. Televiziunea

INTRODUCERE

Televiziunea este una din componentele de neînlocuit ale comunicațiilor moderne. Ea a devenit un suport important in tehnica militară modernă, având o contribuție importantă la anticiparea, conducerea si supravegherea unor acțiuni militare.

Tancurile înzestrate cu camere de luat vederi, vizarea si urmărirea unor ținte din avion, ca si evaluarea rezultatelor atacurilor efectuate, supravegherea unor zone pe timp de noapte sau în condiții de vizibilitate redusă, sisteme de vizualizare si redare individuale pentru luptători acționând în condiții reduse de iluminare, supravegherea unor obiective sau zone prin mijloace video din sateliții militari, sunt doar câteva din aplicațiile televiziunii în sfera militară. Desigur, eficiența acestor mijloace trebuie să fie continuu maximizată și în acest context orice ameliorare în domeniul tehnic are implicații deosebite în plan practic. Este binecunoscut faptul că întotdeauna, majoritatea realizărilor tehnice importante au avut inițial ca domeniu de aplicare sectorul militar .

1.SISTEME DE TELEVIZIUNE

1.1. Structura sistemului de televiziune

Televiziunea se bazează pe trei procese esențiale:

-transformarea imaginii primare a obiectului în semnal electric (analiza imaginii);

-transmisia semnalului electric prin cablul de televiziune;

-transformarea semnalului electric recepționat în imagine de televiziune (sinteza imaginii);

În fig.1. reprezentăm scheme simplificată a sistemului de televiziune în alb-negru. Prin intermediul unui sistem optic imaginea primară a obiectului este transformată în imagine electronică ,care ia naștere pe o suprafață a dispozitivului analizator de imagine (disp. videocaptor)-componentă principală a camerei de televiziune .Procesul de analiză constă în deplasarea periodică a elementului de analiză (EA) pe toată suprafața imaginii electronice , dând naștere unui semnal electric corespunzător luminanței acelei suprafețe elementare a imaginii pe care se află elementul de analiză sa un moment dat. Semnalul electric, format în procesul de analiză , amplificat si procesat, se transmite prin canalul de televiziune la elementul de sinteză (ES) al dispozitivului de reconstituire a imaginii (tubul cinescop) din televizor, pe ecranul căruia se formează imaginea obiectului. Legea de deplasare a elementului de sinteză pe suprafața dispozitivului de reconstituire a imaginii trebuie să fie aceeași cu legea de deplasare a elementului de analiză din camera de televiziune .În același timp ,deplasările celor două elemente (EA si ES) trebuie să fie sincrone .Sincronizarea lor este

Fig.1. Schema simplificată a sistemului de televiziune în alb-negru.

asigurată de impulsurile de sincronizare ,elaborate de un sincrogenerator împreuna cu semnalul de imagine .

Din analiza schemei din fig.1. nu este greu de observat asemănarea acesteia cu schema structurală a oricărui sistem de comunicație, care include: – sursă de informație

– traductorul de emisie

– canalul de comunicație

– traductorul de recepție

– utilizatorul

Fig. 2. Schema de transmisie pe cale electronica a mesajelor

În televiziune ,sursa de informație este de natură vizuală .Traductorul de emisie este camera de deflexie, focalizare si sincronizare .Traductorul de recepție este dispozitivul de reproducere, care include tubul cinescop, dispozitivele de deflexie, focalizare si sincronizare .

Elementele prezentate pe schema din figura 2, interpuse între sursa de informație si utilizator, formează sistemul de televiziune. Deci la un capăt al sistemului de televiziune se află imaginea primară a obiectelor (mesajul primar) iar la celălalt capăt se află imaginea de televiziune (mesajul reconstituit).

La elaborarea unui sistem de televiziune trebuie sa se țină seama de :

– proprietațile imaginilor primare ale obiectelor ;

– proprietățile semnalului de imagine obținut la ieșirea camerei de televiziune (traductorul de emisie) ;

– proprietațile analizorului vizual (automatului) ;

1.2.Clasificarea sistemelor de televiziune

Pentru a reduce cheltuielile de elaborare a sistemelor de televiziune, s-a pus problema unificării, pe cât posibil, a elementelor componente. Pentru orientarea corectă este necesar să se facă o clasificare a sistemelor de televiziune.

Daca luăm în considerație deosebirile calitative fundamentale privind transmisia informației vizuale, sistemele de televiziune se împart în :

– sisteme de televiziune alb-negru ;

– sisteme de televiziune în culori ;

– sisteme de televiziune în spațiu ;

În prezent sistemele de televiziune în alb-negru se folosesc din ce în ce mai puțin, ele fiind înlocuite de sistemele de televiziune în culori. Culoarea a adus un surplus de informație în imaginile transmise, îmbogățind emisiunile din punct de vedere artistic si ușurând analiza științifică a multor fenomene studiate cu ajutorul televiziunii. Sistemele de televiziune în spațiu se află încă în stadiul de cercetare. Ele vor permite să se transmită nu numai culoarea obiectelor, ci si dimensiunile lor în spațiul tridimensional, împreună cu așezarea lor relativă în spațiu.

Din punct de vedere al captării, prelucrării, transmisiei si reproducerii imaginilor, sistemele de televiziune se împart în trei categorii :

– sisteme de televiziune analogică ;

– sisteme de televiziune digitală ;

– sisteme de televiziune analog-digitală ;

În sistemele de televiziune analogică, traductorul de emisie generează un semnal electric ale cărui valori variază în mod continuu între doua limite determinate de luminanțele minime si maxime ale imaginii captate. Din acest semnal prelucrat si transmis pe canalul de televiziune se formează imaginea de televiziune a obiectului.

În sistemele de televiziune digitală, transformarea directă a imaginilor în semnale digitale si transformarea inversă a semnalelor digitale în imagini au loc la nivelul traductoarelor lumină-semnal (la emisie) si semnal-lumină (la recepție), în timp ce vehicularea informației între cele două traductoare se realizează tot sub formă digitală.

În sistemele de televiziune analog-digitală sunt prezente ambele semnale: analogic si digital. Semnalul analog de la ieșirea traductorului de emisie este trecut în formă digitală prin intermediul conversiei analog-digitale în scopul prelucrării, conservării si transmisiei prin canale de comunicație de bandă foarte mare, pentru ca apoi să fie convertit în formă analogică prin intermediul conversiei digital-analogice pentru a fi transmis prin stațiile de emisie actuale către receptoarele de televiziune în care semnalul poate suferi din nou prelucrări analog – digital – analogice .

În funcție de destinație, sistemele de televiziune pot fi :

– sisteme de televiziune difuzată ;

– sisteme de televiziune aplicată ;

Sisteme de televiziune difuzată se folosesc la transmisia imaginilor pentru marele public .În funcție de mediul utilizat pentru transmisie, se disting :

– sisteme de televiziune radiodifuzată, în care pentru transmisie se folosesc undele radio ;

– sisteme de televiziune prin cablu, în care pentru transmisie se folosesc cabluri coaxiale subterane ;

– sisteme de televiziune prin fibre optice, în care mediul pentru transmisie îl reprezintă fibrele optice ;

Sistemele de televiziune aplicată sunt folosite în diferite domenii ale activității umane. Din punct de vedere al domeniului de aplicație amintim următoarele categorii:

– sisteme de televiziune pentru economia națională ;

– sisteme de televiziune pentru cercetarea obiectelor spațiului cosmic ;

– sisteme de televiziune pentru observarea Pământului si a atmosferei acestuia;

– sisteme de televiziune pentru controlul si dirijarea vaselor marine ;

– sisteme de televiziune pentru depistarea si autodirijarea către unele obiecte;

– sisteme de televiziune pentru comunicații vizuale (videotelefon) ;

– sisteme de televiziune pentru măsură si control ;

În funcție de utilizator sistemele de televiziune pot fi de două categorii:

– sisteme de televiziune în care operatorul supraveghează si dirijează procese de producție pe baza imaginilor vizualizate pe ecranul de televiziune;

– sisteme de televiziune pentru comandă automată în care semnalul de televiziune se folosește în mașini electronice de calcul sau în automate pentru comanda automată a proceselor tehnologice de producție .

Sistemele de televiziune pot fi clasificate si din alte puncte de vedere, de exemplu al indicilor tehnici, al realizării legăturii între punctul de emisie si cel de recepție etc.

1.3. Sistemele actuale de televiziune.

Sistemele de televiziune în culori au fost create ulterior apariției televiziunii în alb – negru. Acest lucru a impus anumite restricții în proiectarea sistemelor TV color, restricții cunoscute sub denumirea de “condiții de compatibilitate”.

compatibilitatea directă specifică posibilitatea de a recepționa și a reda pe ecranul receptorului alb – negru un semnal de televiziune fără a fi necesare modificări in schema receptorului.

compatibilitatea inversă, sau retrocompatibilitatea, este posibilitatea ca receptorul de televiziune color sa recepționeze și să redea în alb–negru o imagini de televiziune transmisa în alb–negru.

Datorită necesitații de a asigura compatibilitatea cu televiziune in alb-negru, televiziunea în culori trebuie sa asigure transmiterea în doua semnale:

– un semnal de luminanță care caracterizează strălucirea scenei de transmis (semnalul alb–negru);

– un semnal de crominanță care caracterizează culoarea scenei transmise.

S-a demonstrat că folosind trei culori, alese corespunzător in spectrul frecventelor radiației vizibile, se pot obține toate celelalte culori din spectru, inclusiv albul. Aceste trei culori se numesc culori primare si au proprietatea ca prin combinarea a doua dintre ele nu rezulta a treia culoare.

In cazul televiziunii color, aceste trei culori sunt roșu (R=Red.), verde (G=Green.) si albastru (B = Blue), cu următoarele lungimi de undă:

λR=610nm, λG=537nm, λB=472nm

Stabilirea culorilor primare cu aceste lungimi de undă a fost făcută din motive tehnologice, dictate de posibilitățile de obținere a filtrelor selective la emisie, precum și a substanțelor fosforescente de pe tubul cinescop, capabile sa radieze cu eficienta maxima in domeniile respective.

Între semnalul de strălucire, care va fi notat cu Y, si semnalele primare de culoare exista următoarea relație matematica:

Y=0,30R+0,59G+0,11B (1.1)

obținută din caracteristica vizibilității relative a ochiului.

Deoarece semnalul de strălucire trebuie neapărat transmis, pentru a asigura compatibilitatea cu receptoarele alb–negru, rezultă că din cele trei semnale primare de culoare se pot transmite doar doua, al treilea refăcându-se la recepție, pe baza semnalului de luminanță și a celorlalte două semnale primare de culoare transmise. În plus, deoarece toata informația privind strălucirea este cuprinsă în semnalul de luminanță Y, aceasta poate fi scăzută din semnalele primare de culoare, rezultând așa-numitele semnale diferența de culoare: R-Y, G-Y, B-Y.

Pentru toate sistemele de televiziune în culori actuale, se transmite semnalul de strălucire Y și semnalele diferență de culoare R-Y si B-Y. La recepție se refac semnalele primare de culoare din aceste trei semnale transmise.

Receptorul alb – negru folosește doar semnalul de luminanță Y.

O dificultate suplimentara, impusă de cerința de compatibilitate, este aceea de a asigura transmiterea celor două semnale diferența de culoare în aceeași bandă de frecventă cu semnalul de strălucire. Aceasta s-a rezolvat beneficiind, pe de o parte de o “imperfecțiune” a ochiului, și anume faptul că acesta sesizează detaliile foarte reduse ca întindere spațială doar în alb–negru, și, pe de alta parte, de faptul că spectrul semnalului de strălucire nu este un spectru continuu ci unul discretinsă în semnalul de luminanță Y, aceasta poate fi scăzută din semnalele primare de culoare, rezultând așa-numitele semnale diferența de culoare: R-Y, G-Y, B-Y.

Pentru toate sistemele de televiziune în culori actuale, se transmite semnalul de strălucire Y și semnalele diferență de culoare R-Y si B-Y. La recepție se refac semnalele primare de culoare din aceste trei semnale transmise.

Receptorul alb – negru folosește doar semnalul de luminanță Y.

O dificultate suplimentara, impusă de cerința de compatibilitate, este aceea de a asigura transmiterea celor două semnale diferența de culoare în aceeași bandă de frecventă cu semnalul de strălucire. Aceasta s-a rezolvat beneficiind, pe de o parte de o “imperfecțiune” a ochiului, și anume faptul că acesta sesizează detaliile foarte reduse ca întindere spațială doar în alb–negru, și, pe de alta parte, de faptul că spectrul semnalului de strălucire nu este un spectru continuu ci unul discret.

În acest fel, s-a putut reduce banda semnalelor de crominanță de aproape patru ori față de cea a semnalului de luminanță, iar prin alegerea corespunzătoare a frecvenței subpurtatoarei de crominanță componentele spectrale ale semnelor de crominanță se plasează între componentele spectrale ale semnalului de luminanță. In acest fel, se asigura transmiterea semnalului TV color pe aceleași canale existente pentru transmiterea semnalului TV alb–negru.

Trebuie spus ca includerea semnalului de crominanță în aceeași banda cu semnalul de luminanță a impus găsirea unor soluții acceptabile, dar nu ideale. Din acest motiv, cât și din altele, provin unele imperfecțiuni ale sistemelor TV utilizate în prezent, imperfecțiuni pe care noile sisteme încearcă sa le înlăture.

a. Sistemul NTSC(National Television System Committee)

Acest sistem a fost pus la punct în SUA, în perioada 1950-1953. Este implementat în principal în cadrul normei M, norma în care explorarea se face cu 525 linii/cadru si 30 cadre/secundă. Actualmente este folosit în aproximativ 30 de țari.

Semnalul de luminanță are o banda de 4.2 MHz . Semnalele de crominanță se notează cu I si Q si sunt :

I = 0,59R – 0,27G – 0,32B

Q = 0,21R – 0,52G + 0,31B

Aceste două semnale modulează în amplitudine, în cuadratură, subpurtatoarea de culoare, care are frecventa :

fs = 445 x fH/2 = 3,5795 MHz

unde fH este frecvența liniilor.

Ecartul între purtătoarea de imagine și purtătoarea de sunet este de 4.5 MHz.

Dezavantajul major al sistemului NTSC este acela că modificarea fazei semnalului videocomplex pe traseul emisie-recepție conduce la erori în nuanța imaginii recepționate, erori care trebuie corectate.

b. Sistemul PAL (Phase Alternation Line)

A fost pus la punct în Germania în cadrul firmei Telefunken de către un colectiv condus de dr. Walter Bruch. A fost dat în folosință pentru marele public în anul 1966 . Este sistemul color cel mai răspândit în lume (aproximativ 60 de țari). Este implementat în special în normele B,G,D,K, și I, la care explorarea se face cu 625 linii pe cadru și 25 cadre / secundă.

Ecartul între purtătoarea de imagine și cea de sunet depinde de norma pe care sistemul este implementat și poate fi de 5,5MHz, 6MHz, sau 6,5 MHz.

Semnalul de luminanță se obține din semnalele primare de culoare, și are o bandă dependentă de norma astfel :

5,2 MHz pentru normele B, G;

5,7 MHz pentru norma I;

6,2 MHz pentru norma D, K.

Semnalele diferența de culoare se notează cu U si V si sunt:

U = 0,493 (B-Y)

V = 0,877 (R-Y)

Frecvența subpurtatoarei de crominanță este:

fs = 283,75 x fH + fv/2 = 4,433618 MHz

Alegerea acestei valori a frecventei subpurtătoarei de culoare s-a făcut pentru a asigura o întrețesere cât mai bună a spectrelor semnalelor de luminanță și a semnalului de crominanță și pentru a minimiza efectul semnalului de crominanță pe ecranele receptoarelor alb-negru.

Sistemul PAL a fost dezvoltat pornind de la sistemul NTSC, urmărind eliminarea deficientelor acestuia și, in primul rând, a efectelor distorsiunilor de fază. Pentru aceasta , cele două semnale diferența de culoare, U si V, modulează în amplitudine în cuadratură subpurtătoarea de crominantă, ca și la sistemul NTSC, dar faza semnalului diferența de culoare V se modifica cu 180 grade de la o linie la alta. În receptor se întârzie cu 64 μs semnalul de crominanță și astfel în orice moment sunt disponibile semnalele de pe doua linii succesive. Prin însumarea acestora se anulează eroarea de fază.

c. Sistemul SECAM (Sequentiel Couleur A Memoire)

Este folosit în aproximativ 40 de țări. Este implementat pentru normele B, G,D,K,L, în forma optimizata SECAM III B. A fost pus la punct în Franța și dat în folosința in 1966.

Ideea de bază a sistemului SECAM constă în transmiterea secvențială pe linii alternative a semnalelor de crominanță DR si DB ,modulate cu frecvențele fR și, respectiv, fB, în timp ce semnalul de luminanță Y se transmite permanent .Pe durata fiecărei linii se transmite doar un singur semnal de crominanță .Semnalele de culoare se notează cu DR și DB și sunt :

DR = -1,9 (R-Y)

DB = 1,5 (B-Y)

Deoarece semnalele DR si DB modulate în frecvență nu sunt simultan prezente în canal, rezultă că interferența între ele este eliminată.

In receptor este necesară o linie de întârziere pentru a obține simultan ambele semnale diferența de culoare.

d. Sistemul MAC (Multiplexed Analogue Components)

Sistemul a fost studiat în Anglia, unde fusese adoptat încă din anul 1982, sub forma D-MAC. Membrii familiei MAC sunt:

-C -MAC pentru difuzare prin satelit;

-D -MAC pentru difuzare prin cablu folosind canale de cel puțin 10,5MHz;

-D2-MAC pentru distribuție prin cablu în canalele 7-8MHz si prin satelit;

În sistemul MAC prelucrarea semnalelor este digitală, iar transmisia se realizează prin multiplexarea în timp a componentelor analogice de luminanță si crominanță. Această metodă constă în comprimarea în timp a semnalelor de luminanță si crominanță astfel încât să poată fi transmise în serie pe durata unei linii TV.

Sistemele MAC oferă o serie de avantaje față de sistemele clasice:

– asigură o folosire mai eficientă a canalelor de bandă largă puse la dispoziție de sateliții de difuzare directă;

– se evită diafoniile luminanță-luminanță si crominanță-crominanță, prin folosirea metodei de transmisie cu multiplexarea în timp;

– se creează posibilitatea de emisie cu mai multe canale de sunet, de calitate foarte bună, prin transmiterea numerică a acestuia;

– se asigură posibilitatea folosirii unei forme de criptare mai simplă si mai eficientă;

– asigură trecerea progresivă spre HDTV(High Definition TeleVision).

Sistemul D2-MAC realizează multiplexarea temporală a semnalului video, separat în componentele sale de luminanță si crominanță, iar sunetul este transmis numeric împreună cu alte date numerice, necesare bunei funcționări a sistemului.

1.4 Sisteme TV în circuit închis

Televiziunea cu circuit închis s-a născut după televiziunea de masă, sub impulsul necesităților militare de observare, urmărire, precum si de formare, de pregătire a cadrelor. Ea a urmărit îndeaproape progresele tehnologice ale televiziunii si a profitat din plin de avantajele miniaturizării, de apariția tuburilor videocaptoare si aplicațiile fizicii solidelor la electronica industrială.

Sistemele de televiziune în circuit închis, utilizate în scopuri generale, se compun din una sau mai multe camere video, un echipament de deservire și unul sau mai multe receptoare TV pentru redarea imaginilor.

Legătura între elementele componente ale unui sistem de televiziune în circuit închis se realizează prin cabluri coaxiale , sau fibra optică .

Fig.4. sistem TV cu circuit închis

Complexitatea echipamentului de deservire depinde de destinația sistemului TV în circuit închis. În componenta lui pot intra echipamente de distribuire și comutare a semnalelor video, echipamente destinate asigurării funcționarii sistemelor de televiziune cu distante mari intre camere si receptoare, echipamente pentru telecomanda camerei de televiziune și echipamente pentru prelucrarea semnalului video.

În figura 4. se prezintă cele mai reprezentative structuri ale sistemului de televiziune în circuit închis, realizate cu cabluri coaxiale .Sistemul de televiziune monocanal, fără echipament de deservire (figura 4. a) este constituit prin conectarea directă a receptorului de televiziune R-TV la ieșirea camerei de televiziune C-TV. Sistemele complexe de televiziune conțin si echipament de deservire ED. Din aceasta categorie fac parte sistemele de televiziune monocanal, cu echipament de deservire (figura 4.b) și sistemele cu televiziune multicanal – de tip dispecer (figura 4.c).

Sistemele de televiziune în circuit închis se utilizează în învățământ prin transmiterea directă a unor experințe (pe care numai profesorul poate să le facă, având un grad maxim de periculozitate sau necesitând aparatură foarte sensibilă), a unor lecții (care trebuie analizate în cadrul practicii pedagogice), a unor exerciții executate de sportivi de perfomanță, a unor expuneri făcute de personalități invitate în fața camerei de televiziune. S-a spus adesea că rostul televiziunii cu circuit închis este acela al unei “lupe mari” cu care toți elevii pot privi ceea ce altfel ar putea vedea numai unul singur.

2.TANSMITEREA SEMNALULUI DE TELEVIZIUNE

2.1.TRANSMISIA ÎN VIDEOFRECVENȚĂ.

Această transmitere se face de obicei pe distanțe scurte:

– de domeniul zecilor sau sutelor de metrii între camere si carele de reportaj sau între studiouri si un control general

– de domeniul kilometrilor, din ce în ce mai rar-între un centru TV si un emițător.

În sistemul de transmitere prin cablu a semnalului de televiziune se folosesc două tipuri de cablu : cablu coaxial si cablul fibră optică.

Transmiterea se face pe cabluri coaxiale care sunt caracterizate prin :

-impedanță caracteristică Zc;

– variația impedanței caracteristice cu frecvența Zc = f();

– valoarea si variația timpului de întârziere de grup g ;

– atenuarea pe unitate de lungime;

– variația atenuării cu frecvența = f()

Cablul coaxial trbuie să fie adaptat la ambele capete, pentru aceasta rezistoarele de adaptoare trebuie să aibă valori egale cu impedanța sa caracteristică (75).

Semnalul video recepționat la ieșirea din cablu este conectat in amplitudine si fază în funcție de lungimea cablului folosit, după care poate fi distribuit către diverși beneficiari locali.

Transmiterea în videofrecvență se face doar pe distanțe relativ mici (sub 1…5km) , întrucât cablul coaxial este slab protejat la perturbații exterioare de joasă frecvență si are caracteristici de frecvență, amplitudine si fază greu de corectat, în special în domeniul frecvențelor sub 0,1…0,2MHz .

Pentru distanțe mai mari decât 1…5 km se folosește metoda transpunerii spectrului de frecvență a semnalului video în regiunea frecvențelor mai mari de 0,3…0,5MHz.

Transmisia în videofrecvență, prin cablu, se utilizează în televiziunea cu circuit închis.

Alt suport fizic utilizat în transmisia semnalului de televiziune în videofrecvență este fibra optică, un fir de sticlă foarte subțire (zeci de micrometrii), de compoziție specială, în interiorul căruia se propagă o undă luminoasă modulată.

O fibră de sticlă constă dintr-un miez înconjurat de un înveliș cu indice de refracție mai mare decât al miezului. Se poate spune despre conducția luminii prin miez că este rezultatul reflecției totale interne la suprafața de separație dintre miez si înveliș.

Banda de frecventa a fibrelor diferă în funcție de felul lor : pentru fibrele multimod este de 600MHz, iar pentru fibrele unimod este de 2500MHz.

Într-un sistem de transmisie prin fibre optice, semnalul TV este transformat într-un semnal luminos care se transmite prin fibră optică, iar la capătul fibrei optice semnalul luminos este transformat în semnal TV (la un capăt avem sursa de radiație optică, iar la celălalt capăt-fotodetectorul).

Fibrele optice au o serie de avantaje :

– sunt rezistente la temperaturi mari (1000º);

– sunt imune la perturbațiile de temperatură electromagnetice;

– nu apar diafonii (inducția semnalelor de pe o fibră optică pe altă fibră optică, ale aceluiași cablu);

– raport semnal/zgomot ridicat;

– lărgime de bandă considerabilă.

2.2.TRANSMITEREA ÎN RADIOFRECVENȚĂ.

Semnalul de televiziune se transmite prin radiații în spațiu folosind modulația în gama undelor ultrascurte:

metrice 10…1m adică 30…300MHz;

decimetrice 100…10cm adică 300…3000MHz;

centimetrice 10…1cm adică 3…30 GHz;

milimetrice 10…1mm adică 30…300GHz;

submilimetrice 1…0,1mm adică 300…3000GHz;

a)Polarizarea semnalului radiat.

Într-o undă electromagnetică radiată de o antenă, câmpul electric Ē si câmpul magnetic H oscilează în fază si în plane perpendiculare între ele, ambele perpendiculare pe direcția vitezei de propagare a undei. În funcție de orientarea antenei de emisie, vectorul E poate fi în plan orizontal sau vertical, determinând polarizarea undei emise: orizontală, respectiv verticală.

În condiții reale, undele cu polarizare orizontală sunt mai avntajoase decât cele cu polarizare verticală:

pătrund mai ușor prin obstacole si peste linia de orizont, producând la recepție un câmp mai puternic;

în condiții urbane, cu obstacole verticale înalte, semnalele reflectate sunt mai slabe ;

perturbațiile generate de sistemele de aprindere ale motoarelor au componența de polarizare orizontală mai mică decât cea verticală.

b) Repartizarea canalelor TV. Repartizarea în frecvență a canalelor de transmisie a semnalelor de televiziune depinde de standardul de televiziune adoptat în fiecare țară. Se folosesc standardele:D,K,B,G,M,N,K2,H,I,L.

În figura următoare este prezentată structura spectrului de frecvență al undelor radiate de antena de televiziune pentru standardul D, K valabil în țara noastră. Se emit două purtătoare: una de imagine, fI si una de sunet, fS . Ecartul dintre cele două purtătoare este de 6,5MHz, iar lărgimea unui canal TV este fc = 8MHz. Semnalul de sunet se transmite cu modulație de frecvență, ocupând o bandă (cu rezervă) de 0,25MHz în jurul purtătoarei de sunet, fs. Semnalul de imagine, de bandă 6MHz, este modulat în amplitudine si se transmite cu rest de bandă laterală de 0,75MHz. Întrucât pentru frecvențele semnalului video, cuprins între 0,75 si 6MHz,transmisia se face cu bandă laterală mică, apar distorsiuni ale imaginii, care trebuie corectate.

Fig. 5. Structura spectrelor semnalelor video și audio în canalul TV.

Canalele sunt reunite în cinci benzi, iar acestea sunt situate în două domenii de frecvență: domeniul de foarte înaltă frecvență (FIF) si domeniul de ultraînaltă frecvență (UIF):

FIF: Banda I :48,5…66MHz (canalele 1,2);

Banda II : 76…100MHz (canalele 3…5);

Banda III : 174…230MHz (canalele 6…12);

UIF: Banda IV : 470…606MHz (canalele 21…37);

Banda V : 606…790MHz (canalele 38…69);

Canalele 1 si 2 ocupă spațiul de frecvență între 48,5…56,5MHz si respectiv 58…66MHz.

c) Modulația purtătoarelor de imagine si de sunet.

În transmisia directă de la emițător la receptor se folosesc :

-modulația în amplitudine pentru imagine;

-modulația în frecvență pentru sunet;

Un semnal sinusoidal (denumit și purtătoare) de forma:

u(t) = A sin(ωt+φ), poate fi modulat cu un semnal modulator F(t), modificându-i unul dintre cei trei parametrii: A, ω, φ, astfel:

Modulația în amplitudine: A=Ao+kF(t),

adică amplitudinea A a unei purtătoare variază proporțional cu valoarea instantanee a semnalului modulator.

În urma modulației de amplitudine iau naștere două benzi laterale: banda laterală inferioară f0-fm, și banda laterală superioară f0+fm, în care f0 este frecvența purtătoarei, iar fm este frecvența maximă a semnalului modulator. Modulația în amplitudine poate fi: cu bandă laterală inferioară suprimată, cu rest de bandă laterală, sincronă în cuadratură și altele.

Modulația în frecvență: ω=ωo+kF(t),

adică frecvența f0 a unei purtătoare variază proporțional cu valoarea instantanee a semnalului F(t). Spectrul semnalului modulat în frecvență depinde de frecvența maximă a semnalului modulator și de indicele de modulație, β=Δω/fm.

Modulația în fază: φ=φo+kF(t)

adică faza φ a unei purtătoare variază proporțional cu valoarea instantanee a semnalului modulator F(t).

În emițătoarele de televiziune, semnalul video complex se transmite cu modulație de amplitudine iar semnalul de sunet se transmite cu modulație de frecvență. Înainte de modulație se restabilește, cu ajutorul schemelor de axare, componența continuă a semnalului video complex.

Modulația în amplitudine poate fi negativă sau pozitivă. De obicei, se folosește modulația negativă, în care trecerea de la alb la negru în semnalul de imagine implică o creștere a puterii radiate. Nivelul de alb nu trebuie să scadă sub valoarea de 10…15%, în caz contrar în receptor apare un efect supărător, sub formă de brum, datorită pătrunderii imaginii pe sunet. Modulația de frecvență a sunetului asigură la recepție un nivel semnal/ zgomot superior modulației de amplitudine și permite reducerea puterii radiate de circa 110 ori față de puterea de imagine. Pentru îmbunătățirea raportului semnal/ zgomot la frecvențe audio ridicate se folosesc accentuarea la emisie și dezaccentuarea la recepție.

2.3.TRANSMISIA PRIN RADIORELEE.

Transmisia prin radiorelee se folosește la transportul semnalului de televiziune de la o stație de televiziune mobilă la centrul de televiziune, pe distanță de câteva zeci de kilometri, sau de la centrul de televiziune la emițătoarele TV răspândite pe un teritoriu de sute și mii de kilometri.

Prin amplasarea radioreleelor la distanța vizibilității directe se obține un lanț de radiorelee. În componența sistemelor de radiorelee intră trei tipuri de stații:

Stații terminale, unde are loc introducerea sau extragerea

semnalului de televiziune;

Stații nodale, unde semnalul de la stația anterioară se

recepționează, se amplifică și se transmite stației următoare și se distribuie la alte linii de radiorelee, sau pe un alt lanț de radiorelee, sau în zonă;

Stații intermediare, unde semnalul se recepționează, se

amplifică și se transmite stației următoare.

