Лазер хэмжих арга. Лазерыг цэргийн хэрэгт ашиглах

Лазерын хүрээний системийн амлалт нь оптик хүрээний том өргөн (10 13 -10 15 Гц), эзэмшсэн бүх радио хүрээний өргөнөөс хэдэн арван дахин их, оптик дамжуулагчийн өндөр давтамжаар тодорхойлогддог. Үүний ачаар маш нарийн цацрагийн хэв маягийг бий болгож, модуляцлагдсан дохионы өргөн спектрийг ашиглах боломжтой болно.

Оптик мужид хэлбэлзлийн давтамж нь богино долгионы мужаас ойролцоогоор 4 дахин их байдаг тул цахилгаан соронзон энергийн урсгалын нягт нь цацрагийн хатуу өнцөгтэй пропорциональ, өгөгдсөн зайд, "антенны" өгөгдсөн хэмжээтэй байна. ба дамжуулагчийн хүч нь богино долгионы зуухнаас ойролцоогоор 10 дахин их байдаг (маршрут дээр шингээлт байхгүй тохиолдолд). Тиймээс, оптик хүлээн авагчдын мэдрэмж нь үндсэндээ муу байгаа хэдий ч (босго дохионы хүч нь давтамжтай ойролцоогоор пропорциональ байдаг) ойролцоогоор ижил зайд хайгуул хийхэд шаардагдах дамжуулагчийн хүч нь богино долгионыхоос хамаагүй бага байж магадгүй юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр давуу талууд нь чөлөөт орон зайд (жишээлбэл, сансар огторгуйд) байрлах үед хэрэгждэг. Тодорхой нөхцөлд агаар мандалд оптик долгионы шингээлт, тархалт байгаа нь зорилтот хяналтын хүрээг эрс багасгадаг.

Аналог ба салангид оптик байршлыг хүлээн авах төхөөрөмжүүдийн бүтэц, блок диаграммуудын зарчим нь радио долгионтой ижил байна.

Өндөр үнэ цэнэдамжуулагчийн давтамж нь өргөн зурвасын датчик дохиог ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр зорилтот хүрээг үнэн зөв хэмжиж, өндөр хүрээний нарийвчлалыг хангадаг. Өнцгийн өндөр нарийвчлал, өнцгийн координатыг тодорхойлох сайн нарийвчлал нь жижиг антенны төхөөрөмжтэй байсан ч гэсэн баталгаатай байдаг. Доплер давтамжийн шилжилтийг бүртгэснээр та зөвхөн том, дунд төдийгүй ойртох хурдны жижиг утгыг хэмжих боломжтой.

Дээр дурдсанчлан, оптик муж дахь хүлээн авагч төхөөрөмжүүдийн босго мэдрэмж муу байдаг (оптик муж дахь фотоны энерги өндөр, дохио хүлээн авах үед тэдгээр нь гарч ирдэг). квант нөлөө), дамжуулах төхөөрөмжүүд нь бага үр ашигтай байдаг. (агаар мандалд тархах, шингээхтэй холбоотой). Эдгээр шинж чанарууд нь оптик байршлыг ашиглах оновчтой хэсгийг тодорхойлсон. Оптик хүрээний байршлын систем нь координатыг тодорхойлох өндөр нарийвчлал, нарийвчлалд тавигдах шаардлага давамгайлж байгаа тохиолдолд тохиромжтой бөгөөд датчикийн дохионы энергийн орон зайн өндөр концентрациар дамжуулан зорилтот байршлын талаархи априори мэдээлэлтэй холбоотойгоор үүнийг нөхөх боломжтой байдаг. хүлээн авах, дамжуулах төхөөрөмжүүдийн гүйцэтгэл муу байхын тулд. Оптик хүрээний байршлын системийн шинж чанар нь цаг агаарын нөхцөл байдлаас хамаардаг гэдгийг дээр дурдсан.

Оптик хүрээний системийг зохистой ашиглах жишээ болгон, хүрээний хэмжилтийг зааж өгнө үү янз бүрийн объектууднүдээр эсвэл телевиз, хэт улаан туяаны тагнуулын төхөөрөмж ашиглан илрүүлсэн.

Оптик локаторуудын техник хангамжийн өндөр нарийвчлалтай (антенны цацрагийн нарийсал, датчикийн импульсийн богино хугацаа зэргээс шалтгаалж) дүрмээр бол координатыг түүний доторх зорилтот байрлалыг хэмжихгүйгээр нарийвчлалын нарийвчлалтайгаар тодорхойлдог. Энэ тохиолдолд эрчим хүчний боломжсистем нь илрүүлэх горимыг тодорхойлдог.

Цацрагийн энерги Э мөн үр дүнтэй цацруулагч гадаргуутай "цэгийн бай" илэрсэн үед σ зайд r хатуу өнцгөөр хязгаарлагдсан харах салбарт Ω , хамаарлаас олно:

Хаана Α – хүлээн авах оптикийн нээлтийн талбай; η k - үр ашиг оптик систем дэх алдагдлыг харгалзан оптик хүлээн авах; Ε n - босго дохионы энерги; д - агаар мандал дахь цацрагийн бууралтын коэффициент.

Хэрэв зорилтот хэмжээ илүү хэмжээзорилтот хэсэгт цацрагийн цацрагийн хөндлөн огтлол (энэ нь нүдээр ажиглагдаж буй объектуудын хүрээг хэмжихэд ердийн зүйл), цацрагийн энергийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

Хаана ρ – зорилтот хэмжээнээс тусгах коэффициент (альбедо).

Нээлтийн талбай А Хүлээн авах оптикийг дизайны шалтгаанаар сонгосон. Коэффицент ашигтай үйлдэлхүлээн авагчийн оролт дээр байрлах хөндлөнгийн шүүлтүүр дэх алдагдлыг харгалзан хүлээн авах оптик нь ихэвчлэн дотор байрладаг. η k =30...50%.

Үр дүнтэй цацруулагч гадаргуугийн үнэ цэнэ σ хэмжээ, зорилтот шинж чанар, ашигласан долгионы уртаас хамаарна. Ихэнх зорилгын хувьд энэ нь ижил хэмжээний дараалал юм σ радио мужид. Тусгал ρ , гэх мэт σ , зорилгын шинж чанартай холбоотой. Утга ρ Одоогоор ашиглагдаж байгаа лазерын долгионы урт нь 0.2...0.9 хооронд байна.

Босго дохионы энерги Ε n нь тодорхойлсон илрүүлэх найдвартай байдлаас хамаарна ( утгыг тохируулахзөв илрүүлэх магадлал, худал дохиоллын магадлал), ашигласан хүлээн авагчийн төрөл, ажлын уртдолгион, дуу чимээний шинж чанар, эрчим.

Ихэнх тохиолдолд (доплер давтамжийн шилжилтийг хэмжих шаардлагатайгаас бусад тохиолдолд) шууд фото илрүүлэгчтэй хүлээн авагчийг өргөн хүрээний төхөөрөмжид ашигладаг. Үзэгдэх ба ойрын IR мужид байрлах долгионы уртын хувьд гол физик нөлөө, дохиог бүртгэхэд ашигладаг, байна гадаад фотоэлектрик эффект. Энэ тохиолдолд анхдагч ажиглагдсан дохио нь фотокатодын гадаргуугаас ялгарах фотоэлектронуудын дараалал юм. Дундаж IR бүсэд дотоод фотоэлектрик эффектийг ашигладаг бөгөөд ажиглагдсан дохио нь валентын бүсээс дамжуулалтын бүс рүү электрон шилжилт юм.

Фотодетекторын гаралтын үед ялгарсан фотоэлектронууд эсвэл шилжилтийн үйл явдлууд нь ижил тархалтын хуультай нэг электрон импульсийн дараалалд нийцдэг.

Ихэнх лазеруудын давталтын хурд бага байгаа нь зонхилох хөгжилд хүргэсэн дижитал аргуудхэмжилт.

Зураг нь нэгийг харуулж байна боломжит сонголтууд блок диаграмдижитал хүрээ хэмжигч суваг.

