Как найти время излучения

Свет, испускаемый естественным или
искусственным источником, представляет
собой наложение (суперпозицию) волн
испускаемых отдельными атомами.
Возбужденные атомы испускают свет
независимо друг от друга.

Из-за несогласованности излучений
отдельных атомов, волны, испускаемые
различными источниками, даже в том
случае, когда длина волны излучения у
них одна и та же, не могут быть когерентными
(поэтому при использовании нескольких
лампочек для освещения не возникает
проблем с темными и светлыми полосами).

На практике когерентные световые волны
можно получить, разделив (путём отражения
или преломления) волну, излучаемую одним
источником на две (или более) части. Если
заставить эти две волны пройти разные
оптические пути, а потом наложить их
друг на друга, наблюдается интерференция.
На практике при увеличении разности
хода волн интерференционная картина
может исчезнуть.

Максимальная величина оптической
разности хода двух волн, полученных
делением одной волны на части, при
которой еще наблюдается интерференция,
называется длиной когерентности
излучения.Длина когерентности
излучения определяется длиной волны и
шириной спектра излучения и равна

L_K
= λ²/
∆λ, (I7)

где ∆λ —
ширина спектрального интервала в длинах
волн, в пределах которого интенсивность
излучения отлична от нуля.

Таким образом, длина когерентности
излучения определяется характеристиками
источника излучения (или приемника
излучения, если его чувствительность
зависит от спектра излучения) и не
зависит от оптической схемы наблюдения
интерференции. Поэтому, решая вопрос о
возможности наблюдения интерференции
в конкретной оптической схеме, необходимо
рассчитать длину когерентности излучения
и сравнить ее с оптической разностью
хода, получаемой в данной схеме.

Если длина когерентности больше
оптической разности хода (L_K

∆),то интерференция наблюдается.
Если же длина когерентности меньше
оптической разности хода (L_K
< ∆),то интерференция не наблюдается.

Максимальное значение промежутка
времени, при котором когерентность ещё
сохраняется, называется временем
когерентностиизлучения
(t_k).

Длина и время когерентности связаны
следующим соотношением:

L _K
= t _K
V, (18)

где V— скорость света.

2.4. Интерференция в тонких пленках.

При освещении тонкой плёнки или пластинки
происходит наложение световых волн,
отразившихся от передней и задней
поверхностей плёнки. Эти две волны
получаются делением волны, идущей
от одного источника S(см. рис.4). Для плоскопараллельной
пластинки постоянной толщины
интерференционная картина наблюдается
в фокальной плоскости линзы, собирающей
отражённые от верхней и нижней граней
пластинки пучки лучей1и2.

Лучи 1и2образуются из падающего
на пластинку луча SA.От источника Sдо точкиАмежду ними разность хода
отсутствует. ЛинияDC,перпендикулярная лучам1и2,
представляет собой волновую
поверхность,т.е. поверхность постоянной
фазы.

Линза не вносит дополнительной разности
хода для параллельных лучей, а лишь
преобразует плоскую волну в сходящуюся
сферическую волну. Поэтому после
перпендикуляра DC,опущенного на лучи1и2, до точки
наложения лучейРразность хода
между лучами1и2также не
возникает.

Рис.4.
Интерференция света в тонкой пленке.

Оптическая разность хода между лучами
1и2возникает из-за того, что
первый луч прошел, отразившись от границы
раздела воздух-среда, отрезок
ADв воздухе, а
второй луч прошел путьАВСот точкиАдо точкиСв пластинке с
показателем преломления n
и отразился от границы раздела
среда-воздух.

При отражении световой волны от оптически
более плотной среды (отражение луча 1в точкеА) фаза отраженной волны
изменяется на противоположную (т.е. на
π).Это можно представить как возникновение
разности хода равной половине длины
волны для первого луча. При отражении
волны от оптически менее плотной среды
(отражение луча2в точкеВ)
изменения фазы не происходит, и
соответственно разности хода не
возникает.

