Энергетический расчет оптико-электронной системы сканирующего пеленгатора (стр. 2 из 2)
Будем считать, что объект является диффузным излучателем. В этом случае
- интегральная сила излучения объекта по нормали к его излучающей поверхности; 
- интегральная яркость излучения объекта; 
- угол между линией визирования и нормалью к излучающей поверхности; 
- постоянная Стефана - Больцмана; 
- площадь и температура излучающей поверхности; 
- коэффициент излучения поверхности; 
- относительная спектральная плотность излучения АЧТ, имеющего температуру 
.Окончательно имеем:
Интегралы в полученном выражении будем вычислять численно. Для этого воспользуемся функцией относительной энергетической светимости, приведенной к одной переменной:
Moeo (l,T) = y (x),
где x=l/lмакс; lмакс = 2898/T,
Значения функции y (x) приводятся в справочных таблицах.
Подставляя полученные значения в исходное выражение, получим:
Передний апертурный угол:
Окончательно:
Перейдем к определению энергетического ЧВС фоновой помехи на выходе ПИ.
Энергетический ЧВС суммарной помехи на выходе ПИ:
где
- энергетический ЧВС внутреннего шума ОЭС, приведенного к выходу ПИ. В данном случае это собственный шум приемника. Однако в общем случае он может включать в себя помимо шума ПИ шум элементов ЭС и шум от излучающих элементов конструкции. 
Функцию
в соответствии с рисунком 6.2 [1] аппроксимируем следующей функцией: 
В таком случае энергетический ЧВС суммарной помехи на выходе ПИ можно записать следующим образом:
Теперь определим реализуемое отношение сигнал шум на выходе ЭС, выполненной в виде оптимального частотно-временного фильтра:
Далее определим передаточную функцию оптимального фильтра:
Теперь возникает задача создания подоптимального фильтра, т.е. реального фильтра с МПФ, в той или иной степени близкой к оптимальной. Например, можно создать фильтр со следующей АЧХ:
Определим в этом случае отношение сигнал шум:
Анализ полученных результатов
Расчеты показали, что реализуемое отношение сигнал помеха много меньше требуемого. Из выше сказанного вытекает ниже следующее: при данных условиях нельзя обнаружить исходный объект с заданными вероятностями правильного обнаружения и ложной тревоги.
Однако, изменив некоторые параметры ОЭС, можно достичь требуемого отношения сигнал помеха. Так, например, увеличение диаметра входного зрачка оптической системы в 2 раза приводит к почти двукратному увеличению ОСШ (засчет увеличения полезного сигнала). Возможен и другой вариант: увеличение фокусного расстояния в 2 раза (т.е. уменьшение заднего апертурного угла) приводит к повышению ОСШ практически на порядок! Это происходит за счет уменьшения влияния фоновой помехи. Также можно заменить приемник излучения на более чувствительный.
Если внесенные изменения не помогут достичь требуемого ОСШ или изменение этих параметров невозможно из конструктивных соображений, то следует пересмотреть техническое задание. Возможно, удастся смягчить требования к ОЭС: например, понизить вероятность правильного обнаружения или уменьшить дальность действия. Если это невозможно, то ОЭС сможет работать лишь в ночных условиях, когда влияние фоновой помехи пренебрежимо мало.