нала к неискаженного воспроизведения тепловой карты местности. Оптимальная полоса пропускания зависит от спектральной плотности сигнала и шума. Коэффициент усиления системы выбирают исходя из условий работы индикатора на линейном участке его динамической характеристики.

Индикация тепловой карты может выполняться с использованием электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), фотопленки, записи на электрохимическую' термохимическую, термопластическую и другие чувствительные ленты. В индикаторах, основанных на электронно-лучевой трубке, сигнал от приемника

излучения управляет яркостью / луча ЭЛТ; развертка вдоль гори-

зонтальных строк производится синхронно с вращением сканирующих зеркал, а перемещение строк по гaдpy происходит в соот-3 ветствии со скоростью и высотой

полета носителя .аппаратуры. В результате на экране индикатора возникает яркостное изображение тепловой карты участка местно-

Рис. 7.25. Сканирование зеркалом, вращающимся вокруг перпендикулярной к нему оси:

1 - приемник излучения; г-объектив; S - зеркало

Рис. 7.26. Форма строки при сканировании многогранной зеркальной призмой

сти. Так как в условиях эксплуатации ПТКМ время наблюдения изображения на ЭЛТ ограничено, применяют фотографирование экрана с последующим проявлением фотопленки на борту носителя.

ЭЛТ с накоплением обеспечивают большую яркость изображения и способны сохранять записанную тепловую картину продолжительное время. Недостатком систем индикации на ЭЛТ является ограниченный динамический диапазон (или малое чИсло градаций). Когда требуется обеспечить большой динамический диапазон производят регистрацию сигналов на фотопленку с проявлением на борту. Тепловую карту на фотопленке можно отображать с помощью электронно-лучевой трубки или световым лучом от модулируемого ИК сигналом источника света. Например, сигнал модулирует яркость свечения лампы тлеющего разряда, изображение которой фокусируется на фотопленку. Световое пятно с помощью зеркал совершает строчную развертку поперек пленки синхронно с движением визирного луча на местности. Развертка по кадру осуществляется протяжкой пленки в продольном направлении. Запись на электрохимическую бумажную ленту (ЭХБ) производят

электродом, перемещающимся синхронно с вращением сканирующих зеркал. Ток, протекающий через ЭХ Б, пропорционален входному сигналу и вызывает соответствующее потемнение бумаги. В результате на ЭХБ создается многотональное черно-белое изображение тепловой карты местности.

Запись на термопластическую или люминесцирующую ленты осуществляют с помощью электронного луча. Чувствительную ленту располагают в вакуумном баллоне и перемещают по замкнутому циклу со скоростью, соответствующей параметрам перемещения носителя. Лента проходит перед окошком наблюдателя и после стирания изображения цикл записи повторяется на том же ее участке. При необходимости ленту можно остановить для детального просмотра и фотографирования.

На рис. 7.27 изображена функциональная схема ПТКМ для картографирования и обзора местности с самолета. В качестве сканирующего устройства использована вращающаяся трехгранная призма /, которая перемещает мгновенный угол поля зрения в плоскости, перпендикулярной направлению полета. Отраженный от зеркала поток излучения попадает в объектив 2 и фокусируется на приемник излучения S. Электрический сигнал с выхода приемника, пропорциональный принятому лучистому потоку, усиливается усилителем

Рис. 7.27. Функциональная схема ПТКМ для картографирования и обзора местности с самолета

Рис. 7.28. Функциональная схема двухканального ПТКМ

4 и подается на модулирующий электрод электронно-лучевой трубки 5. Световое пятно иа зкране трубки с помощью оптической системы проецируется в'плоскость фотопленки 6 и перемещается синхронно с визирным лучом на местности. Перемещение фотопленки в аппарате 7 в соответствии с параметрами движения носителя обеспечивает необходимый масштаб записи по кадру .

