Приёмопередатчик

В приёмопередатчике передающая, приёмная и визирная оптические системы совмещены (рис. 8). Для всех трёх систем используется один трёхлинзовый объектив-ахромат 4, при этом центральная часть зрачка обслуживает передающую систему, а

периферийная кольцевая зона – приёмную систему. Это достигается использованием наклонного зеркала 5 с центральным отверстием. Совмещение функций передающего и визирного каналов осуществляется дихроичным зеркалом 3, отражающим излучение полупроводникового светодиода 1, прошедшее конденсорную линзу 2, и пропускающим излучение видимой области спектра. Отражённое трипельпризмой излучение, пройдя периферийную зону объектива и отразившись от кольцевого зеркала 5, собирается в плоскости полевой диафрагмы 6. Изображение этой диафрагмы объективом 7 через призму 8 и интерференционный фильтр 9 передается на фотокатод ФЭУ 10. Для получения нулевого отсчёта в систему периодически вводится блок ОКЗ 11. Визирная система состоит из центральной части объектива 4, сетки 13 и симметричного окуляра.

2. Энергетический баланс. Эффективность светодальномера

Потери лучистой энергии, определяемые отношением

сигнального потока Ф_п, принятого приёмником, к потоку Ф_ист, излучаемому источником, представляются выражением

(15)

где К_пер, К_отр, К_пр – коэффициенты эффективности передающей оптической системы, отражателя, приёмной оптической системы;

К_а – коэффициент учитывающий ослабление потока вследствие турбулентности атмосферы;

-коэффициент пропускания атмосферы зондирующего излучения.

Причинами энергетических потерь, уменьшающих эффективность того или иного оптического тракта, могут быть виньетирование, потери на поглощение, потери при отражении и преломлении.

Передающая оптическая светодальномера 2СМ2 содержит светодиод, конденсор и объектив. Конденсор строит мнимое изображение излучающей площадки светодиода в передней фокальной плоскости объектива, который формирует узконаправленное излучение.

В дальномере использован светодиод с параметрами:

1. Длина волны излучения = 0,9 мкм.

2. Полуширина спектрального диапазона 0,03 мкм.

3. Энергетическая яркость L_э – 50 Вт.см^-2.ср^-1.

4. Площадка излучающего р-п перехода – 0,002х0,1 мм.

5. Телесный угол излучения _ист ~π.

6. Мощность излучения Ф_ист = πL S_ист – 0,3 мВт.

7. Глубина модуляции m – 0,7.

8. Увеличение конденсора _к – 5^х.

9. Диаметр объектива D_об – 80 мм.

10. Фокусное расстояние объектива - 200 мм.

11. Коэффициент пропускания оптики

Передающей системы - 0,4

Коэффициент эффективности передающей оптической системы

(16)

Угловая расходимость зондирующего излучения

(17)

где первое слагаемое – геометрическая расходимость,

второе – аберрационная расходимость, определяемая суммарной угловой аберрацией объектива

третье – дифракционная расходимость.

Коэффициент эффективности отражателя в случае одиночной трипель-призмы диаметром d_призм

(18)

где - коэффициент пропускания отражателя, учитывающий потери в отражателе.

Для трипельпризмы, работающей с полным внутренним отражением, = 0,9.

Диаметр используемой призмы d_призм = 50 мм.

Расходимость отраженного светового потока определится формулой

(19)

где - расходимость падающих на отражатель лучей;

- расходимость, вызванная погрешностью изготовления трипельпризмы.

Величина зависит от погрешности изготовления двугранных углов призмы и обычно составляет 10" : 30".

При измерении небольших расстояний (~ до 300 м) можно принимать, а при измерении расстояний свыше километра .