Fig. 6. Componența sistemelor de radiorelee.

Dintre metodele de prelucrare folosite în sistemele de radiorelee amintim: prelucrarea cu deplasare de frecvență și prelucrarea în frecvență intermediară. În prelucrarea cu deplasare de frecvență semnalul recepționat se amplifică pe frecvența UIF, f1, după care este din nou amplificat și deplasat pe frecvența UIF, f2, deplasată față de f1 doar cu câteva zeci de MHz (fh).În prelucrarea în frecvență intermediară deplasarea frecvenței de emisie față de recepție se face pe un semnal de frecvență intermediară. Pe acest principiu se construiesc translatoarele TV care recepționează semnalul de la un emițător și îl retransmit, pe o altă frecvență, în zonele în care nu se poate recepționa direct emițătorul (cazul depresiunilor din regiunile intramontane și de deal).

Fig. 7. Retranslator cu deplasare de frecvență.

În funcție de relief și de condițiile de propagare a undelor, înălțimea de amplasare a antenelor este de circa 20…100m, iar distanța dintre două stații de radioreleu ajunge până la 80 km. Se lucrează, de obicei, în gama undelor decimetrice și centimetrice, în general la frecvențe ce depășesc 1,7GHz. Aceasta permite folosirea modulației la transmiterea semnalului video complex și a antenelor unidirecționale cu câștig în putere foarte mare, circa 1000…10000, realizând emițătoare de putere scăzută (câțiva wați), în condiții de securitate a emisiei și de imunitate la perturbații.

2.4. TRANSMITEREA PRIN SATELIT.

Comunicațiile prin satelit au apărut aproximativ în aceeași perioadă ca și internetul (anii 1960) și original erau folosite pentru aplicații militare. În prezent acestea pot oferi o tehnologie sigură și de performanță pentru extinderea accesului la internet sau realizarea rețelelor. O serie de factori contribuie la creșterea interesului pentru conexiunile IP prin satelit: sateliții pot acoperi teritorii unde liniile terestre nu există sau nu pot fi instalate, pot conecta locuri aflate la mare distanță, pot fi o cale de evitare a conexiunilor terestre congestionate, iar sateliții actuali pot oferi o lărgime de bandă de până la 155Mb/s. Poziția sateliților în calea dintre transmițător și receptor deschide calea pentru o serie de aplicații cum ar fi difuzarea IP sau a fluxurilor multimedia, iar din faptul că necesită instalarea cablurilor rezultă un timp de instalare foarte scurt.

Transmisia prin satelit este asemănătoare, în unele privințe transmisiei prin radioreleu, în care pe linia de radioreleu există o stație de retransmisie (recepție-emisie), plasată pe satelit.

În figura 8. este prezentată schema generală a unui sistem de comunicații TV prin satelit. Semnalele de televiziune (sunet, video, teletext etc.) specifice transmisiei prin intermediul sateliților artificiali ai Pământului, parcurg peste 70000km, pe traseul: studioul tv, stația de emisie-recepție terestră, traseul ascendent, satelit, traseul descendent, receptorul de semnale tv transmise prin satelit și televizorul.

Înainte de a fi emis în spațiu, de către stația de emisie terestră, semnalul tv provenit din studioul tv modulează în frecvență o “purtătoare” de frecvență foarte înaltă, de ordinal gigaherților. Această purtătoare “transportă” semnalul tv pe traseul ascendent. Satelitul recepționează semnalele transmise de la sol, pe traseul ascendent, apoi le retransmite către sol, sub formă de fascicul, astfel încât undele electromagnetice să fie concentrate pe o anumită suprafață a Pământului.

Semnalul tv, generat în studioul tv, se regăsește la capătul dinspre sol al traseului descendent, sub formă de putere de înaltă frecvență, distribuită pe suprafața terestră “iluminată” de fasciculul emis de satelit sub formă de densitate de putere.

Valoarea densității de putere la nivelul solului este:

dependentă de puterea emisă de satelit și câștigul antenei de emisie a acestuia, practic de puterea echivalentă radiată izotropic;

dependentă de atenuarea semnalului pe traseul descendent;

garantată, ca valoare minimă, pe toată durata de funcționare a satelitului, în medie, în 99% din timp, în condiții normale de climă;

parametru de intrare de bază pentru sistemul de recepție de la sol, element de care depinde direct proporțional calitatea imaginii TV pe receptorul TV;

independența de performanțele sistemului de recepție.

Fig. 8. Transmisia prin satelit.

Programele TV transmise prin satelit sunt recepționate de o serie de sateliți de sol și distribuite prin emițătoare și translatoare pentru acoperirea unui anume teritoriu sau sunt recepționate direct de către telespectatori folosind antene individuale. Stațiile de sol folosesc emițătoare cu putere de cca. 5…10kW, antene parabolice cu diametrul de cca. 20…25m și sunt dotate cu dispozitive speciale de urmărire a evoluției sateliților.

Un satelit poate fi plasat pe o orbită circular-ecuatorială sau pe o orbită eliptică-ecuatorială. Un satelit care evoluează în jurul Pământului pe o orbită circular-ecuatorială poate fi astfel plasat încât să aibă aceeași direcție de rotație și aceeași perioadă de revoluție cu ale Pământului. În acest caz, satelitul se va roti sincron cu Pământul. Un astfel de satelit se numește geostaționar. Pentru un observator de pe Pământ, satelitul va apărea permanent fixat în același punct. Durata de revoluție a satelitului se determină prin relația: T = 2π

în care: R = 6400km raza Pământului;

H-înălțimea la care este plasat satelitul;

M = 6,98×10 kg masa Pământului;

K = 6,68x 10 Nm /kg constanta gravitațională;

Considerând T = 24ore = 24×3600 = 86400s obținem H = 3600km.

Plasând pe orbită la 120 , trei sateliți geostaționari, se poate acoperii toată suprafața Pământului, cu excepția regiunilor polare. Durata de revoluție a unui satelit care evoluează pe orbita eliptică se determină din relația :

T = 0,087

în care : a este semiaxa mare a orbitei, exprimată în mii de km, iar T se exprimă în ore. Când satelitul se ridică deasupra orizontului relativ, astfel ca absorbția undelor radio în troposferă să fie minimă, se consideră o recepție satisfăcătoare. Unghiul format este denumit elevația satelitului și în mod uzual este cuprins între 7 și 10.

Alegerea gamei de frecvență folosită în comunicația prin satelit determină complexitatea și costul întregului sistem de comunicație. Este de dorit ca translatorul de pe satelit să aibă un receptor simplu și un emițător de putere redusă (până în 50W). Analiza diverșilor factori a condus la alegerea gamei 1…15GHz, distribuită pe regiuni ale globului, prin înțelegeri internaționale, pentru comunicațiile „Pământ-Satelit” și „Satelit-Pământ”. La recepția nemijlocită de pe satelit se folosește banda SIF (Super Înaltă Frecvență), adică 10,7…12,75GHz.

Conferința mondială de administrare radio WARC (The World Administration Radio Conference) a adoptat, în 1977, un plan de alocare a canalelor de frecvență în banda 12GHz și a poziției orbitale a sateliților pentru 143 de țări (34 în Europa, 52 în africa, 57 în Asia). Banda de 11,7…12.5GHz a fost divizată în 40 de canale cu o bandă pe canal de 19,18MHz. Pentru sistemele de transmisie prin satelit au fost alocate încă două benzi : 40,5…42,5GHz și 84…86GHz.

La transmisia semnalului de televiziune se recomandă folosirea modulației de frecvență. La recepția direct de pe satelit, semnalul captat de antena parabolică suferă o serie de procesări, cu scopul de a obține un semnal comparabil cu intrarea de antenă a oricărui receptor TV. Aceste procesări se referă la:

preamplificarea semnalului captat de antenă, în banda SIF (10,7…12,75GHz);

conversia în frecvență din banda SIF într-o frecvență intermediară (cca. 1GHz);

conversia în frecvență din frecvența intermediară în banda FIF sau UIF;

conversia din modulația de frecvență în modulația de amplitudine, după care semnalul poate fi introdus la intrarea televizorului.

La aceste procesări trebuie adăugate și cele de prelucrare a semnalului de sunet, cum ar fi demodularea MIC și remodularea MF.

Având în vedere că la transmisia prin satelit se folosește atât polarizarea orizontală cât și cea verticală, receptorul de antenă trebuie să asigure alegerea polarizării în funcție de programul transmis, ceea ce se realizează prin comutare electronică.

3. Camere video cu caracteristici speciale

3.1. Intensificatoare de imagine

Una din posibilitățile de observare pe timp de noapte este și aceea a amplificării luminii reziduale rezultată în urma împrăștierii și reflexiei luminii de către obiecte aflate în câmpul de vedere al sursei de lumină.

Metoda de intensificare (amplificare) a luminii nocturne constă în aducerea contrastelor și iluminării obiectivului observat la un nivel acceptabil pentru ochi, adică posibilitatea de a distinge detaliile si variațiile slabe de contrast .

Pentru a realiza aceasta, se utilizează capacitatea unor materiale de a detecta fotonii proveniți de la obiectivul supus observației și a-i transforma în electroni. Acești electroni sunt supuși unui proces de accelerare și localizare cu ajutorul unui câmp electric, după care, cu ajutorul lor, este bombardat un ecran luminiscent (de obicei pe baza de fosfor) și acest fel se produce transformarea din electroni în fotoni care refac imaginea inițiala , însă cu o iluminare suficienta pentru a putea fi percepută de ochiul omenesc prin intermediul unui ocular sau a unei lentile .

Parametrul care caracterizează performanțele intensificatorilor de imagine este raportul semnal pe zgomot, S/N, care cu o bună aproximație se poate reduce la următoarea formă: S/N = (S/Fe)0,5 ; unde Fe este factorul efectiv de zgomot.

Exista doua categorii principale de intensificatori :

a. convertori activi de imagine .Aceștia se numesc activi, deoarece presupun iluminarea prealabilă a scenei, de exemplu prin radiație infraroșie. Dispozitivul convertește apoi radiația infraroșie reflectată într-o imagine intensificată, ce poate fi vizualizată în mod direct .

b. intensificatori pasivi de imagine . Aceștia intensifică radiația vizibilă și pe cea din infraroșul apropiat. Ei sunt “pasivi “ în sensul că lucrează la nivele de lumina proprii scenei fără o iluminare suplimentară. Acești intensificatori permit o vedere clară, în condiții de întuneric aproape total.

Au fost concepute mai multe dispozitive, focalizate fie electrostatic, fie electromagnetic si aparținând uneia din aceste două categorii. Dispozitivele cu focalizare electrostatică, de altfel și cele mai folosite, sunt grupate în general în mai multe generații:

prima generație ;

a doua generație ;

„super generație” și generația a treia;

A. Intensificatori din prima generație.

Intensificatorii din prima generație sunt cu un singur etaj sau mai multe, focalizați electrostatic (figura 9).

Fig.9.Intensificator cu un singur etaj

Lumina de la obiect este focalizată pe intrarea tubului prin intermediul sistemului optic și transmisa prin fereastra de fibre optice spre fotocatodul multicalin, semitransparent. O imagine electronică corespunzătoare va fi emisă de către fotocatod și accelerată de o tensiune de 16 kV spre ecranul aluminizat. Se va genera astfel o imagine fotonică inversată care va fi transmisă prin fereastra de ieșire și vizualizata pe ecranul intensificatorului. Nivelul de intensificare a imaginii depinde în principal de sensibilitatea fotocatodului, tensiunea de accelerare și amplificarea tubului. Câștigul unui intensificator de acest tip se va situa intre 100 si 2000 în funcție de parametrii menționați mai sus. O amplificare de 2000 este suficientă să dea o imagine extrem de strălucitoare pentru o scena iluminata de lună. Studiile teoretice au arătat ca pentru un cer înnorat, la lumina stelelor, un câștig de luminanța cuprins între 5000 și 10000 este suficient pentru a obține o imagine utilizabilă cu dispozitive intensificatoare din prima generație .

Pentru a se obține un câștig de cel puțin 50000 se va folosi cuplarea în cascadă a mai multor intensificatori de imagine cu un singur etaj ca in figura 10.

Fig.10.Intensificator de imagine în cascadă

Acest cuplaj a fost posibil prin introducerea ferestrelor cu fibre optice de înaltă rezoluție .

Trei etaje de intensificatori în cascada vor necesita împreuna o sursa de înalta tensiune de cca. 45kV.

Aceasta se obține de la un oscilator încapsulat cu intensificatorul și alimentat de la o tensiune continua redusa (baterii).

B. Intensificatori de imagine din generația a doua

Sunt acei intensificatori în care la multiplicarea electronilor s-a recurs la folosirea plăcilor microcanal. Aceste plăci au dus la miniaturizarea și la creșterea performantelor dispozitivelor intensificatoare de imagine.

O placă microcanal este o matrice de multiplicatori electronici sub formă de canale minuscule, care pot fi folosite pentru amplificarea unui fascicul electronic conținând o informație spațială.

Fiecare canal (figura 11 ) cilindric din această matrice reunește funcția de structură de dinozi a unui multiplicatron tradițional cu ceea a unui lanț rezistiv care distribuie fiecărui dinod tensiunea de alimentare .

Fig.11.Placă microcanal

Fiecare canal este de cca. 40 de ori mai lung decât diametrul său. Suprafața interioara a canalului este realizată ușor conductoare intr-un proces de seducție, și va emite electroni secundari atunci când este bombardata cu electroni primari ce au fost accelerați de un câmp electric. Rezistența dintre electronii depuși pe fiecare a plăcii microcanal, este de aproximativ 0,3 gigaohmi. Electronii care intră în canal lovesc pereții acestuia și produc electroni secundari ce sunt accelerați de–alungul canalului cu ajutorul unui câmp electric axial aplicat intre electrozi. Electronii respectivi vor lovi din nou pereții canalului făcând sa apară mai mulți electroni secundari. Procesul se repetă de multe ori, astfel că un număr mare de electroni vor apărea la ieșirea canalului și de acolo ei sunt accelerați de-alungul unei ferestre înguste spre ecran .

Câștigul de electroni al canalului depinde de tensiunea aplicata, de raportul lungime-diametru și de caracteristicile de emisie secundară ale pereților canalului.

C. Intensificatori de imagine „super generație” și generația a treia.

Producătorii intensificatorilor „super generație” au majorat performanțele acestora prin folosirea unui fotocatod de sensibilitate crescută, dar au menținut factorul efectiv de zgomot Fe în limitele inițiale. Nu același lucru se întâmplă cu intensificatorii din generația a treia, unde creșterea raportului S/N s-a făcut mizându-se pe creșterea sensibilității, fără să se ia în calcul influența acesteia asupra factorului efectiv de zgomot Fe.

Pentru intensificatoarele de imagine din generația a treia factorul Fe este mai mare decât cel corespunzător celorlalte generații. Explicația este dată de faptul că în cazul acestor intensificatori s-a obținut creșterea eficienței cuantice de detecție, prin „uniformizarea” direcției de incidență a fotoelectronilor pe structura de micro canale. Eficiența cuantică obținută printr-un astfel de mecanism se ridică la aproximativ 40%.

Creșterea eficienței cuantice a intensificatorilor se mai poate face folosind o sursă de radiație centrată pe maximul de detecție al fotocatodei, cu un nivel de iluminare la pragul de detecție. Rolul acestei surse este de a menține electronii din fotocatod într-o stare preexcitată, micșorând energia de eliberare a fotoelectronilor, obținându-se în acest fel o îmbunătățire a detecției la nivele mici de iluminare.

Fig.12.Structura unui intensificator de imagine

3.2 Camerele cu raze X

Camerele cu raze X sunt dispozitive videocaptoare prevăzute cu sisteme optice ce pot “vedea“ prin diferite materiale (îmbrăcăminte, materiale reflectorizante, geamuri fumurii) ceea ce nu se poate vedea cu ochiul liber .

Aceste sisteme se bazează pe faptul că o foarte mare parte din radiația din spectrul vizibil și cel infraroșu este reflectată de suprafața materialelor și este foarte puternica pentru ochiul liber, pe când razele X pătrund prin aceste materiale și apoi sunt reflectate .

Camerele cu razele X conțin dispozitive de filtrare (fig.13) a radiației din spectrul vizibil lăsând sa teaca numai razele X.

Fig.13.Captarea radiației

3.3. Camere cu termoviziune

Se deosebesc de camerele cu niveluri mari de iluminare prin faptul că acestea nu lucrează în spectrul vizibil ci în cel infraroșu, oferind imagini “termice “, imagini cu care ochiul nu este obișnuit și care relevă elementele noi ale mediului înconjurător. Aceste dispozitive de captare a imaginilor în infraroșu pot da o reprezentare vizuală a energiei termice emise de toate obiectele ce au o temperatura mai mare de 0 K. Cu alte cuvinte “vad” căldura obiectelor .Trebuie menționat că aceste dispozitive nu vad oamenii, animalele sau alte obiecte ce emit căldura prin pereții clădirilor ci captează căldura “captata “din clădire. Amprenta termala poate rămâne câtva timp in locul obiectelor după dispariția acestora (Fig.14.).

Fig.14. Amprenta termica lăsată de părinți și copil după plecare

Camerele cu termoviziune au câștigat o mare aplicabilitate în domeniul militar datorita faptului ca este foarte dificila camuflarea. Căldura corpului omenesc sau al altor obiecte pătrunde prin camuflaj făcându-le vizibile in domeniul infraroșu . Energia termica este transmisă în lungimi de undă de la un micron (sfârșitul spectrului vizibil ) pana la 100 microni .

Fig.15.Spectrul luminii

Dispozitivele captoare de imagini în infraroșu convertesc radiația infraroșie în semnale electrice care apoi sunt prelucrate si afișate pe un display sub forma de radiații vizibile.

Exista și o dificultate în obținerea imaginilor in infraroșu datorita faptului ca la lungimi de unda mari energia fotonilor incidenți este insuficienta pentru a produce efectul fotoelectric extern, deci cu alte cuvinte nu există fotocatozi sensibili în infraroșu . S-a găsit însă o categorie de detectori în infraroșu denumiți detectori cuantici , care utilizează efectul fotoelectric intern . Acești detectori au un dezavantaj care necesită in timpul utilizării o răcire foarte accentuata. Astfel antimoniura de indiu (InSb), sensibilă până la 5 microni necesită o răcire la temperatura azotului lichid, 77K. La aceiași temperatura telura de cadniu și mercur ca și telura de plumb și staniu au sensibilitate până la 10 microni .

Trebuie remarcat că exista părerea că diversele niveluri de gri sau roșu a unei imagini de termoviziune reprezintă temperaturi diferite ale obiectului. Acest lucru este din principiu eronat, iar practic este valabil numai uneori. In orice sistem de termoviziune, indiferent de principiul de funcționare, imaginea reprezintă distribuția energiei radiate de elementele scenei sau obiectului. În funcție de emisivitatea corpului observat si de curba de sensibilitate spectrală a detectorului, aceasta distribuție de energie poate sa fie interpretată ca o distribuție de temperatură .

În detecția IR o importanță deosebita o reprezintă cele 6 regiuni în care absorbția atmosferica a radiației IR este minimă. Aceste regiuni sunt denumite “ferestre atmosferice “ sau lungimi de unda .

fereastra 1 (de la1μm- 1,07 μm )

fereastra 2 (de la1,08μm- 1,23 μm )

fereastra 3 (de la1,58μm- 1,70 μm )

fereastra 4 (de la2,18μm- 2,3 μm)

fereastra 5 (de la3,5μm- 4μm )

fereastra 6 (de la9μm- 11 μm )

Regiunile de interes pentru termoviziune, care cuprind lungimi de undă situate intre 3 μm si 5 μm, respectiv 0 μm și 14 μm în care absorbția este minimă și este permisă detecția și observarea, fac posibila măsurarea, în domeniul spectral, a diferențelor de temperatura și mediul ambiant sau dintre diferite puncte ale aceluiași obiect .