Поэтому колебания в точку С(волновая
поверхность DC)приходят оптическими путями:
L₁
= n(AB + ВС)
и L₂
= AD + λ/2.
Отсюда можно записать, что оптическая
разность хода, возникающая между лучами1и2от источникаSдо точки
наложения лучейРбудет равна:

∆ =
L ₁ —

L₂
= n
(АВ + ВС) — (AD
+ λ /2) = 2nАВ
— AD – λ /2(19)

Отрезки AD и АВ удобнее выразить через
толщину пластинки (d)
и угол падения луча ( i
) или угол преломления луча (r),
используя треугольники ABEи ACD:

из
треугольника ABE
АВ =
d / cos r, ЕВ =
d tg r (20)

из
треугольника ADC
AD = AC sin i, AC
= 2EB = 2d
tg r,

∆ = 2nd/Cos r –
AC Sin i = 2nd
/Cos r —
2dtg rsin i =
2nd /
Cos r —
2dSin r /Cos r Sin
i = 2d/Cos r (n —
Sin r Sin i )

по закону преломления света на границе
двух сред Sin
i = n Sin r, тогда

Δ = 2d/Cos r (n —
nSin²r),
умножим левую половину равенства
на nn

Δ= 2d/nCos r.(n²
— n²
Sin²r),из тригонометрии знаем,
что,

тогда,
если то получим:

₍₂₁₎

вспомним,
что n ·
Sin r = Sin i,тогда,
учтём изменение фазы отражённого
луча на λ⁄2
и получим:

₍₂₂₎

Условие задачи:

Мощность излучения лазера 100 Вт, длина волны излучения 1,2·10^-6 м. Определите число фотонов, испускаемых лазером в единицу времени.

Задача №11.1.23 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

(P=100) Вт, (lambda=1,2 cdot 10^{-6}) м, (t=1) с, (N-?)

Решение задачи:

Мощность лазера (P) – это общая энергия всех фотонов (E), которые излучаются лазером за единицу времени, поэтому справедливо записать:

[P = frac{E}{t};;;;(1)]

Очевидно, что общая энергия всех фотонов (E) равна произведению энергии одного фотона ({E_0}) на количество этих фотонов (N):

[E = N{E_0};;;;(2)]

Согласно формуле Планка, энергия фотона (E) пропорциональна частоте колебаний (nu) и определяется следующим образом:

[{E_0} = hnu ;;;;(3)]

В этой формуле (h) – это постоянная Планка, равная 6,62·10^-34 Дж·с.

Известно, что частоту колебаний (nu) можно выразить через скорость света (c), которая равна 3·10⁸ м/с, и длину волны (lambda) по следующей формуле:

[nu = frac{c}{lambda };;;;(4)]

Подставим сначала (4) в (3), полученное – в (2), и полученное после этого – в формулу (1), тогда получим:

[P = frac{{Nhc}}{{lambda t}}]

Выразим из этой формулы число фотонов (N):

[N = frac{{Plambda t}}{{hc}}]

Мы получили решение задачи в общем виде, подставим численные данные задачи в формулу и посчитаем численный ответ задачи:

[N = frac{{100 cdot 1,2 cdot {{10}^{ – 6}} cdot 1}}{{6,62 cdot {{10}^{ – 34}} cdot 3 cdot {{10}^8}}} = 6 cdot {10^{20}}]

Ответ: 6·10²⁰.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

11.1.22 Рубиновый лазер излучает импульс из 10^20 фотонов с длиной волны 693 нм. Длительность
11.1.24 Пучок лазерного излучения с длиной волны 3,3*10^(-7) м используется для нагревания 1 кг
11.1.25 Вычислить энергию фотона в среде с показателем преломления 1,33, если в вакууме длина

Следовательно, продолжительность излучения весьма мала, т. е. каждый осциллятор излучает энергию за весьма короткий промежуток времени. Однако если обратить внимание на то, что период колебания осциллятора, излучающего видимый свет, составляет величину порядка 10″ с, то легко увидеть, что за время излучения, т. е. за время, в течение которого энергия уменьшается в е раз, осциллятор совершает число колебаний порядка миллиона.  [c.35]

