2. Энергетический расчет локатора, работающего в пассивном режиме

Проведем энергетический расчет локатора, работающего в пассивном режиме. В этом случае объект подсвечивается Солнцем, которое создает около Земли и ее искусственных спутников поверхностную яркость B=4.9 стб. Тогда величине поверхностной яркости диффузно отраженного ( ) от объекта (спутника) излучения стб соответствуют яркости объекта в видимых звездных величинах , в зависимости от дальности до объекта и его ракурса, . Средняя интенсивность оптического излучения на апертуре может быть оценена по эмпирической формуле

[Вт/м² ], (10)

где m – видимая звездная величина.

Ширина полосы входного фильтра обычно удовлетворяет соотношению

.

Длина волны	0.53 мкм
Отношение	8; 16; 32
Размерность ПЗС - камеры	128×128 пикселей
Шумы считывания	5 фотоотсчетов на пиксель
Диаметр апертуры	1.3 м
Время экспозиции	20 млс
Квантовая эффективность	0.1
Поле зрения приемника

1. Рассчитать по формуле (4) для различных звездных величин и свести в таблицу

	0	1	2	…

Из таблицы определить граничное значение , при котором выполняется критерий (9).

2. Для дневных и ночных условий определить число фоновых фотоотсчетов , рассчитанные по формуле (7). Спектральная лучистость ночного (сумеречного) неба . Спектральная лучистость дневного неба при незамутненной атмосфере - .

3. Для ночных (сумеречных) условий наблюдения построить графики для =8; 16 и 32. Отношение с/ш вычисляется по формуле (6) при .

4. Построить графики для дневных условий для =8; 16 и 32.

5. Используя построенные графики, определить основные ограничения на работу оптического локатора в различных условиях. (Под основными ограничениями будем понимать выполнение условий (8) и (9)).

3. Энергетический расчет локатора в активном режиме

Рассмотрим теперь энергетический расчет лазерного локатора в активном режиме. В этом случае число фоновых фотоотсчетов также рассчитывается по формуле (7), а для расчета числа сигнальных фотоотсчетов должна быть использована основная формула лазерной локации. Применительно к наблюдению диффузного объекта в лазерной локации она имеет вид (см. Приложение 1)

, (11)

где - импульсная мощность передающего устройства;

- мощность принимаемого сигнала в плоскости приемника;

- ЭПР цели;

- площадь цели;

- коэффициент диффузного отражения;

- расходимость излучения на выходе передающей оптической

системы;

- дальность до цели.

С учетом (11) для числа сигнальных фотоотсчетов получаем следующее выражение

, (12)

где - энергия излучения в импульсе;

- размер цели;

- длительность импульса излучения.

Длина волны	0.53 мкм
Энергия излучения в импульсе	20 Дж
Шумы считывания	5 фотоотсчетов на пиксель
Диаметр апертуры	1.3 м
Длительность импульса	30 нс
Квантовая эффективность	0.1
Расходимость излучения	10-4 рад
Коэффициент диффузного отражения	0.1
Размер цели	10 м

1. Для различных дальностей до цели рассчитать требуемые уровни энергии излучения, необходимые для выполнения условия (9).

R, км	300	500	800	1000	1500
, Дж

2. Для дневных и ночных условий определить число фоновых фотоотсчетов . Спектральная лучистость ночного (сумеречного) неба . Спектральная лучистость дневного неба при незамутненной атмосфере - .

3. Для дневных и ночных условий построить графики для =8; 16 и 32. =20 Дж.

4. Определить граничную дальность, при которой выполняется условие (8). =20 Дж.

5. Используя графики, определить основные ограничения на работу лазерного локатора.

Приложение 1