红外技术教程 第八次课

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1、红外技术教案第1页共8页第八次课第三章红外调制与调制盘3.2.2调幅式调制盘一、初升太阳式调制盘二、光点扫描式调制盘光点扫描式调制盘也称为圆锥扫描式调制盘，它也是一种常用的调幅调制盘。（一）、工作原理1、调制盘图案及光点扫描的形成光点扫描式调制盘的图案，最外圈为三角形图案，里面为扇形分带棋盘格子图案，里面的图案是根据空间滤波原理设计的，故各环带上的黑白面积应尽量相等；外圈三角形用来产生调制曲线的上升段，三角形的数目根据所选择的载波频率和光点扫描频率来确定。2010年最新淘宝分类皇冠店铺最受欢迎100家-收藏版http://wenk

2、u.baidu.com/view/401b40ea998fcc22bcd10d3c.html红外技术教案第2页共8页调制盘至于光线系统的焦平面上，图案中心与光学系统主光轴重合。与初升太阳式调制盘不同，调制盘本身不动，目标像点相对于调制盘做圆运动。目标像点在调制盘上的运动轨迹称为光电扫描圆。用折反式光学系统或透射式光学系统，令次镜或光楔绕光轴旋转即可获得扫描圆。当目标位于光轴上时，光点扫描圆是一个与调制盘同心的圆，当目标偏离光轴时，扫描圆中心偏离调制盘中心。在这种系统中，是用扫描圆中心表示目标位置的。目标偏离光轴的偏离量的大小和偏离

3、方向决定了扫描圆中心偏离调制盘中心的偏离量大小和偏离方位。2、误差信号的产生当目标位于光轴上时，光点扫在外圈三角形中部，即扫描圆A，这时由于整个扫描圆上像点所扫过的三角形宽度全部相等，所以由调制盘出射的是等幅的光脉冲，这样的光脉冲经探测器转换为电信号，并经过滤波后得到信号为（a）所示的等幅波，此时信号的包络为零，无有用信号输出。当目标偏离光轴时，扫描圆偏离三角形腰部，如扫描圆B，此时光电转动一周扫过三角形的不同部位，调制盘输出的便是调制光脉冲，经过滤波后得到信号为（b）所示的调幅波，此时包络信号不为零，产生了误差信号。误差信号来源

4、于：2010年最新淘宝分类皇冠店铺最受欢迎100家-收藏版http://wenku.baidu.com/view/401b40ea998fcc22bcd10d3c.html红外技术教案第3页共8页1）像点调制深度的变化。当像点从三角形中部向底部移动时，调制深度增加，则载波信号电压增加；当移向尖部时，调制深度减小，载波信号幅值减小。2）载波波形的变化。像点扫过三角形的不同位置，扫出的波形是不同的，有的近似于三角波，有的像梯形波。当像点从三角形中部移向底部时，波形趋向三角波，由于带通滤波器的作用，有用信号增加，载波电压幅值增加；像点移

5、向三角形尖部时，梯形波的间隔更小，越来越接近直流，有用信号减小，载波电压下降。3）载波频率变化。像点扫过三角形不同位置，得到的载波频率是不同的。取像点扫过三角形中部的载波频率为带通滤波器的中心频率，则由于滤波器的频率特性曲线，物理频率升高还是降低都会使载波信号电压幅值减小。即不论像点由中部移向底部还是尖部，载波电压幅值都会减小。这三种因素综合作用的结果，决定了误差信号的形式和变化规律，也决定了调制曲线的形状。以扫描圆B为例。目标偏离光轴一失调角q以后，扫描圆中心相应地偏离调制盘中心，光点也偏离三角形中部，得到扫描圆B。在调制深度

6、、载波o波形以及载波频率三种因素的综合影响下，使90方向上的载波幅值增加，o270方向上的载波幅值减小。光电扫描一圈，在三角形不同部位上载波幅值不等，即产生了调幅波。当扫描圆在三角形区域内移动时，包络的幅值随偏离量的增大而增大，所以三角形区对应了调制曲线的上升段。qo当目标的偏离量继续增大，扫描圆达到了C位置，则90方向上已扫o到了三角形底部以内的区域，270已扫出了调制盘。这样光点转动一周时间2010年最新淘宝分类皇冠店铺最受欢迎100家-收藏版http://wenku.baidu.com/view/401b40ea998fc

7、c22bcd10d3c.html红外技术教案第4页共8页内，有时有光脉冲输出，有时没有，这种情况称为单边调制。单边调制时的包络幅值较三角形区调制包络幅值有所下降，随着偏离量的继续增大，包络幅值下降得更严重，所以三角形以内的区域对应了调制曲线的下降段。当目标偏离的方位角为任意角时，则扫描圆中心偏离调制盘中心的方位角也是同样的角度，这时载波的包络信号也具有初相角。将包络信号捡出，与基准信号相比较，所得的相位差就是目标在空间的方位角。（二）、调制曲线及其影响因素光点扫描式调制盘的调制曲线形状如下图。它一般只包含上升段和下降段。上升

8、段对应三角形区域，三角形形状影响上升段的斜率，粗短形三角形对应较大的上升斜率，当上升区较窄，细长形三角形则正好相反。下降段对应了三角形以内的区域，光点扫到此区域时，载波波形及频率相对三角形区域变化较大，因此包络幅值下降很快。光点扫描调制盘有两个明显