Шилжилтийн бүртгэл нь шалгах импульс гарах мөчид нэгийг бүртгэдэг. Синхрончлолын импульс нь цаг үүсгэгчийг асаадаг бөгөөд түүний импульс нь нягтралын интервалтай тохирох цаг хугацааны түүвэрлэлтийн интервалаар нэгжийг регистрийн дагуу шилжүүлэхэд ашиглагддаг. Бүртгэлийн битийн тоо нь хүрээний нарийвчлалын элементүүдийн тоотой тэнцүү байна. Регистрийн бит бүрийн гаралт нь давхцах хаалганы аль нэгэнд холбогдсон байна. Хавхлагын нөгөө оролт нь хүлээн авах төхөөрөмжийн гаралтын дохиог хүлээн авдаг. Давхцлын хэлхээг асаахад дохио орж ирнэ дижитал хэлбэрзаагч төхөөрөмж эсвэл хоёрдогч боловсруулах системд тэжээгддэг.

4. АКУСТИК ТАХИН

4.1 Ерөнхий мэдээлэл

Акустик (чичиргээ-акустик) хайгуул нь хэт авианы, дуу авианы болон хэт авианы мужид тархаж буй акустик долгионыг хүлээн авах, шинжлэх замаар хийгддэг. агаарын орчинмашин, нэгж, төрөл бүрийн тоног төхөөрөмжийн ажиллаж байгаа хөдөлгүүрийн дуу чимээ, дэлбэрэлт, буун дуу, яриа гэх мэт зэргээс үүдэлтэй дуу дамжуулагч материал.

Ил задгай газар болон дотор, машин гэх мэт аль алинд нь явагдсан яриаг таслах, бүртгэх зорилгоор. акустик хайгуулын хэрэгслийг ашигладаг: микрофон, чиглэлтэй микрофон, холбоо барих микрофон (чагнуур), акустик хавчуурга, лазер акустик хайгуулын систем гэх мэт.

Акустик хайгуулын тодорхой хэрэгслийг хяналтанд байгаа байранд эсвэл сонирхсон сэдвээр яриа өрнүүлж буй хүмүүст нэвтрэх боломжоос хамааран сонгоно.

Орчин үеийн динамик, конденсатор эсвэл цахилгаан төрлийн микрофонууд нь 20-30 мВ/Па мэдрэгчтэй бөгөөд хүний хэвийн хэмжээний дуу хоолойг 10-15 м хүртэлх зайд, зарим дээжийг хүртэл зайд бүртгэх чадвартай байдаг. 20 метр. Чиглэлийн микрофон ашиглах ба тусгай аргууддохионы дуу чимээг цэвэрлэх нь хотын орчинд 50 м хүртэлх зайд, бусад нөхцөлд (акустик дуу чимээ багатай) 200 м хүртэлх зайд хайгуул хийх боломжийг олгодог 1000 м хүртэл чагнуур илрүүлэх чадвартай дууны чичиргээ 0.3-0.5 м зузаантай бетон хана, түүнчлэн хаалга, цонхны хүрээгээр дамжин.

Хэрэв хяналттай өрөөнд нэвтрэх боломжтой бол түүнд жижиг микрофон суурилуулж, тэдгээрийн холболтын шугамыг агент байрладаг тусгай өрөөнд хүргэж, бичлэг хийх эсвэл дамжуулах төхөөрөмжийг суурилуулж болно. Холбох кабелийн урт нь 5000 м хүрч болно акустик мэдээллийг таслах ийм системийг утастай систем гэж нэрлэдэг.

Хяналттай газруудад суурилуулсан микрофонууд нь жижиг хувилбарууд (диаметр нь 2 мм-ээс бага) байдаг. Мэдрэмжийг сайжруулахын тулд зарим микрофоныг урьдчилан өсгөгчтэй хослуулдаг.

Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг нь радио сувгаар мэдээлэл дамжуулах акустик хавчуурга юм. Ийм төхөөрөмжийг радио чихний тэмдэг (радио микрофон ба радио чагнуур) гэж нэрлэдэг. IR сувгаар мэдээлэл дамжуулах микрофон ашиглаж болно.

Дүрмээр бол дуу хураагч, дуу хураагчтай удаан хугацаагаарбичлэгүүд. Чанарыг сайжруулж, бичигдсэн яриаг засах боломжийг олгохын тулд янз бүрийн шүүлтүүр, нарийн чиглүүлэлт бүхий микрофон, тусгай програм хангамж, техник хангамжийн системийг ашигладаг.

Тассан дохиог, жишээлбэл, радио сувгаар дамжуулахдаа нууцлалыг нэмэгдүүлэхийн тулд нарийн төвөгтэй дохиог ашигладаг (жишээлбэл, дуу чимээтэй төстэй эсвэл дамжуулагчийн давтамжийг псевдо санамсаргүй тааруулах гэх мэт) ба янз бүрийн арга замуудмэдээллийн кодчилол (шифрлэлт, шифрлэлт гэх мэт). Илүү бат бөх ажиллагаа, эрчим хүчний нууцлалыг хангахын тулд хяналттай зайлуулах хэрэгслийг ашигладаг. Ийм хавчуургыг алсаас идэвхжүүлж болно, жишээлбэл, зөвхөн дуут дохио байгаа тохиолдолд ярианы үеэр.

Чиглэлийн микрофоны тухай ярихдаа бид юуны түрүүнд акустик талбайн цуурайтах нөлөөг үл тоомсорлож болох үед задгай агаарт дууны эх үүсвэрийг акустик хянах нөхцөл байдлыг хэлж байна. Ийм нөхцөл байдлын хувьд шийдвэрлэх хүчин зүйл бол дууны эх үүсвэрийн чиглэлийн микрофоноос хол байх бөгөөд энэ нь дууны талбайн түвшинг мэдэгдэхүйц сулруулахад хүргэдэг. Нэмж дурдахад, алс хол зайд байгалийн энерги ялгаруулагч, жишээлбэл, салхинд хөндлөнгөөс оролцдог дунд болон том хэмжээний атмосферийн үймээн самууны улмаас талбайн орон зайн уялдаа холбоо алдагдсанаас болж дууны сулрал мэдэгдэхүйц болдог. Тиймээс 100 м-ийн зайд дууны даралтыг дор хаяж 40 дБ (1 м-ийн зайтай харьцуулахад) сулруулж, дараа нь 60 дБ-ийн ердийн ярианы хэмжээ нь хүлээн авалт дээр 20 дБ-ээс ихгүй байх болно. цэг. Энэ даралт нь бодит гадаад акустик интерференцийн түвшин ба ердийн микрофонуудын босго мэдрэмжээс бага байна.

Ердийн микрофоноос ялгаатай нь чиглэлтэй микрофон нь дараахь зүйлийг агуулсан байх ёстой.

Өндөр босго акустик мэдрэмж нь сулруулсан аудио дохио нь хүлээн авагчийн өөрийн (гол төлөв дулааны) дуу чимээний түвшингээс давж гарах баталгаа юм. Гадны акустик талбар байхгүй байсан ч энэ нь эх үүсвэрээс нэлээд зайд дуу чимээг хянах зайлшгүй нөхцөл юм;

Үйл ажиллагааны өндөр чиглэл нь суларсан аудио дохио нь гадны хөндлөнгийн оролцооны түвшинг давах баталгаа юм. Өндөр чиглэл гэдэг нь дууны эх үүсвэрийн чиглэлтэй давхцдаггүй чиглэлээс гадны акустик хөндлөнгийн оролцоог дарах чадварыг ойлгодог.

Эдгээр шаардлагыг практикт (нэг микрофонд) бүрэн хангах нь туйлын хэцүү ажил юм. Тодорхой асуудлуудыг шийдэх нь илүү бодитой болсон, жишээлбэл, өндөр мэдрэмжтэй бага чиглэлтэй микрофон үүсгэх эсвэл эсрэгээр бага мэдрэмжтэй өндөр чиглэлтэй микрофон үүсгэх нь олон төрлийн чиглэлтэй микрофонуудыг бий болгоход хүргэсэн. Тэдний заримыг нь харцгаая.