При проведении количественного анализа используется формула (4.13), которая выведена для строго монохроматического излучения. В то же время излучение, проходящее через выходную щель монохроматора спектрофотометра, не строго монохроматическое. Характеристикой степени монохроматичности пучка является спектральная ширина щели АХ, которая для автоколлимационных систем в видимой и УФ-области спектра для не очень узких щелей может быть вычислена по формуле  [c.192]

Для просвечивания рентгеновскими лучами применяют рентгеновские аппараты, которые по режиму работы делятся на две группы аппараты, работающие в режиме импульсного излучения, н аппараты, работающие в режиме непрерывного излучения. В аппаратах непрерывного излучения регулируется анодный ток, анодное напряжение и время излучения. Принцип действия импульсных аппаратов основан на явлении возникновения вспышки рентгеновского излучения при вакуумном пробое в рентгеновской трубке. Пробой происходит под действием импульса высокого апряжения, возни-  [c.88]

Время излучения. Как видно из (9.14), амплитуда колебания электрона убывает в е=2,7 раза в течение времени.  [c.66]

Вращательная способность 281 Время излучения 66  [c.348]

Пусть длина линии больше половины длины импульса и за время излучения и приема импульса не образуется отраженной волны у излучателя. В этом случае линию можно считать обладающей сопротивлением, равным волновому. Преобразователи, работающие на продольном эффекте, описываются ур- ниями (3.134) (см. параграф 3.11). Пусть напряжение холостого хода питающего источника U, внутреннее сопротивление а механическая нагрузка излучателя (волновое сопротивление линии) равна волновому сопротивлению пьезокристалла. Рассчитанная с помощью (3.1134) сила давления, создаваемая излучателем в начале линии, составит  [c.185]

В качестве другого примера можно указать на импульсные источники света, которые с некоторых пор начали приобретать все более широкое распространение. Длительность свечения импульсных источников, используемых иногда в режиме одиночных вспышек, исчисляется тысячными и даже миллионными долями секунды, что очень существенно, например, для фотографии. Мгновенные значения сил света (световых потоков, освещенностей), характеризующих мгновенную мощность этих источников, очень велики, но не они определяют эффект, производимый светом на инерционные приемники вроде светочувствительного слоя или человеческого глаза. Время действия света имеет здесь самое существенное значение и для описания импульсных источников во многих случаях приходится обращаться к величинам, пропорциональным произведению силы света (светового потока, освещенности) на время излучения.  [c.45]

Возвратимся теперь снова к предыдущим разделам, в которых мы говорили о распространении ультразвуковых волн конечной амплитуды. Те измерения искажения и поглощения волн конечной амплитуды, которые там обсуждались, относились к случаю, когда кавитационные процессы в полной мере еще не успевали возникнуть, поскольку применявшиеся частоты были достаточно высоки, а время излучения ультразвука (время экспозиции) составляло всего несколько секунд. Однако при больших интенсивностях даже уже при малых экспозициях кавитация развивается в сильной степени, и это приводит к некоторым новым эффектам при распространении волн. К числу таких эффек-  [c.404]

Чувствительность ЭМА-преобразователей намного меньше, чем пьезоэлектрических. ЭМА-преобразователи чувствительны к помехам от электрических разрядов, громоздки, поскольку требуют мощной намагничивающей системы. Последний недостаток ослабляется применением системы импульсного намагничивания, действующей только во время излучения и приема акустического импульса.  [c.230]

Как было указано, при помощи некоторых ультразвуковых импульсных дефектоскопов с приемо м отраженного сигнала при использовании прямого пучка излучения (от прямогО щупа, например, такого, какой изображен иа рис. 3-76) возможно контролировать изделия с толщиной стенок не менее 8— 10 мм, что объясняется трудностью разделения прямого (начального) импульса от отраженного. При дефектах, расположенных на. меньшем расстоянии от поверхности, отраженны импульсы при.ходят к приемнику за время излучения прямого зондирующего им пульса.  [c.159]

Предполагая, что излучающее ядро свободно и находится в состоянии покоя, вычислите относительное изменение (Ду/у)г при отдаче во время излучения с данной частотой.  [c.369]

