Устройство для оптического моделирования диаграмм направленности корреляционных антенн

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

+г лl

К:,, r ,.>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дол олнн тельное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 24. 07. 79 {21) 2802895/18-09 (51) М Кд

< 01 Й 29/10 с присоединением заявкм ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 071181, Бюллетень N941

Дата опубликования описания 071181 (5З) 4К 621. 317 (088.8) Г.К.Виноградов, И.A.BoäoâàòoB, М.Г.Высоцкий, Н.А.Есепкина и В.Ю.Петрунькин

P2) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им..М.И.Калинина (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

ДИАГРАММ НАПРАВЛЕННОСТИ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ

АНТЕНН

Изобретение относится к технике антенных измерений.

Известно устройство для оптического моделирования диаграмм направленности антенн, состоящее из

5 источника когерентного света, полупрозрачного зеркала, предметного канала, содержащего коллимирующую систему линз, транспарант, имитирующий поле антенны, преобразующую линзу, . сканирующее микроотверстие, полупрозрачное .зеркало, фотоприемник, измеритель напряжения и фазометр, и опорного канала, содержащего ультразвуковой модулятор света и генератор 15 промежуточной частоты f1).

Это известное устройство обеспечивает моделирование лишь адцитивных антенн и не позволяет моделировать корреляционные антенны. - 20

Известно также устройство для оптического моделирования диаграмм направленности корреляционных антенн содержащее когерентный источВ

2S ник света, перед которым размещено полупрозрачное зеркало, опорный канал и предметный канал, состоящий из . последовательно размещенных коллимирующей системы, модели антенны, преобразующей линзы, а также фото- 30 приемника, выход которого через усилитель подключен к самописцу (2), Однако это известное устройство не обеспечивает получения двумерного изображения суммарно-разностной диаграммы направленности корреляционных антенн.

Цель изобретения — получение двумерного изображения суммарно-разностной диаграммы направленности корреляционных антенн.

Для этого в устройстве для оптического моделирования диаграмм направленности корреляционных антенн, содержащем когерентный источник света, перед которым размещено полупрозрачное зеркало, опорный канал и предметный канал, состоящий из последовательно размещенных коллимирующей системы, модели антенны, преобразующей линзы, а также фотоприемника, выход которого через усилитель подключен к самописцу, в предметном канале между преобразующей линзой и фотоприемником размещена оптическая система, состоящая из последовательно установленных первой голограммы с записью дифракционного распределения света, соответствующего диаграмме направленности одной из частей антенны., 879513 первой диафрагмы, первой системы объективов, второго полупрозрачного зеркала, второй голограммы с записью произведения двух диаграмм направленности от двух частей .антенны,второй диафрагмы, второй системы объективов, голографического фильтра, третьей диафрагмы и третьей системы объективов, а в -опорном канале последовательно размещены коллимирующая система, первое полупрозрачное зеркало для разделения опорного пучка на две части, первое отражающее зеркало для записи и вос- становления второй голограммы, а также второе отражающее зеркало, расположенное за преобразующей линзой и смещенное относительно ее оси.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство для оптического моделирования диаграмм направленности корреляционных антенн содержит когерентный источник 1 света, перед которым размещено полупрозрачное зеркало 2, предметный канал 3, состоящий из последовательно размещен- ных коллимирующей системы 4, модели

5 антенны, преобразующей линзы б, а также фотоприемника 7, выход которого через усилитель 8 подключен к самописцу 9, и размещенной между преобразующей линзой б и фотоприемником 7 оптической системы, состоящей из последовательно установленных голограммы 10 с записью дифракционного распределения света, соответствующего диаграмме направленности одной из частей антенны, диафрагмы

11, системы объективов 12 и 13, полупрозрачного зеркала 14, голограммы

15 с записью произведения двух диаграмм направленности от двух частей антенны, диафрагмы 16, системы объективов 17 и 18, голографического фильтра 19,диафрагмы 20 и системы объективов 21 и 22, и опорный канал 23, в котором последовательно размещены коллимирующая система 24, полупрозрачное зеркало 25 для разделения опорного пучка на две части, отражающее зеркало 26 для записи и восстановления второй голограммы, а также отражающее зеркало 27, расположенное эа преобразующей линзой 6 и смещенное относительно ее оси.

Устройство работает следующим образом.

Пучок когерентного света от когерентного источника 1 с помощью полупрозрачного зеркала 2 раздваивается на сигнальный и опорный пучки. Сиг- нальный пучок после отражающего зер кала 28 расширяется и коллимируется коллимирующей системой 4 и освещает оптическую модель 5 апертуры корреляционной антенны, которая состоит из двух частей. В фокальной плоскости преобразующей линзы 6 получается дифракционное распределение, соответ<ф-(„ t +l> 1 + „ "„, ЗО где „=Jr (x,v)le " ", в„= sjng„

1 "ъ1(х У) le Ф2= л Вами А2, где СС. - угол между опорной волной р и оптической осью, dy — угол между опорной волной V< и оптической осью.