Параболик микрофон нь фокусын цэг дээр ердийн микрофонтой параболик хэлбэрийн дууны тусгал юм.

Параболик толиноос туссан тэнхлэгийн чиглэлийн дууны долгионыг А фокусын цэг дээр фазаар нэгтгэнэ. Дууны талбайн хүч нэмэгдэнэ. Толин тусгалын диаметр их байх тусам төхөөрөмж илүү их ашиг олох болно. Хэрэв дууны ирэх чиглэл нь тэнхлэгийн дагуу биш бол үүнээс тусгагдсаныг нэмнэ янз бүрийн хэсгүүдА цэг дээр ирж буй дууны долгионы параболик толь нь бүх гишүүн үе шатандаа байдаггүй тул бага үр дүн өгнө. Сулрах тусам хүчтэй болно илүү том өнцөгтэнхлэгтэй харьцуулахад дууны ирэлт. Тиймээс хүлээн авалт дахь өнцгийн сонгомол байдал үүсдэг.

Тусгал нь оптикийн тунгалаг, тунгалаг (жишээлбэл, нийлэг хуванцар) материалаар хийгдсэн байдаг. Параболик толины гаднах диаметр нь 200-аас 500 мм-ийн хооронд байж болно.

Параболик микрофон ердийн жишээөндөр мэдрэмжтэй боловч чиглэл муутай микрофон.

Хавтгай үе шаттай массивууд нь дууны эх үүсвэрийн чиглэлд перпендикуляр тодорхой хавтгайн салангид цэгүүдэд дууны талбайг нэгэн зэрэг хүлээн авах санааг хэрэгжүүлдэг.

Эдгээр цэгүүдэд (A1, A2 гэх мэт) гаралтын дохиог цахилгаанаар нэгтгэдэг микрофонууд, эсвэл ихэвчлэн дууны чиглүүлэгчийн нээлттэй төгсгөлүүд, жишээлбэл, фазын холболтыг хангадаг хангалттай жижиг диаметртэй хоолойнууд байрладаг. зарим акустик нэмэгчийн эх үүсвэрээс дууны талбар нэмэх. Нэнэгчийн гаралтад микрофон холбогдсон байна.

Хэрэв дуу нь тэнхлэгийн чиглэлээс гарч байвал дууны чиглүүлэгчийн дагуу тархаж буй бүх дохио нь үе шатанд байх бөгөөд акустик нэмэгчийн нэмэлтийг өгөх болно. хамгийн их үр дүн. Хэрэв дууны эх үүсвэр рүү чиглэсэн чиглэл нь тэнхлэгийн дагуу биш, харин тэнхлэгийн зарим өнцгөөр байвал дохионууд өөр өөр цэгүүдхүлээн авах онгоц нь фазын хувьд өөр байх ба тэдгээрийн нэмэлтийн үр дүн бага байх болно. Дууны ирэх өнцөг их байх тусам түүний сулрал их болно.

Ийм массив дахь хүлээн авах цэгүүдийн тоо хэдэн арван байдаг.

Бүтцийн хувьд хавтгай үе шаттай массивуудыг атташегийн урд талын хананд эсвэл цамцны доор өмсдөг хантааз гэх мэтээр хийдэг. Шаардлагатай электрон эд ангиудыг хайрцаг эсвэл хувцасны доор байрлуулж болно. Тиймээс өнгөлөн далдалсан хавтгай фазын массивууд нь параболик микрофонтой харьцуулахад илүү нууцлаг байдаг.

Микрофон-хоолой нь өндөр мэдрэмжтэй микрофон эсвэл цувралаар холбогдсон микрофонуудын массив дээр ачаалагдсан хоолой хэлбэртэй, үе шаттай хүлээн авагч акустик антен юм. Параболик микрофон ба хавтгай акустик массиваас ялгаатай нь энэ нь дууг хавтгай дээр биш, харин дууны эх үүсвэрийн чиглэлтэй давхцах тодорхой шугамын дагуу хүлээн авдаг.

Онцлог төлөөлөгчЭнэ төрлийн микрофон нь "Acoustic Gun" микрофон юм.

Микрофон нь хэдэн см-ээс нэг метр ба түүнээс дээш урттай хэдэн арван нимгэн хоолойтой. Хоолойн уртыг ярианаас үүссэн акустик чичиргээнд байгаа давтамж дахь резонансын нөхцлөөр тооцоолно. Хоолойг багц болгон угсардаг: голд нь урт, боодлын гадна талын гадаргуугийн дагуу богино. Нэг талын хоолойн төгсгөлүүд нь микрофоны капсулын өмнөх эзлэхүүн рүү ордог хавтгай зүслэг үүсгэдэг. Хүлээн авагч руу тэнхлэгийн чиглэлд ирж буй дууны долгион нь ижил фазын хоолойгоор дамжуулан прекапсулын эзэлхүүн рүү ордог бөгөөд тэдгээрийн далайцыг арифметик байдлаар нэмнэ. Хоолойн урт нь өөр өөр байдаг тул тэнхлэгт өнцгөөр ирж буй дууны долгион нь фазаас гадуур байна. Үүний үр дүнд тэдний нийт далайц мэдэгдэхүйц бага байх болно. Дохио хүлээн авах хүрээг ашиглан нэмэгдүүлэх боломжтой илүүхоолойн элементүүд.

Хоолой хэлбэртэй долгионы микрофонууд нь дууны эх үүсвэрийн чиглэлтэй давхцах шугамын дагуу дууг хүлээн авдаг.

Микрофоны үндэс нь 10-30 мм-ийн диаметртэй хатуу хөндий хоолой хэлбэртэй дууны хөтөч бөгөөд дууны хөтөчийн бүх уртын дагуу эгнээнд байрлуулсан тусгай нүхтэй нүхтэй, эгнээ тус бүрт дугуй геометртэй байдаг. . Хоолойн гадна болон доторх дууны тархалтын хурд ижил тул тэнхлэгийн чиглэлээс дууг хүлээн авах үед бүх нүхний нүхээр дууны хөтөч рүү орох дохионы үе шат нэмэгдэх нь ойлгомжтой. Дуу нь микрофоны тэнхлэгтэй өнцгөөр ирэхэд энэ нь фазын тохиромжгүй байдалд хүргэдэг, учир нь хоолой дахь дууны хурд нь түүний гаднах дууны хурдны тэнхлэгийн бүрэлдэхүүн хэсгээс их байх бөгөөд үүний үр дүнд хүлээн авалт мэдрэмж буурдаг. Ихэвчлэн хоолойн микрофоны урт нь 15-200 мм-ээс 1 м хүртэл байдаг.

Лазер микрофонууд нь мэдээллийг таслахын тулд мэдрэгчтэй гадаргуу дээр туссан, модуляцлагдсан лазер туяаг ашигладаг.

Зорилтот объект - ихэвчлэн цонхны шил нь чичирдэг нэг төрлийн мембран юм дууны давтамж, харилцан ярианы дууг бүтээх. Агаар мандалд тархаж буй лазер дамжуулагчийн үүсгэсэн цацрагийг цонхны шилний гадаргуугаас тусгаж, акустик дохиогоор зохицуулж, дараа нь фотодетектороор хүлээн авч, тагнуулын дохиог сэргээдэг.

Энэ технологид модуляцын процесс нь үндсэн ач холбогдолтой бөгөөд үүнийг дараах байдлаар тодорхойлж болно.

дууны долгион, эх сурвалжаар үүсгэгдсэн дуут дохио, агаарын шил нь хэлтсийн хил дээр унаж, нэг төрлийн чичиргээ, өөрөөр хэлбэл шилний гадаргуугийн эхлэлийн байрлалаас хазайлт үүсгэдэг. Эдгээр хазайлт нь хилээс ойсон гэрлийн дифракцийг үүсгэдэг. Хэрэв унасан оптик цацрагийн хэмжээ нь "гадаргуу" долгионы урттай харьцуулахад бага байвал ойсон гэрлийн янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн суперпозицияд тэг зэрэглэлийн дифракцийн цацраг давамгайлах болно. Энэ тохиолдолд, нэгдүгээрт, гэрлийн долгионы фаз нь дууны давтамжийн дагуу цаг хугацааны хувьд модуляцлагддаг бөгөөд цацрагийн хөндлөн огтлолын дагуу жигд байдаг, хоёрдугаарт, цацраг нь чиглэлийн эргэн тойронд дууны давтамжтайгаар "дүүжин" байдаг. тусгай тусгал.

Жишээлбэл, гелий-неон лазерыг цацрагийн эх үүсвэр болгон ашиглаж болно. Зөвлөгөө лазер цацрагхүссэн өрөөний цонхны шилийг телескоп харагч ашиглан гүйцэтгэдэг. Өнөөдөр 10ˉ¹ - 10ˉ¹ м хүртэлх зайд шилний чичиргээг бүртгэх үндсэн боломжууд аль хэдийн бий болсон.

Цонхны шиллэгээтэй хэвийн байрлалтай цэг дээр нэг хяналтын пост (CP) зохион байгуулахад хангалттай. Үгүй бол хоёр хяналтын цэгийг зохион байгуулах шаардлагатай бөгөөд хоёр дахь цэгийг тусгалын хуулийг харгалзан сонгоно. гэрлийн туяаφ1= φ2.

4.3 Таслагдсан ярианы дохиог боловсруулах

Хүний сонсгол нь мэдэгдэж байгаагаар далдлах шинж чанартай байдаг. Бүдэг чимээилүү хүчтэйгээр өнгөлөн далдалсан байдаг. Хүснэгтэд өгөгдсөн дуу чимээ бүрийг зөвхөн чанга дуу байхгүй үед л сонсох болно.

Хэрэв бид гудамжинд бичигдсэн соронзон хальсны бичлэгийг сонсох юм бол бидний сонсох гол зүйл бол олон ойлгомжгүй дуу чимээ нийлж, акустик талбараас микрофон руу унах чимээ юм. Нэмж дурдахад ярианы дохиог бичих, дамжуулах, хуулбарлах электрон төхөөрөмж нь янз бүрийн цахилгаан болон цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоонд өртдөг бөгөөд үүнийг бид чихэвчнээс сонсдог.

Эх сурвалж нь хажуу талд байрладаг орон зайн хөндлөнгийн оролцооноос ярианы дохиог цэвэрлэх аргуудыг чиглүүлэгч микрофоны загварт тусгасан болно. Гэсэн хэдий ч ярианы дохионы эх үүсвэртэй нэг тэнхлэгт байрлах акустик интерференц байдаг эсвэл чиглүүлэгч микрофоныг ашиглах үед ч гэсэн хөндлөнгийн нөлөө үзүүлэх хангалттай хэмжээний хөндлөнгийн оролцоо байдаг.

Чанарыг сайжруулах, бичигдсэн яриаг засах боломжийг олгохын тулд стерео бичигч, эквалайзер ашигладаг. Стерео соронзон хальс бичигч нь стерео эффектийн ачаар шуугиан зэрэг хөндлөнгийн оролцоог мэдээллийн чанартай ярианаас ялгаж салгах боломжийг олгодог. гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, гудамжны гаднах дуу чимээ гэх мэт. Эквалайзерууд нь янз бүрийн шүүлтүүр бүхий төхөөрөмжүүд юм: өндөр ба бага давтамжууд, bandpass, октав, Чебышев болон бусад. Эдгээр шүүлтүүрүүд нь дохионы гажуудал, хөндлөнгийн оролцооны шинж чанараас хамааран тодорхой програмын дагуу асаалттай байдаг. Эквалайзерын зэрэгцээ ярианы ойлгомжтой байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд тусгай програм хангамж, техник хангамжийн системийг ашигладаг.

Ярианы дохионы дуу чимээг цэвэрлэх жишээ болгон дасан зохицох шүүлтүүр (AF) ашиглахыг авч үзье.

Хөндлөнгийн нөлөөллийг дохионоос ялгах аргын дагуу AF нь нэг суваг (AF1) ба хоёр суваг (AF2) гэж хуваагддаг. Нэг сувгийн шүүлтүүр нь зөвхөн үндсэн оролттой, хоёр сувгийн шүүлтүүр нь нэмэлт лавлагааны оролттой байдаг.

AF1-д хөндлөнгийн дохиог оролтод ирж буй шуугиантай ярианы (RS) дохионы шинжилгээнд үндэслэн шугаман таамаглах шүүлтүүрээр (LPF) "урьдчилан таамаглаж", дараа нь энэ дохионоос хасдаг. Ийм шүүлтүүрийн ажиллах зарчим нь компьютер дээр суурилдаг санамсаргүй үйл явцмөн урьдчилан таамаглах боломжгүй, урьдчилан таамаглаж болох бүх зүйл бол саад тотгор юм. AF1 нь үе үе болон нарийн зурвасын хөндлөнгийн оролцоо, жишээлбэл, сүлжээний хөндлөнгийн оролцоог дарахад ашиглагддаг АС, агааржуулагчийн дуу чимээ, механизмын "ганхах" гэх мэт. AF1 нь өргөн зурвасын дуу чимээний хөндлөнгийн оролцооноос салж чадахгүй: хөгжим, яриа, том өрөөний дуу чимээ гэх мэт.

AF2 нь хоёр оролттой: үндсэн (OSN) оролт нь чимээ шуугиантай RS, лавлагаа (RS) оролт нь хөндлөнгийн дохиог хүлээн авдаг. Эдгээр сувгуудын "ижил төстэй" бүх зүйлийг чимээ шуугиантай дохионоос хасдаг. AF2 нь хоёр харилцан яриаг салгах хүртэл үечилсэн, нарийн болон өргөн зурвасын хөндлөнгийн оролцоог дарахад ашиглагддаг.

AF-ийн ажиллагааг дуу чимээтэй дохионы спектрээс хөндлөнгийн спектрийг "хасах" гэж илэрхийлж болно. AF1 нь дуу чимээ ихтэй RS-ийн хүчирхэг гармоник бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бараг бүрэн арилгадаг. AF2-ийг ашиглах үед үр ашгийг лавлагаа дохиог авах аргаар тодорхойлно. AF2 гаралт дээрх дохио-дуугианы харьцаа (SNR) нь зөвхөн лавлагааны оролтын SNR харьцаагаар тодорхойлогддог.

Тиймээс OP оролт дээрх дуу чимээ их байх тусам дохио бага байх тусам AF2 гаралт дээрх SNR илүү сайн болно. IN хамгийн тохиромжтой, OP оролтод зөвхөн дуу чимээ байх үед бараг бүрэн дарагддаг. Жишээлбэл, хэрэв ашигтай RS нь радио дамжуулалтын "чимээ" -тэй дуу чимээтэй байвал та AF2 лавлагаа оролтыг ижил програмыг хүлээн авдаг радио хүлээн авагчийн цахилгаан дохионд холбох хэрэгтэй. Хэрэв хоёр суваг нь акустик талбайн микрофон ашиглан хүлээн авсан бол оролтын микрофон нь хөндлөнгийн эх үүсвэрийн ойролцоо байрлах ёстой.

Жишээлбэл, идэвхтэй чичиргээний хөндлөнгийн оролцоог ашиглах үед ярианы дохиог арилгахад яг ижил зарчмыг ашигладаг.