Лазерное излучение может быть легко трансформировано в почти параллельный луч, угол расхождения которого ограничивается только дифракцией. В то же время излучение обычных тепловых источников очень сложно превратить в узконаправленное излучение. Для этих целей необходимо либо различными способами ограничивать излучение, либо помещать источник в фокальную плоскость линзы коллиматора. При этом мощность направленного излучения будет небольшой. Если сравнить лазерный луч с лучом от прожектора, то при всех равных энергетических условиях угол расходимости лазерного луча будет на три порядка меньше.  [c.36]

Излучение электромагнитных волн в движущейся среде. Источниками излучения в движущейся среде, как и в покоящейся, явл. электрич, заряды и токи. Однако хар-р распространения эл.-магн, волн от источника, расположенного в движущейся среде, существенно отличается от хар-ра распространения волн в покоящейся среде. Пусть в нек-рой малой области движущейся среды расположен источник и время излучения мало. Если бы среда покоилась, то поле излучения расходилось бы от источника во все стороны с одинаковой скоростью, равной скорости света, т. е. всё поле излучения было бы сосредоточено вблизи от сферич. поверхности, расширяющейся со скоростью света. Движение среды приводит к тому, что скорость света в разных направлениях оказывается различной [см. ф-лу (5)]. Поэтому поверхность, на к-рой поле излучения отлично от нуля, уже не явл. сферой. Расчёт показывает, что эта поверхность имеет вид эллипсоида вращения с осью симметрии, направленной по скорости движения среды. Полуоси эллипсоида линейно растут со временем, а центр эллиптич. оболочки перемещается параллельно скорости среды. Т, о., оболочка, на к-рой сосредоточено излучение, одновременно расширяется и сносится по течению в движущейся среде ( увлекается средой). Если  [c.870]

Помимо излучения оптического генератора, цель может быть облучена в то же самое время излучением посторонних источников, например, солнечным излучением. Отраженное целью солнечное излучение создает определенную плотность шумовых фотонов и приемной оптической системы. Она может быть подсчитана следующим образом  [c.167]

Нет сомнения в том, что эта новая техника находится пока еще в ранней стадии развития и что будет достигнут дальнейший прогресс в голографическом интерференционном контроле, а также будут найдены новые области ее применения. Например, развитие импульсных твердотельных лазеров, генерирующих значительно более интенсивное излучение, чем обычно используемые в голографии непрерывные газовые лазеры, открывает пути развития таких методов контроля, которые могут использоваться непосредственно на заводах. При использовании относительно маломощных газовых лазеров необходимо время экспозиции голограммы порядка секунд и более в связи с этим требуется чрезвычайно высокая стабильность установки. Импульсные лазеры, обладая энергией, достаточной для экспозиции фотографических материалов за время импульса, составляющего доли микросекунды, не требуют очень высокой стабильности. Однако в настоящее время излучение таких лазеров характеризуется относительно малой длиной когерентности. Это является основным препятствием их широкому использованию в задачах контроля.  [c.190]

Таким образом, для коротковолнового излучения Солнца атмосфера Земли является практически прозрачной, в то время как длинноволновое тепловое излучение Земли в большей степени улавливается ею. Этим обусловлен парниковый эффект влияния атмосферы на возможное потепление климата при увеличении содержания в ней СОг вследствие производственной деятельности человека.  [c.212]

Главной особенностью процесса обмена излучением является необязательное наличие среды для передачи энергии. В результате кан<дый элемент пространства может обмениваться энергией практически со всем объемом, вовлеченным в процесс переноса. В то же время в случае теплопроводности и конвекции обмен энергией может происходить только между элементами среды, непосредственно примыкающими друг к другу.  [c.130]

Пусть излучение находится в некоторой полости, стенки полости теплоизолированы. Тогда спустя некоторое время излучение придет в равновесное состояние. Нетрудно убедиться, что спектральная плотность энергетической яркости излучения /.V в этой полости не зависит от индивг дуальных свойств полости, являясь функцией только частоты V и температуры Т. Действительно, в противном слу чае, выполняя стенки полостей А тл В (рис. 4.3.1) из разно]юд-ного материала и устанавливая в перегородке между этими полостями светофильтр, пропускающий только излучение, интенсивность которого зависит от свойств полости,  [c.152]