На рис. 7.28 показана функциональная схема двухканального ПТКМ. Такая схема позволяет производить двухзональную съемку в среднем и дальнем диапазонах спектра. С помощью вращающейся трехгранной призмы / излучение от местности с помощью неподвижных зеркал направляется на объектив 2 и затем фокусируется на два приемника излучения (InSb в диапазоне 3-4 мкм и GeHg в диапазоне 8,5-11 мкм). С выхода приемников 3 усиленные сигналы 4 по двум каналам поступают на вход электронной схемы селекции 5. Длинноволновый канал используется для непрерывной записи на индикаторе 6 тепловой карты местности (фоторегистратор), а средневолновый - для записи сигналов от высокотемпературных источников. С помощью средневолнового к длинноволнового каналов формируется сигнал селекции нагретых тел, который в виде метки наносится на специальную боковую дорожку фотопленки в соответствунрщем месте на тепловой карте. Индикаторное устройство управляется от бортовой ЭВМ 7 с учетом параметров движения носителя.

7. ПНВ С ТВЕРДОТЕЛЬНЫМИ ТЕЛЕВИЗИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

* Твердотельные аналоги передающих телевизионных трубок интенсивно разрабатываются во многих странах. В таких устройствах оптически сформированный рельеф на полупроводнике трансформируется с помощью фотоэлектрических преобразователей во временную последовательность электрических импульсов. В структуру твердЬтельных телевизионных преобразователей (ТТГ^ входят собственно фотоэлектрические преобразователи (чувствительные элементы) и элементы коммутации, поочередно опрашивающие их.

Различают ТТП трех классов. В преобразователях первого класса-чувст-вительные элементы и элементы коммутации пространственно разделены и отличаются принципом действия; в преобразователях второго класса чувствительные элементы и элементы коммутации совмещены, но в них содержатся элементы с сосредоточенными параметрами (ТТП на приборах с зарядовой связью - ПЗС); к третьему классу относятся полностью функциональные ТТП (сканисторы).

К числу первых полупроводниковых МО- JiMi f

нолитных преобразователей изображения отно- I ш\ \~

сится сканистор. Он представляет собой крем-

т n-Si

ниевую пластину раамерами ои л i л u.iij тм р- - - -

(рис. 7.29), легированную золотом, с двумя Т i Ец . Y параллельными встречно включенными р+ - Гт °

п-переходами и тремя омическими контак- о

тами. Генерация носителей заряда под дей-

ствием оптического излучения происходит в р Устпойство ска-эмиттере и примыкающей к нему части базо- Устройство ска вой области. Коллекторная область достаточно Р высокоомна и представляет собой делитель

напряжения Ео- При сканировании, которое происходит путем изменения пилообразного напряжения от О до Е, сканирующая граница благодари нелинейным свойствам р-п-переходов имеет Я-образную апертуру.

Область спектральной чувствительности отечественного сканистора ТСП-250 0,6-1 мкм с максимумом на 0,9 мкм; интегральная чувствительность 0,15 А'Вт, разрешающая способность для видимой области спектра при освещенности 20 лк не менее 250 линий /см [43].

Сканисторы относятся к преобразователям изображения мгновенного действия, работающим без накопления освещенности: время иакоплейия сравнимо с временем опроса.

Их применяют в устройствах точной Механики и оптики, в измерительной технике и фототелеграфии,

В матрицах ТТП на симметричных структурах полупроводник - диэлектрик [50] напряжение поляризации подают сразу на всю матрицу, подсоединяя все вертикальные шины к одному полюсу источника напряжения, а все горизонтальные - к другому. Шину коммутируемой строки вместе с запоминающим элементом (например, емкостью) подсоединяют ко входу усилителя, а на каждую вертикальную шину поочередно поДают импульс деполяризации длительностью, равной времени считывания строки. Токи деполяризации, протекающие одновременно по всем горизонтальным шинам, усиливаются и сигнал запоминается. Далее запоминающие элементы поочередно коммутируются.

На таком принципе считывания изготовлены фотодиодные матрицы с управлением на МОП-транзисторе и фоточувствительные матрицы н^ симметричных структурах полупроводник - диэлектрик. Первый тип приборов (76, 85] изготавливают в виде кремниевой монолитной интегральной схемы, содержащей массив фоточувствительных и накопительных элементов, которые соединены через ключевые МОП-транзисторы с регистрами сдвига (рис 7.30). Типичный строчный преобразователь содержит 1-2 тыс. фотодиодов с шагом между их центрами 5-15 мкм. Частота выборки информации 10-20 МГц. что обеспечивает частоту считывания строк порядка 10 кГц.