Аналоговый оптический анализатор пространственного спектра акустических сигналов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sn 4 С 01 R 23/17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ g

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ I (21) 4095394/24-21 (22) 28.07.86 (46) 23.06.88. Бюл. № 23 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.Ю.Гринев, В.С.Темченко и О.Ф.Янковский (53) 621.317.757 (088.8) (56) Зарубежная радиоэлектроника, 1977, №- 9, с. 77.

Гринев А.Ю., Воронин Е.Н ° Проектирование антенн и устройств СВЧ с применением 38M. — Тематический сборник трудов МАИ, изд-во МАИ, 1980, .с. 34. (54) АНАЛОГОВЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

ПРОСТРАНСТВЕННОГО СПЕКТРА АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано в приемных многоэлементных антеннах с когерентно-оптической обработкой информации. Аналоговый оптический анализатор пространственного спектра акустических сигналов содержит многоэлементную антенну 1, приемоусилительные элементы которой рав„„SU„„14049 9 А1 номерно расположены вдоль криволинейной замкнутой плоской линии, прос гранственно-временной модулятор 2 света, расстояние между каналами которого выбрано пропорционально азимутальному углу между соответствующими приемоусилительными элементами, транспарант в виде объемной голограммы (ОГ) 5 с функцией прозрачности Т (Я

1 (2

Я, R ) = (I(V, R„) ехр (-i(QR„»

-т(2

»cosg/Ñ +Я, g)Jd ч, соответствующей элементам многоэлементной антенны, удаленным от ее частичного фазового центра на расстояние R„, где I (Ч, R „) — амплитудное распределение, соответствующее этим элементам; текущая азимутальная координата;

Rz < R, п = 0,1,...,N — количество функций пропускания, записанных на ОГ 5; 51, Й - текущая и пространственная частоты акустического излучения (АИ); С вЂ” скорость распространения АИ в среде. Повышается точность определения пространственного спектра. 1 ил.

14049б9

Изобретение относится к аналоговой оптической обработке акустических сигналов многоэлементных антенн и может использоваться в приемных мно5 гоэлементных антеннах с когерентнооптической обработкой информации.

Цель изобретения — повышение точности определения спектра и азимутальных координат акустических источ- 10 ников излучения, находящихся в дальней зоне многоэлементной антенны, приемоусилительные элементы которой равномерно расположены вдоль криволинейной замкнутой линии. 15

На чертеже схематически изображен аналоговый оптический анализатор спектра акустических сигналов

Лнализатор содержит многоэлементную антенну (NA) 1, приемоусилительные элементы которой расположены вдоль криволинейной замкнутой плоской линии и подключены к соответствующим каналам пространственно-временного модулятора 2 света (ПВМС) с временной разверткой сигнала (вдоль оси Х), который расположен на пути коллимированного пучка оптического когерентного источника 3 излучения в передней фокальной плоскости сферической линзы 4, в задней фокальной плоскости которой расположен транспарант, выполненный в виде голограммы 5 за которым на расстоянии, равном своему фокусному расстоянию, расположена астигматическая система, состоящая из трех цилиндрических линз б-8, и матричный фотоприемник 9. Расстояние между каналами ПВМС по оси У пропорционально азимутальному углу между

40 соответствующими элементами NA, Лнализатор работает следующим образом.

Сигналы, принятые элементами NA, управляют прозрачностью соответст45 вующих каналов ПВМС. При просвечивании IIBNC коллимированным пучком оптического когерентного источника излучения в выходной плоскости IIBMC формируется развернутая во времени плос- 50 кая модель, которая подвергается двумерному Фурье-преобразованию сферической линзой 4. Полученное Фурьепреобразование (спектр принимаемого сигнала, дефокусированный вдоль оси 55

Ч в плоскости ПВМС) избирательно умножается на функцию прозрачности объемной голограммы 5: соответствующей приемным элементам

МЛ, удаленным от ее частичного фазового центра на расстояние R„, ?(ц, Rh) — амплитудное распределение, со- ответствующее этим элементам, текущая азимутальная координата, R> (R>+Ä, n = 0,1,...,N, N — количество функций пропускания, записанных на объемной голограмме 5, Я и

Й - текущая и пространственная частоты источника акустического излучения, С вЂ” скорость распространения акустического излучения в среде. Минимальное число функций пропускания, записанных на объемной голограмме, определяется допустимой дефокусировкой диаграммы направленной MA u величиной (Rìакс R мин)Й„„„,/С, где R„„ R цн — расстояния до максимально и минимально удаленных элементов МА, П „; максимальная частота источни-ка акустического излучения.

Избирательность осуществляется тем, что Фурье-преобразование оптической модели сигнала каждого канала

ПВМС во всем диапазоне частот независимо умножается на функцию пропускания голограммы соответствующего данному каналу слоя. В результате этого одновременно компенсируется во всем диапазоне принимаемых частот кривизна фазового фронта акустических волн от всех источников излучения, расположенных в дальней зоне антенны во всем диапазоне углов азимута. После одномерного Фурье-преобразования в направлении оси и переноса изображения спектра с помощью астигматической системы цилиндрических линз

6-8 в выходной плоскости с помощью фотоприемника 9 восстанавливается спектр принимаемых акустических сигналов вдоль оси Я и сфокусированный угловой спектр во всем диапазоне частот и углов ааимута.

Таким образом, в предлагаемом анализаторе компенсируется искажение информации о спектре и азимутальных координатах объектов акустического излучения, неизбежное в известном анализаторе при размещении приемных элементов его МЛ вдоль криволинейной

1404969

Составитель И.Коновалов

Техред М. Ходанич Корректор С.Черни

Редактор Н. Бобкова

Заказ 3099/49 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 замкнутой плоской линии, чем и обеспечивается положительный эффект изобретения. г

Формула изобретения

Аналоговый оптический анализатор пространственного спектра акустических сигналов, содержащий многоэлементную антенну, каждый приемоусилительный элемент которой подключен к соответствующему каналу пространственно-временного модулятора света с временной разверткой сигнала, расположенного на пути коллимированного пучка оптического когерентного источника излучения, собирающую сферическую линзу, в задней фокальной плоскости которой установлен транспарант, совмещенный с входной плоскостью астигматической системы, состоящей из трех цилиндрических линз, в задней фокальной плоскости которой расположен матричный фотоприемник, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыщения точности определения спектра и азимутальных координат акустических источников излучения, находящихся в дальней зоне многоэлементной антенны, приемоусилительные элементы которой равномерно расположены вдоль криволинейной замкнутой плоской линии, расстояние между каналами пространственно-временного модулятора света выбрано пропорциональHbII азимутальному углу между соответств ующими приемоусили тельными элементами, а транспарант выполнен в виде объемной голограммы с функцией прозрачности

Т, (Я,.Я, RÄ) = и/ > »

I(Ep, R ) ехр(->(«>V+ V3)»1W>

Л/q соответствующей элементам многоэлементной антенны, удаленным от ее частичного фазового центра на расстояние R>, где Е (4", R ) — амплитудное распределение, соответствующее этим элементам, > — текущая азимутальная координата, R „ < R +,, и = 0,1,...,N, 9., 2 < — текущая и пространственная частоты источника акустического излучения, С вЂ” скорость распространения акустического излучения в среде, N — количество функций пропускания, записанных на объемной голограмме.