Важно, что положение пятна в фокальной плоскости однозначно характеризует направление и величину рассогласования между оптической осью объектива и линией визирования «ракета — цель» (т. е. определяет ошибку слежения).
Фотоприёмник координатора ОГС 9Э410 предназначен для преобразования информации об ошибке слежения, заложенной в положении теплового пятна в фокальной плоскости объектива, в электрический сигнал.
Он представляет собой двухканальный оптический детектор, имеющий:
• основной канал с охлаждаемым фоторезистором для сигналов поражаемых целей;
• вспомогательный канал для сигналов помех.
Каждый канал фотоприемника состоит:
1) из модулятора;
2) фоторезистора (в ОК — с системой охлаждения);
3) предварительного усилителя;
4) схемы автоматической регулировки усиления.
Все элементы фотоприёмника также размещены на валу ротора гироскопа и вращаются с ним относительно статора с частотой f2 = 100 Гц — до пуска и f2 + f3 = 112–120 Гц — в полёте, обеспечивая стабильную частоту сканирования цели fск = 100 Гц.
1. Модулятор представляет собой непрозрачную маску с прямоугольным окном, нанесенную на фоточувствительный слой фоторезистора. При такой форме растра модулятора реализуется импульсный метод модуляции теплового потока. Период повторения тепловых импульсов будет равен T = 1/fск = 0,01 c, а за начало отсчета периода принимается связанная ось ОгУг (направленная вертикально вверх).
При этом информация об ошибке слежения содержится:
• во временном положении импульса в периоде сканирования (τн) как направление ошибки слежения (ε);
• в длительности импульса (τи) как величина ошибки слежения (Δε). Очевидно, что чем дальше тепловое пятно от центра диска, тем больше линейная скорость пересечения им окна, тем меньше длительность импульса.
τ = S/2πRn × Tск,
где S — ширина окна; Rп — расстояние от центра диска до пятна; Тск — период сканирования.
Рис. 23. Формирование сигнала ошибки слежения в зависимости от положения пятна
Рис. 24. Чувствительность фоторезисторов основного и вспомогательного каналов
Рис. 25. Устройство фоторезистора основного канала
2. Фоторезистор — полупроводник, обладающий свойством фотопроводимости, т. е. способностью генерировать электронно-дырочные пары при поглощении тепловых фотонов. Спектральная чувствительность фоторезистора определяется материалом и температурой полупроводника.
В качестве фоторезистора основного канала используется монокристалл антимонида индия, охлажденный до температуры 77 К (–196 °C) для повышения спектральной чувствительности в области 5 мкм.
Система охлаждения фоторезистора основного канала работает по принципу дросселирования сжатого газообразного азота до перехода его в жидкую фазу с tкип=–196 °C. В качестве источника азота, сжатого до 350 атм, используется баллон наземного источника питания. При нахождении ракеты в пусковой трубе баллон газопроводом соединяется с микрохолодильником «брызгающего» типа.
Жидкий азот с выхода микрохолодильника омывает основание фоторезистора и пропитывает набивку накопителя жидкого азота, обеспечивая требуемую температуру фоторезистора в течение заданного времени.
Под действием тепловых импульсов цели в рабочей цепи фоторезистора будет протекать импульсный ток, т. е. произойдет детектирование модулированного теплового потока — преобразование ошибки слежения в синхронный электрический сигнал.
Рис. 26. Получение импульсов тока в цепи фоторезистора
Во вспомогательном канале используется неохлажденный фоторезистор на основе сернистого свинца, чувствительный к излучению ложных тепловых целей с максимумом 2–3 мкм.
3. Предварительный усилитель представляет собой широкополосный усилитель низкой частоты, позволяющий: