調頻光網之性能分析及數位化模擬

Abstract

光網係採用於紅外線追蹤系統中之元件，具有特殊之明暗條紋，可對目標物射來之紅 外線進行調制，而將目標物偏離光軸之量植入光強度信號中。將光轉為電氣信號並解 除調制後，目標物偏離光軸之量便被凸顯保留下來，成為誤差警告信號。利用此信號 ，可驅動系統之方向調整機構，使光軸變位，接近目標物，直到誤差警告信號為零為 止。於是目標物即為被追蹤到。 目，前光網主要分為調幅及調頻兩大類。本文專門討論調頻光網之性能分析及數位化 模擬。調頻光網之性能受二個因素影響：一為目標物形狀，二為光網條紋形狀。此二 因素組合成許多簡繁不同之情況。吾人在作理論分析時，應根據情況之簡繁程應，應 用不同深度之數學手法來處理。本文之作法即是分成三個不同層次：（１）基本之光 網性能分析：針對點狀目標物與任意曲線光網之組合，引入光網之輻葉函數，導出誤 差警告信號之廣義他表示式。（２）設計參數之分析：針對圓形目標物與直線光網之 組合，引人弧長微分法及對比度求算法。設計光網時，先設定所欲得到之信號中心頻 率、頻寬、及對比度，再利用理論分析之結果即可求得光網輻葉總數，像點旋轉速度 等。本文並討論了光網內環修正區輻葉總數之變換求法。（３）數位化模擬：針對任 意形目標物與直線光網之組合，將像點依不同之旋轉半徑，在不同時刻作適當之數位 化近似取樣。分析時，引入循環矩陣之新觀念，簡化了矩陣運算。 本文並討論針對上述理論條件所安排之實驗例證及其實驗方法。由於實驗結２困與理 論結果顯示相當良好之符合，故本文之理論模式之正確性得到證明。