Оценка влияния коэффициента экранирования входного зрачка оптической системы на пеленгационную характеристику матричного фотоприемного устройства при наблюдении точечных объектов

Аннотация

Исследовано влияние центрального экранирования входного зрачка оптико-электронной системы на пеленгационную характеристику матричного фотоприемника при наблюдении удаленных объектов. Разработан математический аппарат для расчета потерь сигнала при случайном положении объекта относительно фоточувствительных элементов. Выполнен анализ существующих методик оценивания пеленгационной характеристики, выделены их основные преимущества и недостатки. Предложена математическая модель, позволяющая оценить пеленгационную характеристику матричного фотоприемника в составе оптико-электронной системы с экранированием входного зрачка. С помощью предложенной модели рассчитаны пеленгационные характеристики системы с линейным коэффициентом экранирования входного зрачка η = 0--0,4, а также получена функция распределения вероятности события c долей сигнала, зарегистрированного в ближайшем к центру изображения объекта наблюдения фоточувствительном элементе, которая будет меньше или равна определенному значению. Выполнен сравнительный анализ полученных результатов для разных степеней экранирования входного зрачка. Построение функции распределения вероятности для различных зон экранирования с использованием предложенного подхода позволяет количественно оценить его влияние на пороговую чувствительность системы на первоначальных этапах разработки оптико-электронной системы

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Закутаев А.А., Орехова М.К., Михайлов А.А. и др. Оценка влияния коэффициента экранирования входного зрачка оптической системы на пеленгационную характеристику матричного фотоприемного устройства при наблюдении точечных объектов. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2026, № 2 (155), с. 4--18. EDN: ELJPRK

Литература

[1] Gounella R., Ferreira G.M., Amorim M.L.M., et al. A review of optical sensors in CMOS.2. Electronics, 2024, vol. 13, no. 4, art. 691. DOI: https://doi.org/10.3390/electronics13040691

[2] Иванов В.А., Киричук В.С., Косых В.П. и др. Особенности обнаружения точечных объектов в изображениях, формируемых матричным приемником. Автометрия, 2016, т. 52, № 2, с. 10--19. DOI: https://doi.org/10.15372/AUT20160202

[3] Гауэр Дж. Оптические системы связи. М., Радио и связь, 1989.

[4] Бурлаков И.Д., Кузнецов С.А., Яковлев А.Ю. Современные тенденции развития фотоэлектроники. Успехи прикладной физики, 2022, т. 10, № 4, с. 351--380. EDN: NBMZHF

[5] Сафонов А.Г. Матричные КМОП-фотоприемники: современное состояние и перспективы развития. Электроника: Наука. Технология. Бизнес, 2019, № 2, с. 140--154. DOI: https://doi.org/10.22184/1992-4178.2019.183.2.140.154

[6] Дахин А.М., Фантиков О.И. Влияние дискретности фотоприемника на пороговую чувствительность телевизионной системы обнаружения. Техника средств связи. Сер. Техника телевидения, 1983, № 1, с. 50--59.

[7] Баранов П.С., Манцветов А.А. Оптимизация отношения радиуса кружка рассеяния объектива к размеру пиксела для повышения точности оценки координат изображений малоразмерных объектов. Известия вузов России. Радиоэлектроника, 2016, № 2, с. 49--53. EDN: WBXGTD

[8] Старовойтов Е.И., Юрчик И.А. Метод снижения потерь при обнаружении динамического точечного объекта лазерной локационной системой с линейкой фотодетекторов. Радиостроение, 2019, № 1. EDN: JPWDYI

[9] Иванов В.Г., Каменев А.А. Оценивание дальности обнаружения космических объектов бортовой многоспектральной оптико-электронной аппаратурой с матричными фотоприемными устройствами смотрящего типа. Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения, 2016, № 3, с. 14--22. EDN: WKODOB

[10] Логунов С.В., Черногубов А.В., Федоренко Д.С. Моделирование процесса спектрофотометрирования искусственного спутника Земли. Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения, 2019, № 1, с. 10--21. EDN: ZBNDZJ

[11] Иванов В.Г., Каменев А.А. Оценивание возможностей обнаружения малоразмерных космических объектов наземными оптико-электронными средствами со сверхдлиннофокусными телескопами. Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения, 2019, № 3, с. 47--52. EDN: ZJELYO

[12] Онуфрей А.Ю., Разумов А.В., Ваганов А.В. Метод оценивания достоверности информации об обнаружении малоразмерных высокотемпературных объектов. Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения, 2020, № 4, с. 89--96. EDN: FNRLBU

[13] Знаменский И.В., Зотьев Е.О., Олейников И.И. и др. Зависимость величины сигнала от смещения функции рассеяния точки, вписанной в четыре пиксела матрицы. Журнал радиоэлектроники, 2024, № 9. DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.9.3

[14] Закутаев А.А., Емельянов, А.В., Михайлов А.А. Влияние шовности матричных фотоприемных устройств на обнаружительные характеристики оптико-электронных средств. Радиолокационное исследование природных сред. Матер. XXXIII Всерос. симп. СПб., ВКА, 2024, с. 305--310. EDN: HSYEDX

[15] Закутаев А.А., Михайлов А.А., Лизан В.М. Исследование вопросов обнаружения удаленных объектов в условиях априорной неопределенности их положения в поле зрения оптико-электронного средства. Известия ТулГУ. Технические науки, 2024, № 10, с. 268--273. EDN: HVIBVN

[16] Maксутов Д.Д. Астрономическая оптика. Л., Наука, 1979.

[17] Скворцов Г.Е., Панов В.А., Поляков Н.И. и др. Микроскопы. М., Машиностроение, 1969.

[18] Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М., Наука, 1973.

[19] Галягев А.А., Лысенко П.В., Берлин Л.М. Статистическая сложность как критерий задачи обнаружения полезного сигнала. Автоматика и телемеханика, 2023, № 7, с. 121--145. DOI: https://doi.org/10.31857/S0005231023070073

[20] Poor H.V. An introduction to signal detection and estimation. New York, Springer, 1994.