• Задать вопрос менеджеру

Twitter новости

Обучение письменному иноязычному общению на основе ИКТ http://t.co/IK2NAjncrk

Online-опрос

Антиплагиат онлайнДипломант
Яндекс.Метрика

Геометро-оптический анализ характеристик уголковых отражателей

Предмет:Физика
Тип:Дипломная/Магистерская
Объем, листов:63
Word
Получить полную версию работы
Релевантные слова:излучения, граней, отклонений, падения, скорости, отражающих, падении, входную, зоне, отраженного, дальней, света, грань, навигационных, углов
Процент оригинальности:
64 %
Цена:1800 руб.
Содержание:

АННОТАЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ2

3

1 МЕТОДИКАРАСЧЕТА6

1. 16

1. 2 8

1. 3Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии11

1. 4Устройство уголкового отражателя14

1. 5Методика расчета диаграммы направленности15

1. 6Выводы по первому разделу21

2 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА14

2. 1 Дифракция на круглом отверстии22

2. 2Диаграммы направленности УО с различными отклонениями граней при нормальном и наклонном падении24

2. 3 Выводы по второму разделу29

3 ОХРАНА ТРУДА30

3. 1 Постановка задачи30

3. 2 Характеристики лазера31

3. 3 Класс лазерной опасности32

3. 4Меры защиты и требования охраны труда к персоналу по лазерной безопасности34

3. 5 Эргономические требования к месту работы39

3. 6 Характеристики микроклимата и уровня шума45

3. 7 Противопожарная безопасность47

3. 8 Выводы по третьему разделу49

ЗАКЛЮЧЕНИЕ50

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

СОДЕРЖАНИЕ51

52

Вступление:

Уголковые отражатели (УО) широко применяются в спутниковой лазер-ной дальнометрии для точного определения координат навигационных и геодезических спутников. Грани УО, как правило, выполняются с металлическим покрытием из алюминия или серебра. Если все двугранные углы при этом не имеют отклонений от 90о, то распределение интенсивности отраженного света в дальней зоне представляет собой дифракционную картину Эйри [1].

В настоящее время идет бурное развитие спутниковой лазерной дальнометрии. Специфика применения УО в навигационных спутниковых системах заключается в том, что отраженный лазерный луч отклоняется от направления на передатчик вследствие так называемого явления скоростной аберрации, величина которой составляет 2u/c, где u – тангенциальная составляющая скорости движения спутника,с – скорость света. Это отклонение зависит от высоты орбиты спутника и может достигать при небольших высотах ? 10 угловых секунд, что означает смещение центра светового пятна на поверхности Земли на десятки-сотни метров от передатчика. Следовательно,для работы дальномерной системы необходимо, чтобы энергия отраженного лазерного пучка распределялась по достаточно большой площади и была сосредоточена не на оптической оси, а на его периферии. Поэтому очень важно иметь математическую модель отражения излучения от уголкового отражателя и уметь рассчитывать распределение интенсивности, поляризационную структуру в дальней зоне, т. е. в области на Земле, где происходит регистрация сигнала.

В работе проведено расчетное исследование влияния на диаграмму направленности (ДГ) отклонений двугранных углов при отражающих гранях УО и наклонного падения излучения на входную грань. Интерес к исследованию УО с нарушением геометрии вызван возможностью достигать определенный вид диаграммы направленности внесением отклонений в двугранные углы при отражающих гранях. Это уже принесло определенный успех с применением УО, обладающих так называемой «двухпятенной» диаграммой направленности (такие УО применяются на ориентированных спутниках). Одним из способов получения диаграммы направленности такого вида является так называемый развал (симметричный разворот) двух граней вокруг общего ребра на угол в несколько секунд (УО с металлическим покрытием граней). Комбинации различных отклонений всех трех двугранных углов образуют множество вариантов, до конца не исследованное.

Важно также проследить, как изменяется диаграмма направленности при наклонном падении, так как это существенно меняет вид диаграммы направленности. При наличии отклонений в двугранных углах это влияние происходит не только на уровне дифракции (засчет искажения апертуры), но и в геометрооптическом рассмотрении, так как в этом случае наклонное падение существенно влияет на ход лучей в УО.

Что касается исследования влияния отклонений геометрии УО при нормальном падении – интерес к нему вызван еще и перспективой диагностики нарушения геометрии УО посредством анализа измеренной на стенде диаграммы направленности. Это может оказаться не плохой альтернативой использованию высокоточных гониометров, стоимость которых значительна.

В рамках данного исследования было принято решение реализовать рас-чет в среде программирования MathCad. Причиной послужило то, что в про-грамме проектирования оптических систем Zemax 2009 (на которую возлагались надежды в виду высокой скорости работы) не удалось достигнуть приемлемой точности.

Подведя итог вышесказанному, перечислим коротко основные цели работы:

1)реализация и отладка в среде MathСad расчета диаграммы направленности УО с всевозможными отклонениями всех трех двугранных углов при наклонном падении;

2)Исследовать влияние отклонений двугранных углов УО от 90о на диаграмму направленности.

3)Исследовать влияние наклонного падения на диаграмму направленности УО с симметричным развалом двух граней.

Заключение:

В настоящее время идет бурное развитие спутниковой лазерной дально-метрии. Специфика применения УО в навигационных спутниковых системах заключается в том, что отраженный лазерный луч отклоняется от направле-ниянапередатчиквследствие, так называемого, явления скоростной аберра-ции. Следовательно, для работы дальномерной системы необходимо, чтобы энергия отраженного лазерного пучка распределялась по достаточно боль-шой площади и была сосредоточена не на оптической оси, а на его перифе-рии. Поэтому очень важно иметь математическую модель отражения излуче-ния от уголкового отражателя и уметь рассчитывать распределение интен-сивности, поляризационную структуру в дальней зоне, т. е. в области на Зем-ле, где происходит регистрация сигнала.

В работе проведено расчетное исследование влияния на диаграмму на-правленности отклонений двугранных углов при отражающих гранях УО и наклонного падения излучения на входную грань. Получены следующие ре-зультаты: дифракционные картины в дальней зоне отраженного от УО излу-чения – при нормальном падении и различных комбинациях отклонений уг-лов; при наклонном падении и симметричном развале двух граней УО.

По результатам работы сделаны выводы:

1)реализованное преобразование Фурье в полярных координатах, ис-пользованное для расчета диаграммы направленности УО, показало более высокую точность работы по сравнению с методикой разложения излучения на моды Эрмита-Гаусса (при том, при более высокой скорости работы);

2)Представляет интерес более детальное исследование влияния как различного сочетания отклонений двугранных углов УО, так и наклонного падения на диаграмму направленности(а именно, оценка ЭПР).

Список литературы:

1. 3, Соколов А. Л. Матричный метод расчета поляризационных аберраций // Оптический журнал. 2008. Т. 75, № 2. С. 16 – 22.

-Метод ПВМ

1. СоколовА. Л. ,Ищенко Е. Ф. Поляризационная оптика. М. : Издательство МЭИ, 2005.

2. Борн М. , Вольф Э. Основы оптики. М. : Наука, 1973.

3. Васильев В. П. , СадовниковМ. А. , СоколовА. Л. , Шаргород-скийВ. Д. Анализ эквивалентной поверхности рассеяния уголковых отражате-лей с различным покрытием граней. // Радиотехника, 2009.

4. СоколовА. Л. , Фролов И. В. Расчет эквивалентной поверхности рассея-ния отражателя. // Вестник МЭИ, 2010.

5 ГОСТ Р 50723-94 ЛАЗЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ.

6СанПиН 5804-91 Санитарные нормы и правила устройства и эксплуа-тации лазеров.

7СанПиН 2. 2. 2/2. 4. 1340-03. “Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы”.

8www. ltcompany. com/UserFiles/LT_Table. pdfРасчет количества светильников методом коэффициента использования.

9 ГОСТ 12. 1. 003-83 Шум. Общие требования безопасности.

10. http://auditpb. ru/pozharnye_wity. php - пожарное оборудование и расчёт для разных типов помещения.

2. Тоже методы? - Ищенко Е. Ф. , Соколов А. Л. Поляризационная оптика (учебное пособие). М. : Изд. – во МЭИ. 2005. 346 с.

3. Соколов А. Л. Метод расчета собственных волн резонатора с поляризаци-онно-неоднородными элементами // Оптика и спектроскопия. 1997. Т. 83,№ 6. С. 1005 – 1012. Этот точно!

Апробация

4. Садовников М. А. , Соколов А. Л. Пространственная поляризационная структура излучения, формируемая уголковыми отражателями с неметал-лизированными гранями // Оптика и спектроскопия. 2009. Т. 107, № 2. С. 213 – 218.

Бесплатные работы:

Рекомендованные документы: