и системах оптической связи. [c.420]

Для того, чтобы наглядно показать возможности лазерных локаторов, целесообразно напомнить несколько об11щх положений. [c.4]

В реальной ситуации лазерным локатором может излучаться сигнал более сложного спектрального состава, чем рассмотренный идеальный узкополосный сигнал. Реальным режимом, позволяющим генерировать импульсы малой длительности, является режим синхронизации мод. При полной синхронизации сигнал представляет собой последовательность импульсов длительностью IjNQ, следующих с интервалом Т=2я/й. Интенсивность этого импульсного сигнала описывается выражением [c.40]

В то же время корпускулярное рассеяние при некоторых метеорологических условиях может быть весьма значительным. В основном оно имеет место в той зоне атмосферы, где происходит ее турбулентное перемешивание. Толщина этой зоны измеряется не от среднего уровня моря, а от поверхности Земли и составляет около 5 км. В пределах указанного слоя изменяющиеся во времени коэффициенты рассеяния (являющиеся функцией высоты) тесно связаны с видимостью в поверхностном слое. Поэтому, устанавливая лазерный локатор даже на горе, не удается полностью избежать влияния низковысотной дымки, поскольку ламинарные и турбулентные воздушные потоки заносят в горы с небольших высот некоторое количество аэрозолей (взвешенных частиц). Плотность аэрозолей над гористой местностью зависит не только от видимости в поверхностном слое, но также и от ветров в этом случае, от восходящих потоков воздуха и местного рельефа. [c.51]

Для вертикального прохождения лазерного излучения в космическое пространство от локатора, расположенного на высокой горе, Сп может быть принято равным l,7-10 i Тогда из (1.4.4) находим, что для Я=0,5 мкм ркор Ю см, для Я=10,6 мкм ркор — г 390 см. [c.52]

После обсуждения основных эффектов, сопровождающих прохождение лазерного излучения через атмосферу, естественно возникает вопрос о том, какое же излучение наиболее целесообразно использовать, чтобы как можно сильнее снизить вредное влияние этих эффектов. К сожалению, однозначного ответа, относящегося к любым локационным системам, сформулировать невозможно. Если же ориентироваться на лазерные локаторы, расположенные на Земле и предназначенные для наблюдения космических объектов, го предпочтение можно отдать излучению инфракрасного диапазона. Помимо того, что в этом диапазоне достаточно мал коэффициент рассеяния, для него также характерен сравнительно большой поперечный корреляционный размер ркор, что значительно упрощает применение адаптивных методов. [c.57]

Лазерный локатор GSF для слежения из ИСЗ [73]. Лазерный локатор Центра космических полетов им. Годдарда (GSF ) созданный в США, предназначен для слежения за ИСЗ, снабженными уголковыми отражателями, и высокоточного измерения их координат. [c.184]

Лазерный локатор GSF проходил испытания при работе по спутникам Эксплорер-22. -27, -29 , снабженным уголковыми отражателями. Блок уголковых отражателей представляет собой усеченную восьмигранную пирамиду диаметром 45 см. Видимая площадь блока уголковых отражателей составляет не менее 80 см при [c.185]

Основой передающего устройства лазерного локатора GSF служила лазерная головка с рубиновым активным элементом, работавшая в режиме модулированной добротности с частотой повторения 1 Гц. Активный элемент длиной 70 мм и диаметром 9,5 мм излучал энергию в пределах от 0,9 до 1,2 Дж в импульсе при длительности импульса 24...30 не и времени нарастания переднего фронта 5...8 НС. Модуляция добротности осуществлялась призмой полного внутреннего отражения, вращавшейся с частотой 24 000 об/мин, я также дополнительной оптической ячейкой, содержавшей раствор криптоцианина и метанола, которая выполняла роль пассивного затвора. Расходимость лазерного излучения на выходе лазерной головки составляла приблизительно 10 радиан. С помощью десятикратного телескопа Галилея расходимость уменьшалась до величины 1,2-10 радиан. Часть выходного излучения лазерй с помощью кварцевой пластинки, ориентированной под углом Брюстера, отводилась на фотодиод. Сигнал с выхода фотодиода использовался, с одной стороны, для запуска счетчика измерения дальности, а с другой — для контроля выходной энергии лазерного импульса. [c.187]

Приемный телескоп лазерного локатора GSF кассегреновского типа имел диаметр 40 см и фокусное расстояние 762 см. В его фокальной плоскости размещалась ирисовая диафрагма, а за ней располагался интерференционный фильтр и фотоумножитель типа EMI-9558A. Перед диафрагмой могло вводиться специальное зеркало, отводившее излучение в тракт телескопа визуального сопро- [c.187]

Общая функциональная схема лазерного локатора GSF показана на рис. 5.4. Измерение дальности осуществляется с помощью счетчика дальности 11, который запускается импульсом, поступающим с фотодиода передатчика. Остановка счета производится импульсом, поступающим с устройства обработки сигнала 7. Счетчик [c.188]

Лазерный локатор ONERA для слежения за аэродинамическими целями [91]. Лазерный локатор французского Национального Бюро Аэрокосмических Исследований (ONERA ) интересен тем, что в нем впервые была сделана попытка использовать оптимальный алгоритм для слежения за целью. [c.189]

Рис. 5.5. Структурная схема системы слежения лазерного локатора ONERA

Рис. 5.6. Оптическая схема приемного канала лазерного локатора ONERA

Рассмотрим сначала основные составные части.лазерного локатора ONERA. В качестве передатчика применен лазер на рубине с модуляцией добротности и частотой повторения импульсов 10 Гц. Лазерный передатчик вместе с приемным телескопом смонтирован на поворотной платформе со степенями свободы по углу места и азимуту. Помимо измерения угловых координат лазерный локатор мог измерять дальность до цели измерением временного интервала между моментом излучения зондирующего импульса и моментом прихода отраженного импульса. [c.190]

В ходе экспериментов приходилось иметь дело со слабыми отраженными сигналами, поэтому существовала отличная от нуля вероятность того, что сигнал на выходе любого из пяти ФЭУ обусловлен не отраженным от цели лазерным излучением, а шумом. Это обстоятельство приводило к неоднозначности измерения угла рассогласования между линией визирования и оптической осью системы. Проанализируем оптимальный алгоритм управления, который был заложен в лазерный локатор ONERA. [c.191]

Эксперименты с лазерным локатором ONERA показали возможность и необходимость статистической оптимизации алгоритмов управления импульсными лазерными локаторами. [c.194]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...