Устройство обработки сигналов с симметричной линейной частотной модуляцией

 

C П И С А Н И Е 363929

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CGiGG Советских

Социалистических

Республик, Ф 1тт

Зависимое от авт. свидетельства М вЂ”вЂ”

Заявлено 28.VI.1971 (№ !674078/26-9) М,Кл. G 01г 23/16 с присоединением заявки М—

Приоритет— ко!хитет по лепота иаобретенк11 и открытий при Совете Мииистроо

СССР

Опубликовано 25.Х11.1972. Бюллетень KG 4 за 1973

Дата опубликования описания " .1И.1973

УДК 621.317.757(088.8) Аг,торы

ИЗООР TCИИЯ

В. А. Губин и Н. Ф. Исхако»

Заявитель

УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ С СИМ1ЧЕТPИЧ НОЙ

Л И Н ЕЙ НОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯ ЦИ Е1:1

11зобре 1cllис стз110cllTcll !(00л;lсги рядиоT0xIlIiKII> 1 ив!еиио, к строиствям Оптимальной фильтрац1ш сигналов.

Известны устройства оптимальной фильтр !!!!ill сигналов, основанных ия использов»ш!и оп1!и!еских методов обработки информации. К»х числу относятся многоканальные оптические j CTpOIIC1 Cя TIIII2 CIIei

Обраоатываемый радиолокационный сигнал вводится в оптическое устройство в виде фотопленки, прозра шость которой меняется в соответствии с амплитудно-фазовой функцией модуляции сигнала. Участок фотопленки с записью сигнала одной точечной цели представляет собой фактически одномерную голограмму. При освещенш! этой фотопленки световой

Волной когерентного источника изображение цели восстанавливается в некоторой плоскости за фокусирующей линзой.

Однако особенность голографических устройств обработки радиолокационных сигналов такова, что иа восстановленное изображение цели накладывается паразитиый фои, соответ011ц lоlци1! iiÎclояии011 сос!;!в.тяю1цей светового сигнала и сопряженному изображению цели.

Поэтому для разноса полезного изображения цели и фона применяется известный в ro5 лографии метод записи сигналя с использованием несущей пространственной частоты. При этом изоора>кеиия цели и фо!га оказываются пространственно рязделеш1ыми в поперечной, по отношеишо и оптической оси устройства, lp плоскости, но разрешающая способность с»стемы ухудшается в два раза по сравнению с максимально возможной.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности системы.

15 Цель достигается за счет того, что экран, размещенньш перед регистрирующей фотопленкой, имеет щель, проходящую через оптическую ось системы, а перед экраном в фокальпой плоскости сферической линзы установлен низко гястотиый фильтр, например, непрозрачная полоса, нанесенная на стеклянную подложку и проходящая через оптическую ось системы. Устройство позволяет, при восстановлении изображения точечного объекта с одномерной голограммы, решать задачу отделения полезного сигнала от сигналов фона без использования пространственной несущей.

Ня чертеже приведена функциональная схема. зд Устройство содержит когерентиьш источник

363929

60 света (лазер) 1, расширитель луча (микрообъектив) 2, коллиматор 8, фотопленку с записью обрабатываемых сигналов 4, цилипдрн ескую линз 6, сферическую линзу 6, низкочастотный фильтр (пепрозрачную полосу, папесенную па стеклянную подложку) 7, непрозра шьш экран с узкоп щелью 8 и регистрирующую фотопленку 9.

Устройство работает следующим образом.

Узкий пучок света когерентного источника

1 проходит через расширитель луча 2, коллиматор 8 и освещает фотопленку 4 с записью обрабатываемых сигналов, В качестве примера на фотопленке 4 (см. чертеж) показана запись сигнала одной точечной цели. Частота сигнала любой из точечных целей, находящихся в поле зрения радиолокационных станций (РЛС) с синтезируемой апертурой, вследствие эффекта Допплера в течение практически реализуемого времени накопления изменяется около своего среднего значения по симметричному линейному закону, Поэтому такой сигнал па фотопленке 4 имеет форму одномерной голограммы, совпадающей с диаметральным сечением линзы Френеля. Когерентный световой поток, проходящий через фотопленку 4, модулируется по амплитуде вдоль оси У (см. чертеж) в соответствии с законом изменения обрабатываемого сигнала. Этим обеспечивается пространственная амплитудная модуляция волнового фронта на выходе фотопленки 4.

Дальнейшее распространение пространственно модулированной волны света подчиняется законам дифракции. Волна распадается на ряд ди<)фракционных составляющих; нулевую, плюс ii минус первую и r. д. Практически дпфракционные составляющие, начиная со второго порядка, быстро убывают. Угол дифракцпи Q зависит от пространственной частоты сигнала. Для сигнала с симметричным линейным изменением частоты угол Q также линейно изменяется от нуля прп пулевой пространственной частоте до наибольшего значения в крайних симметричных точках сигнала. На чертеже условно показана дифракция света с одного элементарного участка сигнала. Луч а соответствует нулевой составляющей, лучи б и в — составляющим плюс и минус первых дпфракционных порядков.

В результате воздействия фокусирующей системы, состоящей из цилиндрической 6 и сферической 6 линз, различные дифракционные составляющие световой волны фокусируются в пятно в различных плоскостях. Нулевая дифракционная составляющая фокусируется в задней фокальной плоскости, совпадающей с плоскостью низкочастотного фильтра 7, сферической линзы 6.

Составляющая минус первого порядка, испочьзуемая в качестве изображения цели, формируется в виде дифракционного пятна в плоскости непрозрачного экрана 8.

Сопряженное изображение (составляю5

4 щая плюс первого порядка) формируется впереди плоскости, совпадающей с плоскостью низкочастотного фильтра 7, симметрично плоскости непрозра шого экрана с узкой щелью 8.

Ввиду того что сигнал„записанный на фотопленку 4, соответствует точечной цели, требуемое изображение цели, формируемое в плоскости непрозрачного экрана 8, сопряженное с ним изображение и пятно постоянной составляющей хотя и формируются на одной линии— по оси Z, но пространственно разделены в продольном направлении. Поэтому, если в месте формирования пятна постоянной составляющей световой волны, соответствующем У =О, установить непрозрачную полосу — экран (оптический режекторныи фильтр), то фотопленка 9, размещенная за плоскостью непрозрачного экрана 8 и протягиваемая синхронно с первичной пленкой 4, регистрирует требуемое изображение цели без паразитного освещения, Положение непрозрачного экрана с узкой щелью 8 определяется положением одиночных целей на всех элементах дальности. Эта щель пропускает на фотопленку 9 изображение цели, сформированное в момент симметричного расположения входного сигнала относительно оси. Устройство позволяет регистрировать требуемое изображение цели, формируемое за фокальной плоскостью линзы 6, без наложения фона даже при отсутствии поперечного разделения.

Предлагаемое устройство можно использовать также для фильтрации сигналов с симметричным линейным изменением частоты, применяемых в звукосветолокационных и других системах, Вместо фотопленки 4, служащей для преобразования обрабатываемого сигнала в световой аналоговый сигнал, можно использовать и другие носители сигнала, например ультразвуковой модулятор света, термопластическую пленку и др.

Предмет изобретения

Устройство обработки сигналов с симметричной линейной частотной модуляцией, содержащее оптически связанные между собой источник когерентного света, расширитель луча, коллиматор, фотопленку с записью обрабатываемых сигналов, цилиндрическую и сферическую линзы, экран со щелью и регистрирующую фотопленку, отгичаюигееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, экран со щелью установлен перед регистрирующей фотопленкой таким образом, чтобы оптическая ось устройства проходила через щель, а перед экраном установлен низкочастотный оптический фильтр, выполненный, например, в виде стеклянной пластины с непрозрачной полосой, проходящей также через оптическую ось устройства.

363929

Составитель В. !истов

Редактор Л. Мазуронок Техред Т. Миронова Корректоры Е. Денисова и 3. Тарасова

Заказ 204 Изд. № 1076 Тираж 404 Подписное

ЦНИИГ1И Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4, 5

Загорская типография