Сравнение оптико-электронных приборов с визуальными оптическими и радиоэлектронными приборами

Появление первых ОЭП обусловлено тенденциями к освоению широкого спектрального диапазона и автоматизации оптических измерений. Их предшественниками являются визуальные оптические приборы, для которых приёмником излучения служит глаз человека. Визуальные оптические приборы и сегодня широко используются в различных областях науки, техники, народного хозяйства.

Достоинства визуальных оптических приборов:

- - высокая разрешающая способность;

- - высокая чувствительность;

- - глаз человека в сочетании с работой мозга — не достижимая пока ни одним автоматическим устройством способность выполнять логические операции, (распознавать и оценивать сложные изображения на видимом участке оптического спектра);

- - в большинстве случаев проще оптико-электронных приборов по своей конструкции;

- - часто благодаря присутствию человека-оператора они более надежны в эксплуатации.

Недостатки визуальных оптических приборов:

- - ограниченность спектрального диапазона чувствительности человеческого глаза наряду с целесообразностью и необходимостью во многих случаях работать в УФ и ИК диапазонах;

- - недостаточные порой разрешение и чувствительность глаза, даже вооруженного оптической системой;

- - малое быстродействие органов чувств и «исполнительных» органов человека;

- - невозможность или нецелесообразность использовать человека во многих случаях, например в условиях высоких температур, радиационной опасности и т. п.

Всё это привело сначала к созданию сравнительно несложных автоматизированных оптических приборов, например приборов с фотоэлектрической регистрацией результатов измерений, т. е. первых ОЭП, а затем и более сложных, часто полностью автоматизированных ОЭП и комплексов.

С освоением УФ и ИК участков спектра, что проявилось прежде всего в развитии соответствующей технологии оптических деталей и приемников излучения, тенденции создания автоматических ОЭП усилились.

Достоинства автоматических ОЭП перед неавтоматическими:

- - отсутствие субъективных ошибок;

- - большее быстродействие;

- - большая точность;

- - защищенность от некоторых внешних воздействий

Очень часто ОЭП применяют для решения тех же задач, что и однотипные по назначению радиоэлектронные приборы, например, для определения угловых координат источника электромагнитного излучения (пеленгация) или определения как угловых координат источника, так и дальности до него (локация). Эти два класса приборов в какой-то степени аналогичны, поскольку в них в качестве носителя информации используется электромагнитная энергия. Часто сходны некоторые их конструктивные элементы, и при расчете иногда можно пользоваться аналогичными методами.

Однако следует отметить существенную разницу между этими приборами, возникающую прежде всего вследствие того, что они работают в различных диапазонах спектра электромагнитных волн.

Достоинства ОЭП по сравнению с радиоэлектронными приборами:

работа на больших частотах и соответственно меньших длинах волн обусловила более высокую разрешающую способность ОЭП;

(Действительно, если вспомнить, например, что минимально разрешаемый при дифракции угол пропорционален отношению длины волны lк диаметру входного зрачка системы D, т. е. l/D, то это положение легко объяснимо).

более высокая точность оптико-электронных (оптических) измерений, ограничиваемая разрешающей способностью;

- - меньшие размеры и масса. (При одинаковых требованиях к разрешению прибора важнейший габаритный размер D у оптической системы оказывается значительно меньшим, чем у радиоэлектронной).

- - более высокая направленность оптического излучения (важна для передающих оптических систем, например, систем связи);

- -  большая емкость оптических информационных каналов связи;

- -  при пассивных методах работы мощность естественных источников излучения гораздо больше в оптическом диапазоне спектра отсюда и большая возможность опознания вида излучателя по характеристикам его излучения;

- - возможность создания более удобной для человека визуальной формы представления информации;

- - возможность двойной (пространственной и временной) модуляции излучения

Новые возможности открылись перед ОЭП после создания лазеров — уникальных по многим параметрам источников электромагнитных колебаний.

Достоинство лазеров:

высокая пространственная и временная когерентность;

 монохроматичность;

 направленность лазерных пучков.

Следует указать, что при включении в состав прибора лазера многие методы расчета и проектирования ОЭП, а также их элементы остаются теми же, что и при использовании обычных источников излучения.

Основной недостаток ОЭП по сравнению с радиоэлектронными приборами — большее ослабление оптического излучения в мутных средах.

(Объясняется наличием в атмосфере, значительного числа помех в виде естественных и искусственных излучений (излучение небесных тел, ландшафта, деталей самого прибора и т. п.).

Ни один из этих классов приборов на сегодня не обладает решающими преимуществами, тем более, что в некоторых случаях признаки, отмеченные выше как достоинства, могут стать недостатками.

Например, большая мощность естественных излучателей в оптической части спектра затрудняет выделение оптическими средствами объекта, незначительно отличающегося по температуре от окружающего фона. В связи с этим в наиболее сложных случаях обычно создают комбинированные, комплексные системы, включающие как оптико-электронные, так и радиоэлектронные каналы.

 Глава 2. СИГНАЛЫ И ПОМЕХИ В ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРАХ