瞄准制导仪中的调制盘光学系统分析

　　1　引　言

　　文献[1]详细地描述了在瞄准制导仪中,旋转调制盘内、外光路中的调频定位图案的设计问题。激光束通过这些图案后变成在空间和时间上的编码光 场,这种编码光场隐含着可识别目标(导弹)光场方位的原始信息。在实际使用中,这些图案对激光束的调制作用是通过调制盘与光学系统的配合以及激光束的投射 方式和投影系统来实现的。调制盘成像在物镜焦面的附近,调制盘可以与光学系统共轴或不共轴。在较多的情况下,调制盘绕其轴线旋转,有时调制盘也可以不动, 光学系统(或其中一部分)作锥状扫描。本文基于瞄准制导仪中的旋转调频调制盘的图案设计方式,较详细地分析了激光束瞄准制导仪系统中的调制盘与光学系统的 配合以及系统中光束透射与投影系统的问题。

　　2　调制盘与光学系统的配合

　　在文献[1]中,调制盘图案的设计提供了产生目标(导弹)所在空间位置信息的必要的编码方式。正如文献[1]中所论述的那样,内外调制光路都提 供了线性连续地反映偏离其中心的径向位置的必要信息,这些信息隐含在Tf1,Tf2,Tf4,Tf5和Tf(Tf3=Tf6= Tf)中,而内外调制光路的图案在调制盘空间上是以90°角的方式配置的。内、外调制光路的设计是为了使激光控制能以直角坐标的形式给出目标偏离控制场中 心的位置信息。在系统中,调制盘与激光投射和投影系统的配合可使光束二次通过调制盘,可以实现以直角坐标的形式给出控制场的空间和时间编码信息的要求。图 1所示为调制盘与激光投射系统、投影系统的光路示意图。图中标号47为激光投射系统,标号50为激光投影系统,而标号49则为调制盘[1]。光路的走向 是:激光束通过投射系统后第一次通过调制盘,此时光束通过调制盘内调制光路的图案,并位于调制盘中心的正上方。由调制盘出来的光束经光束投影系统的移位、 转向后,第二次通过调制盘,此时光束通过调制盘的外调制光路图案[1],并位于调制盘中心的正左方(图1)。二次通过调制盘的光束形成了变焦系统的物方光 场,经变焦系统成像在物镜的焦面上。下面分析光束二次通过调制盘的情况。第一次激光束落在调制盘内调制光路上,当调制盘转动时,相当于光束在内光路上扫 描,产生f4~ f6的光脉冲频率[1],它所提供的偏离中心的径向坐标相当于变焦系统物方的上下(垂直)坐标。第二次激光束落在外调制光路上,当调制盘转动时,相当于光 束在外光路上扫描,产生f1~ f3的光脉冲频率[1],它所提供的偏离中心的径向坐标相当于变焦系统物方的左右(水平)坐标。综合起来看,由于光束二次通过调制盘,所以激光束同时照亮 了内外调制光路,在调制盘转动的条件下,以直角坐标的形式给出偏离中心的垂直和水平信息,并作为变焦系统的物方光场。变焦系统将这样的物方光场成像在瞄准 系统物镜的焦面上,由物镜向空间投射而构成投向空间的控制场。