На следующем этапе производится запись голограммы 10, на которую с помощью опорной волны V< записывается дифракционное распределение, соответствующее диаграмме направленности g< одной из частей антенны. При условии линейной записи пропускание

Ф, голограммы 10 пропорционально выражению

50 где

f„=lf„(x,v) Ie " ("" .

После этого закрывается опорная волна V и модель 5 апертуры первой части антенны, а голограмма 10 освещается дифракционным распределением, соответствующим диаграмме направленности 2. = l 4 (у,y)e-49p(X,У) второй части антенны.

С посощью диафрагмы 11 выбирается дифракционный порядок, пропорциональный К - . . ", который, пройдя

60 ствующее диаграммам направленности .частей антенны.

Опорный пучок с помощью коллимирующей системы 24 формирует плоскую

:опорную волну, которая с помощью полупрозрачного зеркала 25 разделяется на две. Первая опорная волна с помощью отражающего зеркала 27 используется для записи голограммы 10, а вторая с.помощью отражающего зеркала 26 и полупрозрачного зеркала 14 используется для записи голограммы 15.

На первом этапе изготовляется голографический фильтр 19, представляющий собой одномерную дифракцион15 ную решетку, полученную при регистрации на фотопластинку интерференции двух плоских опорных волн: волны l", которая прошла через систему объективов 12 и 13, полупрозрачЩ ное зеркало 14, систему объективов

17 и 18, и волны, которая прошла вдоль оптической оси через систему объективов 17 и 18.

При условии линейной записи пропускание С@ голографического фильтра . 19 пропорционально следующему выражению

879513 систему объективов 12 и 13 и полупрозрачное зеркало 14, записывается на голограмму 15 с помощью опорной волны "р . Пропускание 1 голограммы

15 пропорционально выражению -1 "„Х „) 1 ) +т1f ô +1" У Ру >, 5

На окончательном этапе закрывается предметный пучок и опорная волна Р, а восстановление голограммы

15 осуществляется опорной волной l .

С помощью диафрагмы 16 с двумя отверстиями выделяются два первых дифракционных порядка, которые, проходя через систему объективов 17 и 18, складываются в задней фокальной плоскости объектива 18, образуя дифракционное распределение, пропорциональное сумме

114@ г.+ " г 1"

Ранее изготовленный голографический фильтр 19, стоящий в этой же фокальной плоскости, помогает избавиться от несущей пространственной частоты записи голограмм 10 и 15.

С помощью диафрагмы 20 выделяют .два дифракционных порядка, распространяющихся вблизи оптической оси, а затем их складывают с помощью системы объективов 21 и 22.

В результате в плоскости регистра- ЗО ции фотоприемника 7 получается дифракционное распределение, пропорциональное диаграмме направленности корреляционной антенны, а именно

Это двумерное распределение может быть либо сфотографировано .на фотопленку и потом профотометрировано, либо зарегистрировано с помощью фото- 4О матрицы, либо записано по сечениям с помощью оптической микрощели 29 и фотоприемника 7 и усилителя на ленте самописца 9.

Устройство по сравнению с прототипом обеспечивает получение двумерного иэображения суммарно-разностной диаграммы направленности корреляционных антенн °

Формула изобретения

Устройство для оптического моделирования диаграмм направленности корреляционных антенн, содержащее когерентный источник света, перед которым размещено полупрозрачное зеркало, опорный канал и предметный канал, состоящий из последовательно размещенных коллимирующей системы, модели антенны, преобразующей линзы, а также фотоприемника, выход которого через усилитель подключен к самописцу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения двумерного изображения суммарно-раэностной диаграммы направленности корреляционных антенн, в предметном канале между преобразующей линзой и фотоприемником размещена оптическая система, состоящая из последовательно установленных первой голограммы с записью дифракционного распределения света, соответствующего диаграмме направленности одной из частей антенны, первой диафрагмы, первой системы объективов, второго полупрозрачного зеркала, второй голограммы с записью произведения двух диаграмм направленности от двух частей антенны, второй диафрагмы, второй системы объективов, голографического фильтра, третьей диафрагмы и третьей системы объективов, а в опорном канале последовательно размещены коллимирующая система, первое полупрозрачное зеркало для разделения опорного пучка на две части, первое отражающее зеркало для записи и восстановления второй голограммы, а также второе отражающее зеркало, расположенное за преобразующей линзой и смещенное относительно ее оси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 425135, кл. G01R 29/10, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 396640, кл. 501 Й 29/10, 1971 (прототип).