Нэг стереостетоскоп мэдрэгч нь хамгаалалтын системийн цахилгаан акустик хувиргагчтай ойрхон ханан дээр байрладаг бөгөөд интерференцийн түвшин хамгийн их (цэг 1), хоёр дахь нь хамгийн бага дохио / хөндлөнгийн харьцаа (2-р цэг) дээр байрладаг. Харилцан ярианы завсарлагааны үед хамгаалагдсан байгууламжаар дамжих чичиргээний дуу чимээг бууруулах коэффициентийг тооцоолно. Харгалзах залруулга нь нөхөн олговорт тавигддаг

Цаашилбал, харилцан яриа хийх үед дохиог бүртгэж, компенсаторын хийсэн залруулга (дохио сулрах) -ийг харгалзан үзүүлэгчийн оролтод хоёр холимог дохиог нийлүүлдэг бөгөөд тэдгээрийн хөндлөнгийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь ижил байдаг. , мөн тагнуулын дохионы бүрэлдэхүүн хэсэг нь далайцын хувьд өөр байна. Хасалтын дараа нэмэгчийн гаралт нь далайцаар суларсан ч туйлын цэвэршүүлсэн ярианы дохиог үүсгэдэг.

Apollo 11 булангийн тусгал

Сарны гадаргуу дээрх хоёр цэгийн хоорондох зайг сарны гадаргуу дээр байрлах булангийн тусгалтай эсвэл тусгалгүй лазераар тус тус хэмжих. Шинжлэх ухааны ач холбогдолийм туршилтууд нь таталцлын тогтмолыг тодруулах, харьцангуйн онолыг шалгах; хэд хэдэн хөдөлгөөний параметрүүдийг тодруулах динамик системДэлхий-Сар; талаар шинэ мэдээлэл олж авах физик шинж чанарТэгээд дотоод бүтэцДэлхий, сар гэх мэт.

Өгүүллэг

Зүүн талд байгаа нээлттэй "хайрцаг" нь сар хүртэлх зайг тодорхойлох зориулалттай Луноход-1-ийн булангийн тусгал юм.

1960-аад оны эхэн үеэс эхлэн АНУ, ЗСБНХУ-д булангийн тусгал ашиглахгүйгээр сарыг лазераар тодорхойлох туршилтыг хийж ирсэн. АНУ-д 1962 оны 5-р сарын 9-өөс 5-р сарын 11-ний хооронд MIT Cassegrain-ийн хоёр телескопыг энэ зорилгоор ашигласан бөгөөд эхнийх нь 30.5 см диаметртэй бадмаараг лазер туяаг сар руу чиглүүлсэн бол хоёр дахь нь 122 см диаметртэй байв. туссан дохиог хүлээн авсан. Albategnium, Tycho, Copernicus, Longomontanus тогоонууд байрладаг. 1963 онд ЗСБНХУ-д Альбатегниум сарны тогоон дотор талбай байрладаг байсан бөгөөд бадмаараг лазер туяа илгээх, хүлээн авахын тулд Крымын астрофизикийн ажиглалтын газрын 260 см диаметртэй нэг дуран ашигласан. дохио илгээсний дараа тусгай толь байрлалаа өөрчилж, сарны гадаргаас туссан дохиог фотодетектор руу чиглүүлэв. Энэхүү ажиглалтын газар 1965 онд лазерын тусламжтайгаар сар хүртэлх зайг анх хэмжиж байжээ. шинэ суурилуулалт, Лебедевийн нэрэмжит физикийн хүрээлэнд үйлдвэрлэсэн, 200 метрийн нарийвчлалтайгаар тодорхойлсон. Түүгээр ч барахгүй, сарны гадаргуугаас лазер туяаг хүчтэй гажуудуулж, нарийвчлалыг хязгаарласан.

1969 оны 7-р сарын 21-нд Аполло 11 сансрын нисэгчид саран дээр анхны булангийн тусгал суурилуулсан. Хожим нь ижил төстэй цацруулагчийг Аполло 14, Аполло 15 хөтөлбөрийн сансрын нисэгчид суурилуулсан. Аполлон 15 тусгал нь гурван зуун призмээс бүрдсэн хамгийн том нь юм. Аполлон тус бүр нь 100 ширхэг дулаан тусгаарлагчтай байв. "Луна 17" даалгаврын хүрээнд саранд хүргэгдсэн Зөвлөлтийн сарны аялагч "Луноход 1", "Луна 21" нислэгийн хүрээнд хүргэгдсэн "Луноход 2" нар мөн булангийн тусгал төхөөрөмжөөр тоноглогдсон байв. Цацруулагчийг өөрсдөө Францад үйлдвэрлэсэн бөгөөд тэдгээрийг тоос шорооноос хамгаалах систем, чиг баримжаа олгох системийг Зөвлөлтийн мэргэжилтнүүд боловсруулсан. Луноходын булангийн тусгал нь 14 шилэн тетраэдр пирамидын систем бөгөөд тэдгээрийн налуу ирмэгүүд нь лазер туяанд нээлттэй байхаар нэг дулаан тусгаарлагдсан хайрцагт байрлуулсан байв.

Луноход-1-ийн анхны дохиог 1970 оны 12-р сарын 5, 6-нд Крымын астрофизикийн ажиглалтын газрын дээр дурдсан 2.6 метрийн дурангаар хүлээн авч, мөн сард Пик ду Миди ажиглалтын төв хүлээн авчээ. Луноход-1 цацруулагч нь ашиглалтад орсон эхний жил хагасын хугацаанд 20 орчим ажиглалт хийсэн боловч дараа нь яг байрлал нь алдагдсан тул 2010 оны дөрөвдүгээр сар хүртэл олох боломжгүй байв. Сарны ровер нь налуу байрлалтай байсан нь түүнээс туссан дохиог сулруулж, сарны гадаргуу дээрх координатын өгөгдөл буруу байвал түүнийг олоход хэцүү болгодог гэж таамаглаж байсан. Хэрэв туссан туулай нь Сарны тагнуулын тойрог замын хиймэл дагуулыг ашиглан авахаар төлөвлөж байсан сарны гадаргуугийн оптик гэрэл зураг эсвэл бусад сарны станцуудын харааны талбарт унасан бол Луноход-1-ийн гэрэл ойлгогчийг олох боломжтой байв. 2010 оны 4-р сарын 22-нд Луноход 1-ийг Том Мерфи болон Нью-Мексико дахь Апачи цэгийн ажиглалтын төвийн дурангаас лазер импульс илгээсэн эрдэмтдийн баг сарны гадаргуугаас олжээ.

Мөн сарны байршлыг хамгийн түрүүнд илрүүлсэн хүмүүсийн нэг нь "Скол-1" телескоп байв. "Скол-1"-ийг NIP-16-ийн нутаг дэвсгэрт суурилуулж, "Луноход-1" дээр ажилласан.

Луноход-2 дээр суурилуулсан үлдсэн дөрвөн цацруулагчийн байршлыг тогтооход ямар ч асуудал гараагүй; одоогоорЛаборатори зэрэг станцуудын ойролцоо тийрэлтэт хөдөлгүүрНАСА уг тусгалыг суурилуулснаас хойш лазерын хүрээг ажиглаж байна. 1978 онд Сар хүртэлх зайг 25 см-ийн нарийвчлалтайгаар хэмжих боломжтой төхөөрөмж суурилуулсан Крымын астрофизикийн ажиглалтын төвийн 2.6 метрийн телескоп дээр энэ утгыг нийт 1400 удаа тодорхойлж, ихэнхдээ Луноход-2 ба Аполлон 15-ын булангийн тусгал." Гэсэн хэдий ч 1983 онд Зөвлөлтийн сарны хөтөлбөрийг хумиснаас болж тэнд ажил зогссон.

Сарыг лазераар тодорхойлох гол станцууд

JPL НАСА, Калифорниа, АНУ
Макдоналд ажиглалтын төв, Техас, АНУ
OCA, Ницца, Франц
Халеакала, Хавайн арлууд, АНУ
Апачи Пойнт, Нью Мексико, АНУ
Матера, Матера, Итали
OCA салбар, Өмнөд Африк

Хэмжих зарчим

Сар руу чиглэсэн лазер туяа

Лазер нь тусгал руу чиглэсэн телескоп руу дохио өгдөг бөгөөд яг ямар цаг үед дохио цацагдсаныг тэмдэглэдэг. Анхны дохионы зарим фотоныг бүртгэхийн тулд детектор руу буцаана эхлэх цэгөгөгдөл. Сарны гадаргуу дээрх дохионы цацрагийн талбай 25 км? Саран дээрх төхөөрөмжөөс ойсон гэрэл нь ойролцоогоор нэг секундын дотор дуран руу буцаж ирсний дараа шүүлтүүрийн системээр дамжин хүссэн долгионы урттай фотонуудыг гаргаж, дуу чимээг шүүдэг.

