Оптическое устройство обработки сигналов антенных решеток

 

Изобретение относится к области аналоговой оптической вычислительной техники и предназначено для обработки радиосигналов, принимаемых множеством приемно-усилительных злементов . Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей когерентно-оптического процессора, содержащего источник 2 когерентного света, коллиматор 3, многоэлементный (Л KD со

СОЮЗ СОЮТСНИХ

Ц

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 06 G 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДФРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3822557/24-24 (22) 29.10.84 (46) 30.11.86. Бюл. У 44 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Рево3поции авиационный ,институт им. Серго Орджоникидзе (72) E.Í.Âîðîíèí (53) 681.333(088.8) (56) Гринев А.Ю. и др. Радиооптические антенные решетки, сфокусированные в зону Френеля. — Радиоэлектроника, изд-во ВУЗов, 1985, Р 2, рис.5.

„„SU„, 1273961 А 1 (54} ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ

СИГНАЛОВ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК (57) Изобретение относится к области анапоговой оптической вычислительной техники и предназначено для обработки радиосигналов, принимаемых множеством приемно-усилительных элементов. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей когерентно-оптического процессора, содержащего источник 2 когерентного света, коллиматор 3, многоэлементный

1273961 пространственно-временной модулятор света 4 (ПВМС), линзу 5, комплексный транспарант 6 и астигматическую линзовую систему 7, путем введения второго когерентно-оптического процессора, источник света 8 которого имеет другую длину волны, выходные плоскости процессоров совмещены, выходы .кольцевой решетки приемно-усилительных элементов 1 подключены к соответствующим элементам ПВМС обоих процессоров, прозрачность комплексных транспарантов 6, 12 первого и второго процессоров по координате Х пропорциональна Фурье-преобразованию по

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, а более конкретно к устройствам, в которых математические операции выполняются с помощью электрооптических элементов, и предназначено для обработки радиосигналов, принимаемых множеством приемно-усилительных элементов.

Целью изобретения является расши- 111 рение функциональных возможностей за счет визуализации внутренней структу-, ры объекта в виде пространственного распределения показателя преломления в заданном сечении. 15

На чертеже представлена структурная схема устройства .

Схема содержит кольцевую решетку приемно-усилительных элементов 1, первый когерентно-оптический процес- 20 сор, состоящий из источника когерентного света 2 (А=0,63 мкм), коллиматора 3, многоэлементного пространственно-временного модулятора света 4, элементы которого подключены к выхо- 25 дам соответствующих приемно-усилительных элементов 1, линзы 5, комплексного транспаранта 6 и астигматической линзовой системы 7. Перпенди-. кулярно оптической оси первого коге- щ рентно-оптического процессора расположена оптическая ось второго когерентно-оптического процессора, также состоящего из источника когерентного света 8 <А =0,44), коллиматора 9, мноуглу от функции Грина приемно-усилительных элементов 1, а по координате

У пропорциональна функции Грина приемно-усилительных элементов 1 по радиусу при минимальном и максимальном значении показателя преломления " структуры исследуемого объекта для комплексных транспарантов 6, 12 первого и второго процессоров соответственно. Это позволяет визуализировать в выходной плоскости процессоров внутрейнюю структуру объекта в вйде пространственного распределения показателя преломления в заданном сечении. l ил. гоэлементного пространственно-временного модулятора света 10, элементы. которого также подключены к соответствующим приемно-усилительным элементам 1, линзы ll комплексного транспаранта 12 и астигматической системы

13. Совмещение выходных плоскостей астигматических линзовых систем 7 и

l3 осуществляется с помощью дихроического зеркала 14. Внутри кольцевой решетки показан пример исследуемого объекта 15.

Оптическое устройство обработки сигналов антенных решеток работает следующим образом.

Радиополе, проникающее в исследуемый объект 15, ослабляется и рассеивается в нем. Принятое приемно-усилительными элементами 1 кольцевой решетки в когерентном режиме, оно " управляет прозрачностью соответствующих. элементов многоэлементных пространственно-временных модуляторов света (ПВМС) 4 и 10, установленных на пути коллимированного красного и синего света источников 2 и 8 соответственно. В результате на ПВМС первого и второго когерентно-оптических

I процессов (КОП) формируются оптические модели принимаемого радиополя.

Прозрачность транспарантов описывается соотношением л т,„„.„-«„(к<р,,)««рц к .,„,р.

«соз ) ф

1273961 где F ч и . 2 11/Л

К и 2%/л; зх " х

ВНИИПИ Заказ 6479/48

Тираж 671 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 символ преобразования Фурье поq; — комплексная диаграмма направленности элементов 1, п и n — минимальный и макси л õ мальный показатели преломления среды объекта; — длина радиоволны в свободном пространстве.

В результате преобразования крас- !5 ного и синего световых потоков с помощью оптических элементов первого и второго КОП в их общей выходной плоскости отображается распределение токов поляризации, причем вдоль коор-20 дииаты х воспроизводится координата а вдоль у — координата р (полярный радиус) всех точек исследуемого объекта 15. Более того, поскольку транспарант 6 рассчитан по функциям 25

Грина йриемио-усилительных элементов в среде с минимально возможным показателем преломления, то геометрические места точек красного образа этого объекта, соответствующие этому ЗО показателю, будут затемнены. Аналогичное явление будет иметь место и в синем образе в точках, соответствующих максимальному значению показателя преломления.. Благодаря смешению красного и синего образов на общем выходе осуществляется цветовое кодирование распределения плотности внутри исследуемого объекта, при котором промежуточные значения показателя преломления раскрашиваются в промежу.точные цвета (от красного через пурпурный к синему). Разумеется выбор сторой цветового треугольника (крас:ный-синий-зеленый) может быть любым и определяется наличием того или ино. го источника света. i

Формула изобретения

Оптическое устройство обработки сигналов антенных решеток, содержащее кольцевую решетку приемно-усилительных элементов и первый когерент но-оптический процессор, состоящий из расположенных последовательно на оптической оси источника когерентного света, коллиматора, многоэлементного пространственно-временного модулятора света, линзы, комплексного транспаранта, расположенного в фокальной плоскости линзы, и астигма тической линзовой системы, причем вьмод каждого из приемно-усилительных элементов кольцевой решетки подключен к соответствующему элементу многоэлементного пространственно-временного модулятора света, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет визуализации внутренней структуры объекта в виде пространственного распределения показателя преломления в заданном сечении, s него введен второй аналогичный когерентно-оптический процессор, при . этом выход каждого из приемно-усилительных элементов кольцевой решетки подключен к соответствующему элементу многоэлементного пространственновременного модулятора света второго когерентно-оптического процессора, частоты источников когерентного света первого и второго когерентно-оптических процессоров равны частотам света вершин одной из сторон цветового треугольника, выходные плоскос- ти астигматических линзовых систем первого и второго когерентно-оптических процессоров совмещены, прозрачность комплексных транспарантов первого и второго когерентно-оптических процессоров по координате х пропорциональна Фурье-преобразованию по углу от функции Грина приемно-усили- . тельных элементов, а по координате у пропорциональна функции Грина приемно-усилительных элементов по радиусу при минимальном и максимальном значении показателя преломления ; структуры объекта для комплексных транспарантов первого и второго когерентно-оптических процессоров соот-. ветственно.