Хронизатор вырабатывает импульсы, синхронизирующие импульсы, излучаемые антенной, и начало развертки индикаторного устройства. Антенна коммутируется с помощью переключателя Прием-Передача . На время излучения импульса антенна подключена к выходу передатчика. На период между излучаемыми импульсами антенна подключена к приемнику. Принятый отраженный импульс усиливается в приемнике, преобразуется и воспроизводится на экране индикаторного устройства в виде яркостной отметки, координаты которой соответствуют координатам цели.  [c.263]

Условно когерентность можно разделить на временную (продольную) и пространственную (поперечную). Схема явлений, описываемых понятиями временная и пространственная когерентность , приведена на рис. 27. Каждый атом источника 5 испускает излучение в течение какого-то определенного ограниченного времени. В результате в пространстве возникают цуги воли j, Сг, Сз, ограниченные по глубине расстоянием р, равным произведению скорости света на время излучения атома, а в поперечном направлении некоторым размером h, который зависит от размера источника /. Ограничение размера цуга в продольном направлении уменьшает степень временной когерентности источника, в поперечном — простраиственной. В целом оба явления ухудшают условия интерференции испускаемого источником излучения.  [c.75]

Главный элемент ячеек Поккельса и Керра — это вещество, которое под действием внешнего электрического поля становится дву-лучепреломляющим. Мы предполагаем, что двулучепреломляющий кристалл размещается между поляризатором и задним зеркалом, как показано на рис. 1. Модуляция добротности осуществляется следующим образом. Во время излучения импульса лампы-вспышки к электрооптической ячейке прикладывается импульс напряжения, который вызывает запаздывание на Я/4 между х- и г/-составляющими падающего пучка. После прохождения через кристалл модулятора добротности этот падающий линейно-поляризованный свет стано-  [c.276]

Освечивание О, измеряемое произведением силы света на время излучения. Освечивание измеряется свече-секундами св-сек).  [c.51]

Эффективность этого процесса была определена Кауфманом [663] и Фонти-ном, Мейером и Шиффом [392], которые нашли, что может быть только одна рекомбинация на 10 —10 столкновений. Такой низкий выход следует ожидать для рекомбинации при двойном столкновении, если время излучения 10″ сек, в то время как продолжительность столкновения порядка 10 сек.  [c.468]

Время жизни Т исходных (parent) ионов перед распадом должно быть порядка времени их движения от ускоряющего до анализирующего нолей, т. е. порядка 10 сек. Таким образом, предиссоциация протекает очень медленно. Вместе с тем время излучения для переходов в более низкие стабильные состояния должно быть такого же порядка или больше, а, значит, они должны быть метастабильпыми в обычном оптическом смысле.  [c.484]

Если две сталкивающиеся частицы имеют достаточную энергию (соответствующую одному из диффузных уровней энергии системы), время столкнове- ния несколько превышает время простого колебания, и получается, согласно терминологии некоторых авторов, липкое столкновение ( sti ky ollision ). В этом случае возможность испускания кванта света и стабилизации молекулы значительно превышает 10 . Она будет равна 1, если время жизни Т для распада без излучения намного больше, чем время излучения т,. Однако это верно только для определенных уровней энергии сталкивающихся частиц (которые выделяются тем резче, чем больше их время жизни), а так как вообще сталкивающиеся атомы или радикалы имеют непрерывное распределение поступательной энергии, то чистый выход рекомбинации (на одно столкновение) и в этом случае будет очень низким, если плотность диффузных уровней не очень высока.  [c.486]

На медленные нелинейные изменения плотности рассматриваем 1е колебания оказывают наиболее сильное влияние в результате действия нелинейной силы Лоренца, вызьшающей перемещение плазмы вдоль магнитного поля. Если характерная длина неоднородности L амплитуды электрического поля колебаний вдоль магнитного поля меньше величины VyyT, где г — время излучения волнового пучка источгаком,  [c.80]

