ДАТЧИК ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ОСНОВІ ФРАГМЕНТА СОНЯЧНОГО ЕЛЕМЕНТА ЖИВЛЕННЯ
Abstract
Сучасна модель охорони державного кордону України спрямована на приведення прикордонної інфраструктури до європейських вимог і передбачає розвиток системи інженерно-технічного контролю. У цьому контексті розробка пристроїв безпеки і різних сигналізаційних систем залишається актуальним завданням. У сигналізаційних системах використовуються різноманітні датчики: радіолокаційні, цифрові відеокамери, інфрачервоні, лазерні. Одним із завдань, що доводиться вирішувати із застосуванням сигналізаційних систем, є контроль за локальними ділянками кордону. При цьому доцільна побудова таких систем на основі лазерних датчиків. Незначна розбіжність лазерного променя обумовлює можливість застосування таких датчиків для виявлення ознак порушення державного кордону на значних за протяжністю і площею ділянках кордону. Проте при функціонуванні сигналізаційних систем з використанням лазерних датчиків незначні вібрації природного чи техногенного характеру можуть призводити до відхилень лазерного променя і як наслідок до появи хибних спрацювань. Це, зокрема, обумовлене використанням для детектування лазерного випромінювання традиційних фотосенсорів, які, звичайно, характеризуються незначною ефективною площею чутливого елемента. Застосування при цьому додаткових оптичних компонент обумовлює потребу точного юстування датчиків і передавачів лазерного випромінювання. При цьому невеликі кутові відхилення променя призводять до виходу фокусу за межі чутливої області датчика. Одним з шляхів вирішення цієї проблеми може стати збільшення фоточутливої площі датчика. Для реалізації таких датчиків можна використати фрагменти сонячних елементів живлення. Однак при цьому необхідно врахувати особливості елементів, які негативно впливають на прийом оптичних сигналів. Зазвичай оптичні сигнали використовують у високошвидкісних системах зв’язку, що обумовлює широке поширення малоінерційних детекторів з невеликою світлочутливою площею. Однак у сигналізаційних системах можуть застосовуватись низькочастотні сигнали, що дозволяє використовувати фотоелементи з набагато більшою площею. У зв’язку з цим у статті проведений аналіз прийому оптичних сигналів такими елементами з використанням модуляції на різних частотах. У результаті досліджень установлено можливість прийому оптичних сигналів з частотами модуляції до декількох кілогерц із застосуванням фрагментів сонячних елементів живлення. У роботі також проаналізовано негативний вплив зовнішнього освітлення, яке може суттєво знизити чутливість фотодетектора і визначено можливий спосіб усунення цього недоліку. З цією метою запропоновано застосувати вузькосмуговий інтерференційний оптичний фільтр, смуга пропускання якого відповідає довжині хвилі лазерного випромінювання.
Keywords