Ажиглалтын нарийвчлал

1970-аад оноос хойш зайны хэмжилтийн нарийвчлал хэдэн арван см-ээс хэдэн см хүртэл нэмэгдсэн. Шинэ станц Apache Point нь миллиметрийн дарааллаар нарийвчлалд хүрч чадна.

Одоогийн байдлаар цагийг хэмжих нарийвчлал нь ойролцоогоор 30 пикосекунд юм.

Лазерын хүрээ

Гадаадын хэвлэлд лазерын хүрээ гэдэг нь янз бүрийн объектын байршлыг илрүүлэх, тодорхойлох зорилготой оптоэлектроникийн салбарыг хэлдэг. цахилгаан соронзон долгионлазераас ялгарах оптик хүрээ. Лазерын цацрагийн объектууд нь танк, хөлөг онгоц, пуужин, хиймэл дагуул, үйлдвэрлэлийн болон цэргийн байгууламж байж болно. Зарчмын хувьд лазерын хүрээг идэвхтэй аргаар хийдэг.

Лазерын хүрээ, түүнчлэн радар нь цахилгаан соронзон долгионы үндсэн гурван шинж чанарт суурилдаг.

1. Объектуудаас тусгах чадвар. Зорилтот болон түүний байрлаж буй дэвсгэр нь цацрагийн нөлөөг өөр өөрөөр тусгадаг.

Металл ба металл бус, ой мод, тариалангийн талбай, ус зэрэг бүх объектуудаас лазерын цацраг тусдаг. Түүгээр ч барахгүй хэмжээс нь долгионы уртаас бага, радио долгионоос илүү ямар ч объектоос тусгалаа олдог. Энэ нь долгионы урт богино байх тусмаа сайн тусдаг гэсэн тусгалын үндсэн зарчмаас сайн мэддэг. Энэ тохиолдолд туссан цацрагийн хүч нь долгионы уртаас дөрөв дэх чадалтай урвуу пропорциональ байна. Лазер илрүүлэгч нь үндсэндээ радараас илүү илрүүлэх чадвартай байдаг - долгион богино байх тусам өндөр байдаг. Тийм ч учраас радар хөгжихийн хэрээр нүүх хандлагатай болсон урт долгионбогинохонд. Гэсэн хэдий ч хэт богино радио долгион ялгаруулдаг радио давтамжийн генераторыг үйлдвэрлэх нь улам бүр хэцүү болж, улмаар бүрмөсөн мухардалд оров. Лазерыг бүтээх нь байршлын технологид шинэ хэтийн төлөвийг нээж өгсөн.

2. Шулуун шугамаар тархах чадвартай. Орон зайг сканнердах нарийн чиглэлтэй лазер туяаг ашиглах нь объект руу чиглэсэн чиглэлийг тодорхойлох боломжийг олгодог (зорилтот холхивч). Цацраг нь нарийхан байх тусам холхивчийг илүү нарийвчлалтай тодорхойлох боломжтой.

Энгийн тооцоолол нь 1.5 орчим чиглэлийн коэффициентийг авахын тулд сантиметрийн мужид радио долгион ашиглахдаа 10 м-ийн диаметртэй антентай байх шаардлагатайг харуулж байна. Танк дээр ийм антен суурилуулах нь хэцүү, тэр ч байтугай үүнээс ч илүү юм нисэх онгоц. Энэ нь том хэмжээтэй бөгөөд тээвэрлэх боломжгүй юм. Та богино долгион ашиглах хэрэгтэй.

Хатуу төлөвт идэвхтэй бодис ашиглан үйлдвэрлэсэн лазер туяаны өнцгийн өнцөг нь зөвхөн 1.0.1.5 градус бөгөөд нэмэлт оптик системгүй гэдгийг мэддэг.

Иймээс лазер локаторын хэмжээсүүд нь ижил төстэй радараас хамаагүй бага байж болно. Жижиг хэмжээтэй оптик системийг ашиглах нь шаардлагатай бол лазер туяаг хэдэн нуман минут хүртэл нарийсгах боломжийг олгоно.

3. Лазерын цацрагийн тархах чадвараас тогтмол хурдобъект хүртэлх зайг тодорхойлох боломжтой болгодог. Тиймээс импульсийн хэлбэлзлийн аргын хувьд дараах хамаарлыг ашиглана: L = ct/2, энд L - объект хүртэлх зай, c - цацрагийн тархалтын хурд, t - импульс хүрэхэд шаардагдах хугацаа. зорилт ба ар тал.

Байршуулагчийг тодорхойлоход ямар параметрүүдийг ашигладаг вэ? Түүний паспортын дэлгэрэнгүй мэдээлэл юу вэ? Тэдгээрийн заримыг нь харцгаая.

Юуны өмнө хамрах хүрээ. Үүнийг ажиглалт явуулж буй орон зайн бүс гэж ойлгодог. Түүний хил хязгаарыг өндөр ба азимут дахь хамгийн их ба хамгийн бага хүрээ, харах хязгаараар тодорхойлно. Эдгээр хэмжээсүүд нь цэргийн лазер байршуулагчийн зориулалтаар тодорхойлогддог.

Өөр нэг параметр бол хянан үзэх хугацаа юм. Энэ нь лазер туяа нь тухайн орон зайн нэг удаагийн судалгааг гаргах хугацааг хэлнэ.

Байршуулагчийн дараагийн параметр нь тодорхойлсон координат юм.

Эдгээр нь байршуулагчийн зорилгоос хамаарна. Хэрэв энэ нь газрын болон усан доорх объектуудын байршлыг тодорхойлох зорилготой бол хүрээ ба азимут гэсэн хоёр координатыг хэмжихэд хангалттай. Агаарын объектыг ажиглахдаа гурван координат шаардлагатай. Эдгээр координатуудыг тодорхой нарийвчлалтайгаар тодорхойлох ёстой бөгөөд энэ нь системчилсэн болон байдлаас хамаарна санамсаргүй алдаа. Бид ийм ойлголтыг тогтоол гэж ашиглах болно. Шийдвэрлэх чадвар гэдэг нь ойр байрлах зорилтуудын координатыг тусад нь тодорхойлох чадварыг хэлнэ.

Координат бүр өөрийн гэсэн нарийвчлалтай байдаг. Үүнээс гадна дуу чимээний дархлаа гэх мэт шинж чанарыг ашигладаг. Энэ бол байгалийн болон зохиомол хөндлөнгийн оролцоотой нөхцөлд лазер локаторын ажиллах чадвар юм. Бас маш чухал шинж чанарбайршуулагч нь найдвартай байдал юм. Энэ нь өгөгдсөн ажиллагааны нөхцөлд түүний шинж чанарыг тогтоосон хязгаарт хадгалахын тулд байршуулагчийн өмч юм.

Лазерын хүрээ нь лазераас ялгарах оптик муж дахь цахилгаан соронзон долгионыг ашиглан янз бүрийн объектын байршлыг илрүүлэх, тодорхойлох зорилготой оптоэлектроникийн салбар юм. Лазерын цацрагийн объектууд нь танк, хөлөг онгоц, пуужин, хиймэл дагуул, үйлдвэрлэлийн болон цэргийн байгууламж байж болно. Зарчмын хувьд лазерын хүрээг идэвхтэй аргаар хийдэг. Лазерын цацраг нь нарийхан чиглэлтэй, монохромат, өндөр импульсийн хүч, спектрийн өндөр гэрэлтэй байдгаараа температурын цацрагаас ялгаатай гэдгийг бид аль хэдийн мэддэг болсон. Энэ бүхэн нь оптик байршлыг радартай харьцуулахад өрсөлдөх чадвартай болгодог, ялангуяа сансарт (агаар мандалд шингээх нөлөөгүй газар) болон усан дор (оптик муж дахь олон тооны долгионы тунгалаг цонхтой) ашиглах үед.

Радар шиг лазерын хүрээ нь цахилгаан соронзон долгионы үндсэн гурван шинж чанарт суурилдаг.

1. Объектуудаас тусгах чадвар. Зорилтот болон түүний байрлаж буй дэвсгэр нь тэдгээрт унах цацрагийг өөр өөрөөр тусгадаг. Металл ба металл бус, ой мод, тариалангийн талбай, ус зэрэг бүх объектуудаас лазерын цацраг тусдаг. Түүгээр ч барахгүй хэмжээс нь долгионы уртаас бага, радио долгионоос илүү ямар ч объектоос тусгалаа олдог. Энэ нь долгионы урт богино байх тусмаа сайн тусдаг гэсэн тусгалын үндсэн зарчмаас сайн мэддэг. Энэ тохиолдолд туссан цацрагийн хүч нь долгионы уртаас дөрөв дэх чадалтай урвуу пропорциональ байна. Лазер байршуулагч нь үндсэндээ радараас илүү илрүүлэх чадвартай байдаг - долгионы урт богино байх тусам өндөр байдаг. Тийм ч учраас радар хөгжихийн хэрээр урт долгионоос богино долгион руу шилжих хандлага бий болсон. Гэсэн хэдий ч хэт богино радио долгион ялгаруулдаг радио давтамжийн генераторын үйлдвэрлэл улам бүр нэмэгдсээр байна хэцүү даалгавар, тэгээд мухардалд орсон.

Лазерыг бүтээх нь байршлын технологид шинэ хэтийн төлөвийг нээж өгсөн.

2. Шулуун шугамаар тархах чадвартай. Орон зайг сканнердах нарийн чиглэлтэй лазер туяа ашиглах нь объект руу чиглэсэн чиглэлийг тодорхойлох боломжийг олгодог (зорилтот холхивч).

Энэ чиглэлийг лазерын цацраг үүсгэдэг оптик системийн тэнхлэгийн байршлаар (радарт - антенны чиглэлд) олно. Цацраг нь нарийхан байх тусам холхивчийг илүү нарийвчлалтай тодорхойлох боломжтой. Дараах энгийн томъёог ашиглан чиглүүлэх коэффициент ба антенны диаметрийг тодорхойлно.

G= 4х*С

Энд G нь чиглүүлэх коэффициент, S нь антенны талбай, м2, / цацрагийн долгионы урт мкм.

Энгийн тооцоолол нь см-ийн мужид радио долгион ашиглахдаа 1.5 орчим чиглэлийн коэффициентийг авахын тулд 10 м-ийн диаметртэй антентай байх шаардлагатайг харуулж байна. Ийм антенныг танк дээр суурилуулах нь хэцүү, онгоцонд хамаагүй бага байдаг. Энэ нь том хэмжээтэй бөгөөд тээвэрлэх боломжгүй юм. Та богино долгион ашиглах хэрэгтэй.

Хатуу төлөвт идэвхтэй бодис ашиглан хийсэн лазер туяаны өнцгийн нээлхий нь зөвхөн 1.0 - 1.5 градус бөгөөд нэмэлт оптик фокусын систем (антен) байхгүй байна. Иймээс лазер локаторын хэмжээсүүд нь ижил төстэй радараас хамаагүй бага байж болно. Жижиг хэмжээтэй оптик системийг ашиглах нь шаардлагатай бол лазер туяаг хэдэн нуман минут хүртэл нарийсгах боломжийг олгоно.

3. Лазерын цацраг тогтмол хурдтай тархах чадвар нь объект хүртэлх зайг тодорхойлох боломжийг олгодог. Тэгэхээр. Импульсийн хэлбэлзлийн арга нь дараахь харьцааг ашигладаг.

L= ctТэгээд

Хаана L - объект хүртэлх зай, км, C - цацрагийн тархалтын хурд км/с, t ба - импульсийн зорилтот ба ар тал руу шилжих хугацаа, с.

Энэ хамаарлыг авч үзэхэд мужийг хэмжих боломжит нарийвчлал нь энергийн импульс тухайн объект руу болон буцаж ирэх хугацааг хэмжих нарийвчлалаар тодорхойлогддог болохыг харуулж байна. Импульс богино байх тусмаа сайн (хэрэв радио операторуудын хэлснээр сайн зурвасын өргөн байвал) нь тодорхой байна. Гэхдээ лазерын цацрагийн физик нь өөрөө 10-7 - 10-8 секундын импульс авах боломжийг олгодог гэдгийг бид аль хэдийн мэддэг. Энэ нь лазер локаторт сайн өгөгдөл өгдөг.

Байршуулагчийг тодорхойлоход ямар параметрүүдийг ашигладаг вэ? Түүний паспортын дэлгэрэнгүй мэдээлэл юу вэ? Тэдгээрийн заримыг нь харцгаая, Зураг.

Юуны өмнө бүс. Үүнийг ажиглалт явуулж буй орон зайн бүс гэж ойлгодог. Түүний хил хязгаарыг өндөр ба азимут дахь хамгийн их ба хамгийн бага хүрээ, харах хязгаараар тодорхойлно. Эдгээр хэмжээсүүд нь цэргийн лазер байршуулагчийн зориулалтаар тодорхойлогддог.

Байршуулагчийн өөр нэг параметр бол үзэх хугацаа юм. Энэ нь лазер туяа нь тухайн орон зайн эзэлхүүнийг нэг тоймлон харуулах хугацааг хэлнэ.

Байршуулагчийн дараагийн параметр нь тодорхойлсон координат юм. тэдгээр нь байршуулагчийн зорилгоос хамаарна. Хэрэв энэ нь газрын болон гадаргуугийн объектын байршлыг тодорхойлох зорилготой бол хүрээ ба азимут гэсэн хоёр координатыг хэмжихэд хангалттай. Агаарын объектыг ажиглахдаа гурван координат шаардлагатай. Эдгээр координатуудыг системчилсэн болон санамсаргүй алдаанаас хамаарах өгөгдсөн нарийвчлалтайгаар тодорхойлох ёстой. Тэдний авч үзэх нь энэ номын хамрах хүрээнээс гадуур юм. Гэсэн хэдий ч бид шийдвэрлэх эрх мэдэл гэх мэт ойлголтыг ашиглах болно. Шийдвэрлэх чадвар гэдэг нь ойр байрлах зорилтуудын координатыг тусад нь тодорхойлох чадварыг хэлнэ. Координат бүр өөрийн гэсэн нарийвчлалтай байдаг. Үүнээс гадна хөндлөнгийн дархлаа гэх мэт шинж чанарыг ашигладаг. Энэ бол байгалийн (нар, сар) болон хиймэл хөндлөнгийн нөлөөллийн нөхцөлд лазер локаторын ажиллах чадвар юм.

Локаторын маш чухал шинж чанар бол найдвартай байдал юм. Энэ нь өгөгдсөн ажиллагааны нөхцөлд түүний шинж чанарыг тогтоосон хязгаарт хадгалахын тулд байршуулагчийн өмч юм.

Объектийн дөрвөн үндсэн параметрийг (хүрээ, азимут, өндөр, хурд) хэмжих зориулалттай лазер локаторын диаграммыг Зураг 2-аас үзнэ үү. хуудас 17. Бүтцийн хувьд ийм локатор нь дамжуулах, хүлээн авах, заагч гэсэн гурван блокоос бүрддэг нь тодорхой харагдаж байна. Дамжуулагч локаторын гол зорилго нь лазерын цацраг үүсгэх, түүний үүсэх орон зай, цаг хугацаа, объектын чиглэлд чиглүүлэх явдал юм. Дамжуулах хэсэг нь өдөөх эх үүсвэр бүхий лазер, Q-түлхүүр, өгөгдсөн сканнерын хуулийн дагуу тухайн бүсэд энергийг илгээхийг баталгаажуулдаг сканнер төхөөрөмж, мөн дамжуулагч оптик системээс бүрдэнэ.

Хүлээн авах нэгжийн гол зорилго нь объектын ойсон цацрагийг хүлээн авч, цахилгаан дохио болгон хувиргаж, объектын талаарх мэдээллийг гаргаж авах явдал юм. Энэ нь хүлээн авагч оптик систем, хөндлөнгийн шүүлтүүр, цацрагийн хүлээн авагч, түүнчлэн хүрээ, хурд, өнцгийн координатыг хэмжих нэгжээс бүрдэнэ.

Заагч блок нь зорилтот параметрийн талаарх мэдээллийг тоон хэлбэрээр харуулахад ашиглагддаг.

Байршуулагч нь ямар зорилгоор үйлчилж байгаагаас хамааран: зай хэмжигч, хурд хэмжигч (Допплер илрүүлэгч), байршил тогтоогч өөрөө (хамрах хүрээ, азимут, өндөрлөг) байна.

ЛАЗЕР БАЙРШУУЛАХ ДИАГРАМ

хүлээн авагч

цацраг

оптик шүүлтүүр

хүлээн авах оптик систем

ҮЗҮҮЛЭГЧИЙН БЛОК

ХҮЛЭЭН АВАХ БЛОК

хүрээ хэмжих нэгж

хурд хэмжих нэгж

өнцгийн координатын хэмжих нэгж

Өргөх өнцөг

Хурд

эрчим хүчний нэгж

Хуудас 1

Лазерын хүрээ нь алсын аргасудалгаа.

Гадаадын хэвлэлд гарсан лазерын хүрээ гэдэг нь лазерын ялгаруулдаг оптик муж дахь цахилгаан соронзон долгионыг ашиглан янз бүрийн объектын байршлыг илрүүлэх, тодорхойлох зорилготой оптоэлектроникийн салбарыг хэлдэг. Лазерын цацрагийн объектууд нь танк, хөлөг онгоц, пуужин, хиймэл дагуул, үйлдвэрлэлийн болон цэргийн байгууламж байж болно.

Агаарын сав газрын судалгаа, чанарын хяналтад лазерын хүрээг ашиглах нь агаарын бохирдлыг хязгааргүй хэмжээнд хурдан хэмжих боломжийг олгодог. их хэмжээний эзэлхүүн, дизайн хийх анхны мэдээллийн үнэн зөв, найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэх.

Хүлээн авсан мэдээлэл нь тодорхой статистик шинж чанартай бол лазерын хүрээний хувьд ийм арга нь ялангуяа зөвтгөгддөг. Үнэхээр, in энэ тохиолдолдхувь хүний коэффициентийг зөвхөн тодорхой нарийвчлалтайгаар тодорхойлдог тул тэдгээрийн тоо нэмэгдэх нь бүртгэгдсэн дохионы талаарх мэдээллийг зөвхөн тодорхой хязгаар хүртэл нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд үүний дараа мэдээллийн өсөлт нь хэлбэлзлийн алдааны өсөлтөөр тэгшлэнэ.

Лазерын хүрээний хувьд бүрэн мэдэгдэж буй дохионы загвар нь бодитой бус, учир нь туссан дохиог фазын нарийвчлалтай мэдэх нь зорилтот хүрэх зайг долгионы урттай нарийн мэдэхтэй тэнцүү юм.

Лазер хэмжих арга нь булангийн тусгал ашигладаг.

Лазерын хүрээний үүднээс авч үзвэл агаар мандлын бүх нөлөөг (зарим тохиолдолд маш нөхцөлтэй) хоёр бүлэгт хувааж болно. Эхний бүлэгт зорилго руу чиглэсэн тээврийн хэрэгслийн нийт эрчмийг өөрчлөхөд хүргэдэг үзэгдлүүд орно. гэрлийн урсгал. Хоёрдугаарт - гэрэлтүүлгийн цацрагийн геометрийн параметрүүдийг өөрчлөх (түүний тэлэлт ба хазайлт) болон зорилтот хэсэгт энергийн дахин хуваарилалтад хүргэдэг.

Гарлаа ерөнхий оноллазерын хүрээ ба лазерын хүрээг тодорхойлох төхөөрөмжийг бүтээх зарчим өргөн хүрээтэй практик асуудлууд. Нэгдмэл онолын үүднээс статистик шийдлүүдЛазерын байршлын дохиог оновчтой хүлээн авах гол асуудлуудыг авч үздэг. Траекторын хэмжилтийг боловсруулах аргууд, голограф, интерферометр, дасан зохицох зэрэг координат бус мэдээллийг олж авах янз бүрийн аргуудыг шинжилдэг. Асаалттай тодорхой жишээнүүдТуршилтын лазер төхөөрөмжийг бүтээх үндсэн зарчмуудыг авч үзсэн болно.

Судалгаанаас гадна ерөнхийЛазерын хүрээний хувьд тодорхой зургийн гажуудалтай холбоотой судалгаа маш чухал болж хувирдаг. Энэ нь нэг талаас операторыг ийм дүрсийг ойлгоход дасгах, нөгөө талаас зургийн чанар нь хүлээн зөвшөөрөгдсөн стандартаас хэтрэхгүй фазын гажуудлын хязгаарлагдмал параметрүүдийг тогтоох боломжийг олгоно.

Энэхүү монографид лазерын цацрагийн ерөнхий онол, өргөн хүрээний практик асуудлыг шийдвэрлэхэд зориулагдсан лазерын цацрагийн төхөөрөмжийг бүтээх зарчмуудыг тусгасан болно. Статистикийн шийдлийн онолын үүднээс лазерын байршлын дохио, параметрийн хэмжилтийг оновчтой хүлээн авах үндсэн асуудлуудыг авч үздэг. Траекторын хэмжилтийг боловсруулах аргууд, голограф, интерферометр, дасан зохицох зэрэг координат бус мэдээллийг олж авах янз бүрийн аргуудыг шинжилдэг.

80-аад оны эхээр лазерын цацраг нь бие даасан шинжлэх ухаан, техникийн салбар болжээ.

Лазерын хүрээний үүднээс авч үзсэн ихэнх долгионы уртын хувьд молекул ба корпускулын тархалтын коэффициент нь долгионы уртаас дөрөв дэх зэрэгтэй урвуу харьцаагаар нэмэгддэг. Молекулын (Рэйлей) гэрлийн тархалт зайлшгүй явагддаг бөгөөд энэ нь цаг хугацааны явцад бараг өөрчлөгддөггүй, гэхдээ харагдахуйц болон хэт улаан туяаны долгионы гэрлийг нэвтрүүлэхэд бараг саад болдоггүй. Жишээлбэл, далайн түвшнээс оргил руу босоо чиглэлд чиглэсэн 0 5 μм долгионы урттай цацраг нь Рэйлигийн тархалтын улмаас агаар мандалд ердөө 13% -иар сулрах болно; алс хэт улаан туяаны мужид (10 6 мкм) Рэйлигийн тархалтыг ерөнхийд нь үл тоомсорлож болно.

Эхлээд аэрозолын мэдрэгч бүхий уламжлалт схемийн лазерын тэгшитгэлийн шугаман бус залруулгын асуудлыг авч үзье.

Хатуу төлөвт лазеруудын бүх том ангиллын гурван төрлийг орчин үеийн лазерын төрөлд хамгийн өргөн ашигладаг: бадмаараг лазер, неодим шилэн лазер, импульсийн үечилсэн горимд ажилладаг анар лазер. Эхний төрөл нь R0 69 мкм долгионы урттай, хоёр дахь, гурав дахь нь K 1 06 мкм долгионы урттай цацраг үүсгэдэг. Эдгээр лазеруудын импульсийн хүч нь 109 Вт хүртэл, импульсийн үргэлжлэх хугацаа 10-8 секунд, импульсийн давтамж нь 10 Гц ба түүнээс дээш байдаг.