Полная энергия излучения, определенная этой формулой, деленная на время излучения МТ, есть полная мощность ондуляторного излучения (9.10), если напряженность постоянного однородного магнитного поля заменить на среднюю напряженность эффективного поля в ондуляторе. Выражение для мощности совпадает таким образом с соответствующими характеристиками синхротронного излучения. Также совпадает с теорией синхротронного излучения разбиение на компоненты поляризации а и л.  [c.126]

Отождествление когерентности и монохроматичости оправдано лишь в простейших, с современной точки зрения, приложениях. Монохроматичность источника света ограничивается прежде всего тем тривиальным обстоятельством, что строго монохроматический свет представляется бесконечной во времени плоской волной. В действительности свет излучается источником и поглощается регистрирующим прибором за некоторое конечное время. Если излучение световое, то это время определяется временем жизни возбужденного атома, если это радиоволны — то продолжительностью сигнала. В обоих случаях излучение не может быть строго монохроматическим, а должно иметь спектр частот шириной порядка 1/т, где т — время излучения.  [c.128]

Сущность II техника сварки лучом лазера. В настоящее время Baj)Ka лучом лазера имеет еще незначительное npnsteHenne в промышленности. Излучение лазера с помощью оптических систем может быть сфокусировано в пятно диаметром в несколько микрометров пли линию и т. д. Световой луч mojkot быть непрерывным или импульсным. При импульсном луче сварка происходит отдельными или перекрывающимися точками.  [c.69]

При использовании частиц из различных окислов (АЬОз, 2гОг, песок) лучистый поток при температуре 1400 °С может составлять до 60% общего потока энергии [144, 146]. Очень сильно, как оказалось, теплообмен излучением зависит от температуры погруженной в слой поверхности [147—149]. Проведенные измерения зависимости степени черноты псевдоожиженного слоя от температуры поверхности свидетельствуют о значительном охлаждении частиц во время пребывания их около стенки теплообменного устройства и неаддитивности процессов конвективно-кондуктивного и радиационного обмена [149].  [c.137]

Выполненными в [128] измерениями пропускания инфракрасных дисперсных фильтров (также относящихся к концентрированным дисперсным системам) не установлены отклонения от закона Бугера для этих систем. Измерения интенсивности рассеянного концентрированной системой света, порожденного узким падающим пучком, показали, что для некоторых направлений рассеяния (угол рассеяния порядка нескольких градусов) наблюдаются отклонения от закона Бугера [159]. По-видимому, в результате рассе 1ния происходит пространственное перераспределение энергии, которое становится заметным при рассеянии узких пучков. В то же время для полусферического рассеянного излучения в концентрированных дисперсных средах не происходит нарушения закона Бугера.  [c.140]

Результаты расчета функции гэ(Тст. Тел, Всл) и срзЕнение их с экспериментальными данными позволяют по-новому оценить роль лучистого теплообмена при переносе энергии в псевдоожиженном слое. Как правило, считается, что радиационный теплообмен несуществен до температуры порядка 1000 °С, особенно для мелких частиц [180]. Такое заключение можно сделать исходя из сравнения потоков энергии, которые передаются от слоя к поверхности различными механизмами переноса [127, 50]. В то же время обработка экспериментальных данных (см. рис. 4.16) показывает, что при сравнительно низких температурах ( ст = 300°С, сл = = 600 °С) в слое мелких частиц (d = 0,32 мм) распределение температуры вблизи поверхности теплообмена опре-леляетгя радиационным переносом. Учитывая это, необходимо уточнить условия, при которых роль излучения в формировании распределения температуры вблизи поверхности будет существенна.  [c.183]

Частицы в псевдоожиженном слое разделены диа-термичной средой, и теплообмен излучением возможен между удаленными поверхностями. Поэтому может происходить обмен энергией между теплообменной поверхностью и частицами, находящимися далеко от нее, даже в ядре слоя. В то же время за счет конвективно-кондуктивного переноса стенка передает энергию лишь ближайшим к ней частицам. На большом расстоянии от стенки температура частиц будет определяться двумя процессами радиационным обменом с погруженной поверхностью и другими частицами и межфазовым теплообменом (контактная теплопроводность в псевдоожиженном слое несущественна). В результате радиационного обмена, если он происходит интенсивнее, чем межфазовый, может изменяться температура доста  [c.183]