Sistemul de termoviziune clasic este alcătuit dintr-o camera realizată cu un detector la temperatura joasa si baleiaj optico-mecanic. Unitatea de vizualizare este realizată cu un tub catodic. Un sistem optic special baleiază câmpul imaginii focalizând radiațiile infraroșii pe un detector de antimoniura de indiu, răcit cu acest lichid. Prin intermediul detectorului se obține semnalul electric video, care după ce este preamplificat, este transmis la unitate de vizualizare. Imaginea este formată cu ajutorul unei oglinzi sferice și a mai multor oglinzi plane. Oglinda plan oscilează în jurul unui ax orizontal, cu o frcvență de 16Hz realizând baleiajul vertical cu frecventa menținută .

Baleiajul orizontal se realizează cu ajutorul unei prisme ortogonale din siliciu, care se rotește cu turație de 200 turații/secundă. Rotorul înregistrează după trecerea prin diagrama și prin lentile de germaniu, toate punctele unei linii orizontale. La o rotație a prismei se baleiază 8 linii. Rezulta deci că această cameră oferă 16 imagini (cadre ) pe secunda fiecare conținând 100 linii.

În unitatea de vizualizare are loc prelucrarea semnalului preamplificat.

Reglajele camerei sunt accesibile direct la unitatea de vizualizare. Imaginea poate fi obținuta in trei variante . În prima variantă se obține imaginea normala, cu treceri continue între nivelele de gri corespunzătoare variațiilor de temperatură. În a doua variantă se poate obține o imagine cu izoterme suprapuse peste imaginea normala. Zonele de izoterme sunt marcate cu nivel de alb strălucitor, ușurându-se astfel urmărirea distribuției temperaturii pe imaginea captată. Temperatura pentru care se trasează izoterma poate fi modificata continuu gama de temperaturi reproduse de imagine. Se poate de asemenea elimina imaginea păstrând pe ecran numai izotermele .

Unul dintre dezavantajele acestei camere îl constituie autonomia limitată datorita răcirii detectorului cu ajutorul unui lichid criogenic. Capacitatea rezervorului este de 100 cm3 azot lichid , ceea ce asigură o durata de funcționare de 4 ore.

Caracteristici superioare față de camerele de termoviziune clasice prezintă camerele realizate cu o matrice formata din electroni punctuali așezați în linie. Utilizând tot un baleiaj optico-mecanic, datorită faptului că, se explorează simultan atâtea linii din imagine câte elemente are detectorul , aceste camere realizează rezoluții de temperatura în jur de 0,2C, obținându-se imagini cu peste 200 linii de rezoluție si 25 cadre /s.

4.Sisteme de televiziune speciale în aplicații militare

Marile progrese realizate în ultimul timp în domeniul televiziunii au făcut din aceasta un complex tehnic cu funcționare sigură și pe de-a-ntregul satisfăcătoare, fapt care a condus la utilizarea televiziunii și în scopuri militare, așa după cum toate realizările tehnicii își găsesc reflectarea lor și în domeniul militar .

În majoritatea cazurilor, aparatura de televiziune destinată utilizării în scopuri militare ester supusă la o serie de restricții și cerințe speciale față de aparatura obișnuita de televiziune, datorita cărora condițiile de lucru sunt mai dificile. Funcționarea instalațiilor militare de televiziune trebuie sa fie sigură. Consumul de energie electric trebuie sa fie cat mai mic posibil, pentru a putea folosi surse de energie electrică de dimensiuni mici și cu durată mare de funcționare. De asemenea, dimensiunile și greutatea instalațiilor militare de televiziune – atât de emisie cât si de recepție – trebuie sa fie cât mai mici. Uneori instalațiile trebuie sa fie ușor transportabile.

Cu toate aceste condiții grele, instalațiile militare de televiziune trebuie să aibă caracteristici și performante foarte bune, pentru a putea fi utilizate cu real folos pentru înfrângerea inamicului si pentru cucerirea victoriei.

Lupta modernă se caracterizează printr-un mare dinamism, prin schimbări rapide ale situației si printr-o mare adâncime a terenului cuprins în operațiile militare .

În aceste condiții, sarcina conducerii trupelor nu este ușoara. Pentru a putea lua hotărâri juste trebuie ca în primul rând comandanții să cunoască situația forțelor pe o cât mai mare adâncime de teren (zeci și chiar sute de kilometri). În acest fel, comandanții pot dispune de timpul necesar pentru a realiza o manevră convenabilă de forțe . În plus, trebuie să se controleze operativ desfășurarea manevrei respective spre a se interveni urgent pentru cercetarea eventualelor erori.

În al doilea rând, comandanții trebuie se fie în permanenta informați asupra situației reale din fiecare moment, pentru a putea face fata oricărei schimbări bruște de situație .Este știut că în primul rând mijloacele de transmisiuni reprezintă calea practica prin care comandanții sunt informați asupra situației. Este posibil ca în condițiile de luptă ale războiului modern, informarea comandanților să nu se mai poată face cu suficienta rapiditate si operativitate dacă se folosesc mijloacele obișnuite de transmisiuni .

Timpul relativ mare care este necesar pentru transmiterea rapoartelor prin aceste mijloace poate conduce la informarea cu întârzierea comandanților față de evoluția rapidă a operațiilor și astfel informațiile nu mai reflectă totdeauna situația reală a câmpului de lupta.

Ca mijloc modern de transmisiuni, televiziunea poate asigura informații care să satisfacă simultan cele două condiții importante arătate mai sus: să transmită informații în mod permanent și să se refere la o cât mai mare adâncime de teren.

Televiziunea prezintă câteva caracteristici specifice care constituie avantaje nete față de alte mijloace de transmisiuni. Astfel, comandantul poate urmări personal, în permanență, desfășurarea luptei cu ajutorul televiziunii. Se mărește în felul acesta foarte mult operativitatea conducerii luptei întrucât se apropie (virtual) câmpul de luptă de comandanți , deși aceștia se găsesc la o distanta oarecare , la punctele de observare sau de comandă .

De obicei se instalează pe câmpul de luptă în puncte diferite mai multe dispozitive de televiziune. Comandantul are posibilitatea sa “vadă” prin oricare din instalațiile respective, deci are posibilitatea sa observe in același timp puncte diferite ale terenului fără să se deplaseze . Se mai poate constata că in definitiv televiziunea pune pe comandant în legătura cu toate detaliile ducerii luptei pe un front larg și poate largi apreciabil posibilitățile optice de vedere ale comandanților , în comparație cu posibilitățile obișnuite de observare directă .

Televiziunea mai are avantajul ca furnizează date , imagini, informații destul de fidele, lipsite de interpretările personale, si chiar de erorile care sunt strecurate uneori de către organele de cercetare .

In sfârșit, televiziunea este superioară altor mijloace de transmisiuni prin aceea că ea poate prezenta simultan aceeași informație la mai mulți comandanți, la mai multe state majore . Este evident că pe o parte se simplifică mult posibilitatea comunicării reciproce intre aceștia, iar pe alta parte se ușurează cooperarea între unități .

Cu ajutorul televiziunii se mărește operativitatea conducerii luptei și prin aceea că se poate realiza legătura între comandanți și state majore, astfel încât corespondenții se pot vedea reciproc si pot să-și transmită reciproc, prin televiziune, imagini ale documentelor , harților etc.

Televiziunea permite și să se realizeze fotografierea diferitelor episoade ale luptei , obținându-se astfel documente ce pot fi utilizate ulterior.

Experiențele reușite efectuate în ultimii ani, în legătura cu realizarea televiziunii in scopuri militare, au făcut ca specialiștii militari să acorde o atenție tot mai mare acestor probleme.

Domeniul de aplicații posibile ale televiziunii in armata ester foarte larg .

Spre exemplu, televiziunea asigură :

Cercetarea prin televiziune întrebuințată pe uscat, aer si apa;

Spionaj militar ;

Controlul tragerii armamentului de artilerie si tancuri;

Mijloace de dezinformarea rachetelor, bombelor sau proiectilelor de artilerie;

Descoperirea si curățarea câmpurilor de mine ;

Identificarea țintelor la distante mari ;

Conducerea acțiunilor pe câmpul de luptă , atât pe timp de zi cât și pe timp de noapte , cât și în condiții meteo nefavorabile;

Cartografierea în condiții meteo nefavorabile ;

Misiuni de salvare terestre, aeriene .maritime;

Decolarea și aterizarea în condiții meteo foarte grele și navigația continua și controlul navigației portuare ;

Sisteme de urmărire a țintelor prin analiza imaginii video;

Sisteme de urmărire a traiectoriilor rachetelor;

Verificarea informațiilor și datelor cercetărilor obținute pe alte cai ;

Verificarea mascării și a mijloacelor de protecție ale trupelor proprii;

Difuzarea imediată de imagini de pe documentele capturate de la inamic ;

Obținerea unor legaturi directe între comandanți și statele majore

Urmărirea și controlul acțiunilor de desant ale inamicului cât și ale trupelor proprii etc.

4.1.Cercetarea

După cum se știe , cercetarea este unul din cele mai importante moduri prin care se asigură acțiunile de luptă .

Cercetarea prin televiziune întrebuințată pe uscat, aer sau apă și în condiții grele de vizibilitate cu ajutorul camerelor de lut vederi speciale, mărește posibilitatea de alegere a informațiilor, de conducere nemijlocita, permițând comandanților să urmărească personal desfășurarea unor acțiuni importante precum: contraatacuri, contralovituri, forțarea cursurilor de apă etc., să studieze locurile greu accesibile ale câmpului de luptă și raioanele cu niveluri mari de radiație.

Cercetarea rezolvă o serie de probleme importante putând descoperi la inamic dispunerea, grupările și regrupările de trupe, deplasarea lor, rețelele lor de comunicații etc.

Camerele de luat vederi pot fi folosite în cercetare sub forma de complet individual aflat asupra luptătorului sau pe unele mijloace cum ar fi:

*avioane de cercetare fără pilot ;

*elicoptere de cercetare fără pilot ;

*minisubmarine de cercetare ;

*roboti de cercetare ;

*sateliți militari de cercetare ;

*mijloace de cercetare terestre , aeriene si navale ;

4.1.1.Avioanele fără pilot comandante la distantă au captat o foarte mare utilizare după cel de-al doilea război mondial, fiind destinate în mare măsură cercetării radioelectronice aeriene și supravegherii continue a câmpului de luptă, la toate înălțimile de zbor ziua și noaptea sau în condiții meteo cu vizibilitate redusă.

În lupta de astăzi orice mică imagine poate fi sporită pentru succesul misiunii.

Majoritatea dețin aparatura de cercetare fotografica , camere de luat vederi în spectrul vizibil , infraroșu sau cu intensificatoare de lumina , sisteme GPS, ce ajută la construirea harților digitale , mijloace de iluminare cu laser si receptoare ultrasensibile cu microcalculatoare ce le comandă funcționarea în raport cu viteza și lungimea de zbor.

Avioanele cu pilot au avantajul că sunt greu detectabile datorita zborului la înălțimi joase și au o “amprenta “ în infraroșu greu perceptabilă îngreunând descoperirea și combaterea lor de către sistemul de apărare antiaerian a inamicului.

Au o mare utilitate datorită prețului de cost scăzut în raport cu importanța informațiilor culese din adâncimea dispozitivului inamicului, vulnerabilitate mica în aer și la sol, mobilitate mare consum redus de combustibil, aparatura de conducere și dirijare simplă, cheltuieli reduse pentru întreținere și exploatare, lansare și recuperare ușoară . Lansarea se face prin catapultare sau cu ajutorul unor rachete de start recuperabile, de pe autovehicule special amenajate, iar recuperarea se face prin capturarea în plasă sau parașutare.

Fig.16.Cercetarea cu ajutorul avioanelor fără pilot

Pot îndeplini misiuni ca:

Bruiaj radioelectronic prin vizarea directa a obiectivelor;

Descoperirea obiectivelor terestre fixe sau in mișcare si determinarea coordonatelor lor pentru realizarea harților digitale ;

Indicarea țintelor și corectarea tragerilor de artilerie si rachete;

Iluminarea țintelor cu laser apoi distrugerea lor cu muniție inteligenta.

In conflictul recent din Iugoslavia au fost folosite de către N .A.T.O. mai multe avioane fără pilot de tip PIONEER. Intrate în înzestrare în 1986, ele au efectuat 330 de misiuni și au petrecut in văzduh 1000 ore în războiul din golf. Trei au fost lovite cu arme de foc de calibru mic iar unul a fost doborât. Ele cântăresc 124 Kg, au o durata de zbor de 5-6 ore pana la o altitudine de 4500 m cu o viteza de 175Km/ora și o rază de acțiune de 150 Km.

Datele sunt culese cu ajutorul camerelor video și transmise pentru valorificarea lor in timp real, crescând considerabil viteza lor de acțiune și contraacțiune a trupelor .

4.1.2.Roboții au câștigat o mare întrebuințare în cercetare, observare, în curtarea și realizarea câmpurilor de mine . Mai nou se pune problema utilizării lor în acțiunile de lupta pentru diminuarea riscului pierderii de vieți omenești.

O categorie aparte din punct de vedere al stadiului avansat de realizare cât și de integrare în actualul teatru de operații militare, o constituie senzorii sau robotii “văzători”.

Actualii roboti dețin de la dispozitive individuale, pentru a observa câmpul de luptă intr-un singur spectru, la dispozitive ce acoperă tot spectrul video (inclusiv domeniile infraroșu și ultraviolet), având în structura elemente de memorie si sinteza a informațiilor.

Mobili sau staționari, robotii “văzători” sunt utilizați pentru:

Recunoașterea formelor corpurilor ;

Recunoașterea culorilor de avertizare sau de identificare;

Punerea in evidenta a schimbării unor elemente de vegetație dintr-o anumită zona;

Observarea schimbării în timp a culorii unor elemente;

Supravegherea și identificarea dinamicii imaginii vizuale a câmpului de lupta;

Acești roboti se împart în doua categorii:

Observatori – destinați a pune în evidenta într-un anumit câmp modificările de energie vizuala sau de energie din spectrele infraroșu si ultraviolet pe baza dinamicii contrastelor imaginii obiectelor din câmp.

Exploratori – destinați a pune in evidenta schimbările de structura din câmpul observat, pe bază de imagini video, laser, termo, etc.

U. K. Defense a folosit cu succes pentru curtarea câmpurilor de mine Bosnia si Kosovo doua tipuri de roboti (fig.17.) . Primul, Bisson (din stânga) cântărește 210 Kg, iar al doilea The Skid-Streed de 35 Kg au cate doua camere de luat vederi color în partea superioara pentru mers si direcționare spre înainte si înapoi .Pot fi dirijate de la o distanta de 11Km de către un genist operator printr-un display L.C.D.

Fig.17.Roboți pentru deminări

4.1.3.Sateliții de cercetare cântăresc între 1000 și 2000 de Kg, se lansează pe orbite aproape circulare, trecând pe la cei doi poli la o altitudine ce poate varia in funcție de misiune intre 160 si 500 de Km. Ultimele realizări tehnice permit ca sateliții să-și poate schimba orbita și modifica înălțimea la o comandă dată de pe pământ. Pe acești sateliți se află o aparatură electronica diversă printre care și detectoare în infraroșu cu o sensibilitate foarte mare ce pot descoperi urmele lăsate de obiecte pe sol (autovehicule pe drumuri, concentrări de tehnica militară etc.) sau traseele submarinelor cu propulsie nucleară care navighează în imersiune în oceane.

Sateliții sunt capabili să obțină imagini vizuale cu o rezoluție mai mică de 0.30 m. Imaginile sunt transmise în timp real prin rețeaua de comunicații prin satelit la stația terestra proprie sau la alte terminale terestre pentru a pune la dispoziția comandanților militari, într-un timp cat mai scurt informațiile culese.

Aceștia au avut o mare utilizare în războiul din Golf (cei de tipul KH-11 și variante modernizate ai acestora : KH-12-1, KH-12-2, KH-12-3, KH-12-4) încât orice mișcare militară de amploare a Irakului a putut fi descoperita și monitorizata de armata americană.

Supravegherea era atât e intensă încât un general în rezervă din armata S.U.A. aprecia ca analiștii americani ai informațiilor “ au putut afla când un pilot irakian își pornea mașina electrică de bărbierit în camera de pregătire a escortei”.

4.1.4.Mijloace de cercetare terestre, aeriene si navale

În cazul în care apărarea antiaeriană a inamicului este slabă și se dorește transmiterea imaginilor video la distanțe de sute de kilometri și la o calitate foarte bună camerele video se instalează pe avioane și elicoptere pilotate, de spionaj cum ar fi sistemul aeropurtat de avertizare, comandă control si comunicații ale spațiului aerian E-3 Sentry AWACS din dotarea armatei S.U.A..

Suprafața de pământ pe care o “vede” o instalație de televiziune montata pe avion este destul de mare. Spre exemplu, dacă avionul zboară la inălțimea de 5000 metri atunci stația de televiziune “vede” o zona de pe pământ ce ocupa un cerc cu rază de aproximativ 25-35 Km (fig. 18).

Fig.18.Cercetarea efectuată din avion

După regiunea în care zboară, avionul poate transmite imagini de la inamic de pe o fâșie de front de cca. 60 Km și pe o adâncime de aproximativ 30-40 Km, față de limita dinainte a trupelor proprii .

Bătaia unei stații de emisie situată pe un avion sau elicopter depinde în primul rând de înălțimea de zbor a acestora și puterea ei. Cu cât înălțimea este mai mare cu atât distanța la care pot fi recepționate semnalele este mai mare .

Ulterior, odată cu perfecționarea aparaturii de televiziune și, în special , cu reducerea dimensiunilor camerelor de luat vederi și a operațiunii de emisie s-a trecut la folosirea televiziunii și pentru cercetarea terestra, pentru observarea câmpului de luptă și pentru ușurarea conducerii trupelor .

Ca mijloc de cercetare terestră televiziunea ajută deosebit de mult pe comandant, care urmărește chiar pe timpul luptei acțiunile trupelor popii si ale inamicului în diferite sectoare ale frontului în locuri greu accesibile etc. Comandantul urmărește de asemenea modul de desfășurare a acțiunii trupelor popii și ale inamicului, în diferite sectoare ale frontului și în locuri greu accesibile.

În cadrul cercetării terestre, camera de televiziune se duce la limita dinainte a trupelor popii si având grijă să fie mascată, pentru a nu fi observată de inamic, se îndreaptă cu obiectivul spre fâșia ce trebuie ocupata de acesta, sau spre punctele in mod special. În acest caz se folosesc camere de televiziune foarte mici (5x10x15 cm) și cu greutate redusă.

În prezent există și sisteme complexe de observare și cercetare prin televiziune, în care se combină observarea terestră cu ceea aeriană, folosindu-se 3-5 camere de luat vederi terestre și 1-2 camere de cercetare situate pe avioane sau elicoptere . Numărul camerelor video folosite este determinat de către nevoile de cercetare , precum și de distanțele de observat în teren .Partea terestra a acestui sistem complex poate fi reprezentata in figura. 19.

Cele trei camere video (C1, C2, C3) sunt legate prin cablu la stațiile respective de emisie (E1, E2, E3), care transmit imaginile la punctul comun de retransmitere (de dispecer). La punctul comun de retransmitere se găsesc trei receptoare de televiziune (R1, R2, R3) care “prind” imaginile corespunzătoare celor trei camere , operatorul de la punctul de retransmitere are posibilitatea , cu ajutorul unui comutator C, să aleagă din cele trei imagini disponibile numai una (provenind de la o singura camera de televiziune ), ale cărei semnale le introduce în emițătorul E al punctului de retransmitere .

Fig.19. Transmiterea imaginilor video la nivel subunitate

Emițătorul, de tipul radioreleelor, amplifică și emite cu putere mare spre punctul de comandă (situat la 30-40 Km), unde se găsește receptorul de televiziune pe care apare imaginea transmisa de camera respectiva. toata rețeaua de stații din fig. 19 este dublată și printr-o rețea de stații radio obișnuite cu ajutorul cărora se păstrează legătura de vorbire . Prin aceasta rețea de vorbire se transmit , de la camerele de televiziune spre înapoi comentariile imaginii .În afară de acestea dinspre înapoi spre înainte se transmit ordinele si dispozițiile , fie de la punctul de dispecer – pentru a capta imaginea de la o camera la alta – fie la camere pentru a îndrepta obiectivul spre anumite puncte importante în teren , care interesează pe comandanți.

4.2 Completul de luptă al soldatului de mâine

Despre completul de luptă al soldatului de mâine , James Adams descria în lucrarea sa “Următorul – ultimul război mondial” ca :

“Inima războinicului terestru este un complex de computer și radio conceput astfel încât să corespundă cu rama raniței ușoare a soldatului. Radioul este conectat la computer, care se află în contact cu un colimator laser (localizator de gamă), o camera video atașată carabinei M4 modificata și cu un display audio-video în cască (vizorul- display al caștii are versiuni de zi și de noapte ). Arma devine efectiv un sistem vizual secundar al soldatului, trimițând semnale la display-ul caștii și mai departe, prin radio, spre postul de comanda . Astfel, soldatul poate vedea el acțiunile inamicului fără a intra însuși în linia de foc – nu trebuie decât să țină arma deasupra tranșeei sau după coltul unei clădiri și la, nevoie, să și tragă .Toate cablurile sunt integrate în rama raniței, care este concepută să se flexeze după mișcările soldatului.

In aceeași ramă se află un nod GPS care-i comunica soldatului coordonatele exacte ale pozițiilor sale pe sol. Aceste date combinate cu informațiile de la localizatorul laser de gama, montat pe armă, care are o raza de acțiune de pana la 2,5 Km, sunt alimentate în computer, care calculează cu precizie coordonatele unei poziții inamice. Apoi aparatul radio expediază aceste date la baza, împreuna cu o imagine video dinamică “.

La nivel pluton, în armata româna cercetarea cu camera video se poate face cu ajutorul completului HARRIS ce conține o stație și o camera video digitala, astfel echipa de cercetare ce se află pe teritoriul de luptă al inamicului poate transmite imagini video în timp real pană la punctul de comandă al plutonului.

4.3 Sistem automatizat de conducere a focului armamentului

de pe tanc

Structura generală a unui sistem automatizat de conducere a focului armamentului de pe tanc este prezentat în figura de mai jos. Elementul central al sistemului complex de conducere este calculatorul balistic.

Fig.20.Sistem de conducere automată a armamentului de pe tanc

Elementele de tragere (distanța față de țintă , unghiul de înclinare al tancului, viteza laterală a vântului, uzura țevii, vitezele de deplasare a țintelor, unghiul de deplasare, etc.) sunt introduse pe la sistemul de urmărire, descoperire, si determinare in calculator. Sistemul de urmărire este compus din camere video în spectrul vizibil și infraroșu, senzori laser și radar.

Unitatea centrală face calculele balistice necesare tragerii și le transmite sistemului de ochire și sistemului de afișare cu care operează comandantul.

4.4.Sisteme de urmărire a țintelor prin analiza imaginii video

Imaginea în vizibil sau obiectul de interes, cum ar fi: formă, mărime, culoare, poziție, evoluție în timp etc. Pe această idee de analiză a imaginii video s-au dezvoltat sisteme care se găsesc pe diferite categorii de tehnică cum ar fi:

instalații de lansare rachete ;

aparatură de determinare a traiectoriei;

sisteme de autodirijare ;

aparatură de conducere a focului ;

Fig.21. Structura generală a unui sistem de analiză video.

Din compunerea sistemului fac parte :

manșa cu pupitrul de semnalizare și comandă – realizează interfața operator –sistem, adică se localizează ținta

monitorul TV- realizează afișarea imaginii video și a unor informații ca: regim de lucru, ferestre de urmărire, reticul, unghiul de deschidere al obiectivului, unghiurile platformei sistemului de acționare etc.

blocul de urmărire – conține un procesor, memorii DRAM si SRAM, convertoare analog numerice. El realizează prelucrarea sistemului video numeric în vederea extragerii unor informații ce caracterizează obiectul pentru al diferi de mediu și informații despre dinamică și poziția obiectului .

sistemul de acționare – este elementul pe care se montează senzorii de imagine (camere si obiective) și a cărei mișcare menține în permanenta obiectul vizat în câmpul vizual al camerei.

Blocul cu camere si obiective – ester elementul ce convertește imaginea în semnale electrice. Calitatea acestei conversii este dată de calitatea senzorilor de imagine. Se folosesc senzori de imagine CCD cu transfer pe cadru.

4.5.Televiziunea ca mijloc de legătură

Pentru a se apropia cât mai mult legătura telefonică de condițiile ideale de legătură – corespunzătoare contactului personal între comandanți – s-a căutat sa se adapteze televiziunea la convorbirile telefonice, în sensul ca cei doi corespondenți care poartă o convorbire telefonică să se și vadă unul pe celalalt (videotelefon).Imaginea corespondentului apare pe un ecran de dimensiuni relativ mici (5×7,5cm sau 2,5×3,75 cm). Ar fi incomod și nepractic ca pentru transmiterea acestor imagini să se folosească instalații de emisie-recepție de televiziune de tipul celor arătate in paragraful precedent .In plus, ar fi greu de asigurat pentru legătura de televiziune o rază de acțiune atât de mare cat este raza de acțiune a legăturii telefonice (sute si mii de kilometri).

De aceea, transmiterea imaginilor se face în acest caz într-un mod special. Semnalele imagine obținute de la tubul catodic de emisie nu se mai transmit prin radio abia după ce se modulează o unda purtătoare, ci se transmit direct, pe o cale de frecventa din sistemele obținute de curenți purtători. Cu ajutorul acestora se transmit mai multe convorbiri telefonice pe aceleași fire de legătura

Cum însă o cale din sistemele de curenți purtători permite sa treacă numai un spectru foarte îngust de frecvente (câteva sute de oscilații pe secundă), iar semnalul obișnuit imagine în televiziune ajunge pană la câteva milioane de oscilații pe secunda, s-a trecut la un mod special de explorare (baleiate) a imaginii. În primul rând se reduce numărul de rânduri în care se reduce imaginea la 60 (în loc de 625 cat este numărul obișnuit de rânduri). În al doilea rând, ni se mai transmit 25 cadre pe secunda, ci un cadru la doua secunde.

Desigur ca imaginea este dată de asta data calitativ inferioara celei obișnuite prin sistemele obișnuite de televiziune, totuși, ținând seama că în majoritatea cazurilor imaginile transmise sunt fixe sau puțin mobile, se obțin imagini suficient de clare, care permit nu numai recunoașterea corespondentului telefonic, dar și observarea detaliilor figurii acestuia. Sistemul acesta de televiziune funcționează la lumina normala a zilei, sau la iluminarea artificială.

Distanta de lucru a acestui dispozitiv este egală cu bătaia sistemului de curenți purtători prin care se transmite imaginea. Practic, s-au transmis asemenea imagini chiar la distante de 4500km.

4.6. Autodirijarea sau dirijarea rachetelor, bombelor si a proiectilelor de artilerie

O problemă importantă și complicată a războiului modern este lovirea obiectivelor situate în adâncimea apărării inamicului. Acest lucru se realizează cu ajutorul aviației sau cu ajutorul proiectilelor teleghidate.

În cazul aviației, aceasta trebuie să se deplaseze la foarte mari înălțimi și cu viteze de zbor, pentru a reduce astfel apărării antiaeriene a inamicului.

Utilizarea proiectilelor teleghidate este mult mai eficace. După cum știe, proiectilele teleghidate pot fi dirijate de la distanta prin radio, astfel încât să cada pe obiectivul propus din interiorul teritoriului ocupat de inamic. Aceste proiectile pot fi lansate de pe un avion-purtător, care după lansare conduce de la distanta mersul fiecărui proiectil.

Fig.22.

Pentru ca proiectilul teleghidat să aibă exact traiectoria dorită și să lovească ținta, este necesar ca între al si avion să existe doua cai de legătură:

– o cale de comanda (dirijare), prin care se transmit, de la avionul conducător la proiectilul teleghidat, semnalele radio, care comandă corectarea abaterilor proiectilului față de traiectoria dorită;

– o cale de control (urmărire), prin care se observă în mod permanent, mersul proiectilului, traiectoria sa, eventualele abateri ce urmează a fi corectate etc.

Prima cale (de comandă ) este realizată prin mijloacele cunoscute de telecomanda și nu face parte din subiectul lucrării de față .

Cea de-a doua cale (calea de control), asupra căreia ne oprim puțin ,poate fi realizata prin mai multe metode. În primul rând se poate realiza un control vizual al mersului proiectilului . Un operator amplasat pe avionul care a lansat proiectilul îl urmărește pe aceștia cu ochii liberi sau cu ajutorul unor dispozitive optice și prin calea de comandă se transmit apoi spre proiectil semnalele radio care trebuie sa mențină proiectilul pe linia dreaptă ce unește avionul cu ținta.

Acest sistem de control al traiectoriei proiectilului este relativ simplu și nu necesită o aparatură prea complicată. În schimb, el implica o serie de dezavantaje. Astfel, avionul care conduce proiectilul trebuie să se găsească în zona din imediata apropiere a obiectivului urmărit și deci tocmai în zona de acțiune maxima a apărării antiaeriene a inamicului. În plus, așa cum s-a arătat mai înainte, avionul trebuie sa zboare pe o traiectorie obligată (pentru ca avionul, proiectilul și ținta să se găsească în linie dreaptă ) și deci este limitat în capacitatea sa de manevrare, deși se găsește tocmai în bătaia artileriei inamice. În sfârșit, acest sistem de control vizual al mersului proiectilului are dezavantajul ca poate fi folosit numai când exista o buna vizibilitate optică în raionul țintei.

Autodirijarea sau dirijarea se face cu ajutorul senzorilor sau a camerelor video încorporate în acestea . Dirijarea se realizează manual de către un operator sau automat prin recunoașterea amprentei termice. O astfel de camera este cea produsă de Celsius Teh (Fig.31.). Camera are o deschidere de 11 cm si doua comutatoare electrice pentru un câmp de vizualizare de 4,6×3,40 si 2,3×170. Aceasta este pusă pe rachete antitanc pentru identificarea tancurilor prin imagine termică (Fig.30).

Fig.30.Amprenta termică a unui tanc (stînga) și modul de mascare a amprentei termice prin grenade de mascare incendiare.

Fig.31.Cameră pentru dirijarea bomelor și rachetelor