ГОСТ Р ИСО 15367-2—2012
Чувствительная поверхность матричного приемника излучения должна быть поделена насубапер
туры соответственно субапертурам устройства деления излучения. Как правило, в качестве устрой
ства по перечислению а) применяют ортогональную матрицу микролинз/пинхолов с фиксированными
расстояниями между ее элементами dx. dy (соответственно в х - и у-направлениях). В этом случае
чувствительная поверхность приемника излучения должна быть поделена на N * М прямоугольных
субапертур с расстояниями между их центрами dx, dy. обозначаемыми как (if).
Угловой динамический диапазон датчика непосредственно зависит от соотношения размеров
пятна на чувствительной поверхности приемника излучения и субапертуры экрана с микролинза-
ми/пинхолами. Во избежание перезаполнения излучением и наложения пучков размер пятна должен
быть меньше размера субапертуры. Соответственнолокальному градиенту волнового фронта проеци
руемое на поверхность приемника изображение субапертуры экрана (пятно) сдвигается к границе
соответствующей зоны чувствительной поверхности приемника. При пересечении пятном границы
зоны его местоположение не следует учитывать при обработке результатов измерений. Этот эффект
ограничивает угловой динамический диапазон датчика.
Размер пятна dpдатчика Шока-Гартмана описывает приближенное выражение:
dp = 2— ,<1>
где f —фокусное расстояние микролинзы:
ds — ширина стороны квадратной апертуры микролинзы.
При этом предполагают, что LH = f. Смещение пятна Дх, вызываемое локальным градиентом вол
нового фронта ft, в соответствующей ему субапертуре, определяют по формуле
дх = р /.(2)
Максимально допускаемое смещение пятна дхтах до пересечения им границы зоны определяют
по формуле
ax=j(4<-dp).(3)
а соответствующий максимальный горизонтальный градиент волнового фронта — по формуле
(V
то*
fL« _ i_
2fая’
(«)
Если размер апертуры микролинзы ds равен расстоянию между элементами матрицы dx. то
r
а*х
Рх.то*
-
2,
-
—
(5)
Таким образом, во избежание перекрытия пятнами друг друга необходимо, чтобы фокусное рас
стояние микролинзы было меньше dx!2k. Для достижения приемлемого динамического диапазона
при минимальных перекрестных искажениях для фокусного расстояния должно быть выполнено нера
венство:
f<2dx!5k
Дальнейшее уменьшение фокусного расстояния позволяет расширить угловой динамический
диапазон, но при этом возможно возрастание неопределенности измерений. Для вертикального
направления справедливы все вышеприведенные соотношения.
В случае круглой апертуры микролинзы с диаметром dsмаксимальный градиент волновогофрон
та описывает выражение:
21ds
IV
max
= £ i- 1.22-L.
(
6
)
Если размер апертуры микролинзы dsравен расстоянию между элементами dx, то максимальный
горизонтальный градиент волнового фронта определяют по формуле
W
ггds
. max
— -1 .2 2 -
(7)
и.следовательно, дляполучения приемлемогодинамическогодиапазона фокусное расстояниедолжно
быть менее d*/2>.
5