ТОЧНО далеких от поверхности теплообмена частиц. Необходи.мо также учесть, что обмен излучением между стенкой п частицей гораздо продолжительнее. Он происходит не только во время пребывания частицы у поверхности, но и во время продвижения ее из ядра слоя. Таким образом, по-видимому, при оценке существенности переноса излучения следует сравнивать коэффициенты межфазового и лучистого теплообмена.  [c.184]

---

Определение возможных доз облучения на производстве и допустимого времени пребывания людей на  радиоактивнозараженной местности

Продолжение табл. 1

    Примечание. Работы начали производить через 8 час. после Р₃

Определение допустимой продолжительности пребывания
на РЭМ

Для решения этой
задачи исходными данными являются:

Таблица 3. Исходные данные к задаче 4

Время облучения и количество отраженных от цели импульсов

Время облучения и количество отраженных от цели импульсов

Большинство процессов, происходящих в импульсном радиолокаторе, имеют ярко выраженный характер
зависимости от времени.
Одними из основных (но не единственными) параметрами, определяющими вид этой зависимости,
являются время облучения и количество отраженных от цели импульсов.

Время облучения

Время, в течении которого луч антенны проходит по поверхности цели, называют
временем облучения T_D.
Иными словами, это время от момента начала приема отраженных сигналов с направления лоцируемой цели до конца приема отраженных от нее сигналов.
Для двухкоординатного обзорного радиолокатора (дальномера) в случае точечной цели время облучения преимущественно зависит от:

• ширины луча антенны
  в горизонтальной плоскости Θ_AZ;
• скорости вращения антенны или, что эквивалентно, темпа обзора n (оборотов в минуту).

Время облучения (в секундах) может быть рассчитано по следующей формуле:

(1)

Количество отраженных от цели импульсов

Количество отраженных от цели импульсов m
показывает сколько эхо-сигналов от одиночной цели принимается радиолокатором в течение каждого оборота антенны.
Совокупность таких сигналов называют пачкой импульсов.
Поскольку эхо-сигналы могут возникать только во время облучения цели, то количество отраженных от нее импульсов (количество импульсов в пачке)
определяется временем облучения T_D и
периодом повторения импульсов
PRT:

(2)

Для измерения координат цели радиолокационной системой с достаточной точностью необходимо,
чтобы в пачке было от 1 до 20 отраженных от нее импульсов (в зависимости от принципа функционирования радиолокатора).
Чем больше количество отраженных от цели импульсов, тем выше точность измерения угловой координаты и
тем эффективнее работа системы
селекции движущихся целей (СДЦ,
MTI).

Для аналоговых индикаторов ширина и яркость отметки от цели зависят от количества принятых отраженных от цели импульсов.
В таких радиолокаторах измерение точного азимута цели производится по центру отметки цели (дальность измеряется по переднему краю отметки цели).

Во многих радиолокаторах при обработке сигналов применяется
накопление импульсов
для выделения сигнала от цели на фоне шумов и помех.
Если количество импульсов в пачке слишком мало, то такой сигнал может быть подавлен при пороговой обработке,
поскольку уровень порога определяется уровнем шумов.

Для
цифровых обнаружителей,
в которых используется
метод скользящего окна
для измерения азимута, также требуется, чтобы количество импульсов в пачке было не менее заданного.
В радиолокаторах с
моноимпульсными антеннами
для точного измерения угловой координаты требуется только один импульс.
Однако и в таких радиолокаторах для
селекции движущихся целей
требуется два, три и более отраженных от цели импульсов. moving target indication.

Примечание. Термин «время облучения» не имеет стандартизированного определения.
Он также может означать время, в течении которого последовательность импульсов достигает цели, или время сбора данных.
Кроме того, если во время нахождения цели в луче используется несколько частот повторения (PRF),
то необходимо рассчитывать несколько значений времени облучения.