Разработка и исследование двухканального приемника оптических импульсов в режиме счета фотонов для систем вхождения в связь с летательными (мобильными) аппаратами

Содержание 2

Основные определения, обозначения, сокращения 3

ВВЕДЕНИЕ 9

1 Исходные научные предпосылки отражающие прием и обнаружение оптического излучения в режиме однофотонной регистрации 25

1.1 Тенденции развития открытых оптических систем лазерной связи с удаленными и мобильными объектами 25

1.2 Проблемы вхождения в связь 28

1.3 Требования снижения массы аппаратуры 29

1.4 Особенности однофотонной регистрации оптического излучения 42

1.5 Постановка общей научной задачи и формулировка частных задач диссертационного исследования 45

2 анализ вероятностных характеристик одноканального приемника с однофотонным фотоэмиссионным прибором 47

2.1 Разработка и обзор вариантов реализации двухканальных приемников на основе однофотонных фотоэмиссионных приборов 47

2.2 Исследование одноканального счетчика фотонов 51

2.3 Формулировка требований к функциональным узлам счетчика фотонов 64

2.4 Вывод соотношений для расчета достоверности при использовании инерционного однофотонного фотоэлектронного преобразователя и дискретного счетчика с ограниченной полосой пропускания 66

2.5 Условные вероятности регистрации j однофотонных импульсов при приеме nФЭ фотоэлектронов 70

2.6 Приближенная формула оценки условной вероятности регистрации P{j|nФЭ} 82

2.7 Выводы 88

3 оценка эффективности одноканального обнаружителя при безынерционных и инерционных офэп и дискретных счетчиках 90

3.1 Зависимость вероятностных характеристик одноканального обнаружителя от параметров безынерционных ОФЭП и электронных устройств, оптического импульса, фонового излучения 90

3.2 Вывод соотношений для расчетов вероятностных характеристик одноканального обнаружителя при использовании инерционных ОФЭП и дискретного счетчика 99

3.3 Сравнительный анализ одноканальных обнаружителей
с безынерционными и инерционными ОФЭП и дискретным счетчиком 107

3.4. Выводы 116

4 Исследование вероятностных характеристик двухканальных обнаружителей оптического излучения с Однофотонными фотоэмиссионными приборами 118

4.1 Специфика обнаружения сигнала фотоприемным устройством с двумя оптическими антеннами, оптическим сплиттером и одним однофотонным фотоэмиссионным прибором 118

4.2 Особенности обнаружения потока фотонов системой с двумя оптическими антеннами, двумя ОФЭП и электронным сумматором 122

4.3. Эффективность обнаружения потока фотонов системой с двумя оптическими антеннами, двумя ОФЭП и логическим сумматором 125

4.4. Анализ процесса обнаружения потока фотонов двухканальной системой с цифровым сумматором 133

4.5 Выводы 143

5 статистическое моделирование процесса обнаружения оптического излучения аппаратурой с двумя оптическими антеннами и двумя инерционными однофотонными фотоэмиссионными преобразователями 144

5.1 Формулирование цели и исходных предпосылок для моделирования процесса обнаружения оптического излучения аппаратурой с двумя оптическими антеннами и двумя инерционными однофотонными фотоэмиссионными преобразователями 144

5.2 Разработка модели процесса обнаружения оптического излучения аппаратурой с двумя оптическими антеннами и двумя инерционными однофотонными фотоэмиссионными преобразователями 145

5.3 Статистическое моделирование процесса регистрации однофотонных импульсов при приеме не более четырех фотоэлектронов 147

5.4 Статистическое моделирование процесса регистрации однофотонных импульсов при приеме более четырех фотоэлектронов 154

5.5 Оценка уровня ложных тревог 158

5.6 Оценка эффективности обнаружителя оптического излучения при двухканальном приеме и пороговом уровне равном единице 160

5.7 Сравнительный анализ вероятностей правильного обнаружения при одной и двух оптических антеннах 161

5.8 Выводы 166

Заключение 168

Список использованных источников 171

Приложение А 181

Приложение Б 185