Устройство для моделирования преобразованиягильберта

О П И С А Н ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 34047 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 061,1971 ( 161059 И 8-24) Кл. 6/48 рисоединением заявкиПриоритетОпубликовано 05.И.1972, Бюллетень18Дата опубликования описания 27.И.1972 Комитет по делам зобретений и открытий при Совете Министров СССРУДК 681.3,3.3(088,8 Авторы изобретени В, В. Садовский Бурко вски аявитель СТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРЕОБРАЗОВАНИ ГИЛ ЬБЕРТАИзобретение относится к вычислительной темнике, а именно к выполнению преобразования Гильберта от заданной функции.Известно, что физический сигнал преобразования Гильберта, представленного в частотной области, заключается в фазовом сдвиге всех спектральных составляющих функций на 90. Так как на практике не удается вьтполнигь идеальное широкополосное устройствопроизводящее, поворот фазы всех спектральных составляющих сигналов на 90, известные устройства, основанные на этом свойстве преобразования Гильберта, из-за невысокой точности не получили распространения; в некоторых случаях их заменяют схемой с линией задержки.В предлагаемом устройстве, с целью повышения точности преобразоваоия, увеличения широкополосности, а также упрощения конструкции, в когерентном оптическом фильтре в плоскости пространственных частот устанавливают четвертьволновую фазовую пластину, сдвигающую фазы всех спектральных составляющих сигнала на 90. В когерентном оптическом фильтре в плоскости пространственных частот устанавливают фазосдвигающее устройство, производящее одновременный поворот фаз всех спектральных составляющих в широком диапазоне частот, причем это устройство выполнено в виде четвертьволновой фазовой пластины,На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.На схеме лриняты следующие обозначения:пучок 1 когерентного монохроматического све та; транспарант 2 со входным сигналом (х);первая интегрирующая линза 3; плоскость 4 простраотственных частот; вторая интегрирующая линза 5; плоскость 6 формироваиия преобразования Гилыберта сигнала Ях).10 Пучок 1 когерентного монохроматическогосвета последовательно проходит транспарант с входным сигналом 2, первую, интегрирующую линзу 3, четвертьволновую фазовую пластину 4, вторую интегрирующую линзу б и образуег 15 некоторое распределение в плоскости б. Транс.парант 2, интегрирующие линзы 3 и б, фазовая пластина 4,и плоскость О формирования преобразования Гильберта расположены в пространстве на оптической оси устройства от носительно друг друга ,на строго определенных расстояниях.Устройство работает следующим образом.На транспаранте тем или иным известнымспособом образована пространственная,мо дель сигнала Я(х), от которого необходимо полу чить преобразование Гилыберта. Транспарант, установленный в передней фокальной плоскости интегрирующей линзы 3, освещается пучком 1 когерентного монохроматического 30 света, нормально, падающего на него. В результате в задней фокальной плоскости лин,341047 М(х 1 Составитель Е. ТимохинаРедактор А, Батцгии Техред Т, Ускова Корректор А. Васильева Заказ 1927/17 Изд.797 Тираж 448 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открьггий при Совете Министроп СССР Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 зы 3 формируется распределение света, соответствующее спектру пространственных часто г (преобразование Фурье) функции х).В задней фокальной,плоскости линзы 3 установлена прозрачная четвертьволновая фазовая пластина, производящая поворот фазы всех спектральных составляющих на 90 сигнала.На расстояниями, равном .переднему фокусу от фазовой пластины 4, установлена вторая интегрирующая линза 5, производящая обратное преобразование фурье-сигнала Я(х), у;которого фазы всех спектральных составляющих получили сдвиг 90. Поэтому в выходной фокальной плоскости 6 линзы б образуется раопределение света, соответсгвующее преобразованию Гильберта функции х). Это распределение может быть зафиксировано одним из известных способов.Таким образом,предлатаемое устройство выполняет преобразование Гильберта функции х).В случае, если функция х) одномерная, в качестве внтегрирующих линз 3 и 5 должны быть использованы цилиндрическпе линзы, производящие преобразование Фурье только по одной координате.В случае, если функция х)-двумерная, в качестве интегрирующих линз необходимо использовать сферические линзы, которые выполняют преобразование Фурье по двум переменным. В этом случае в плоскости б будет получено двумерное преобразование Гильберта,Предлагаемое устройство, просто по конструкции, так как огпадает необходимость всложных электронных устройствах-фазовращателях, линиях задержки и большом количестве вспомогательных элементов. Устройствообеспсчивает возможность работы в реальноммасштабе времени (благодаря вводу сигнала10 в реальном времени), широкополосность, обусловленную возможностью создания оптическихфильтров, у которых произведение времени наширину полосы может достигать больших значений, и высокую точность, которая достигается тем, что поворот спектральных составляющих иа 90 производится фазовой нластинойс большой точностью независимо от частотысоставляющей,20 П р едм ет изобретенияУстройство для,моделирования преобр азования Гильберта, содержащее источник когерентного света, транспарант входного сигнала, интегрирующие линзы и регистрирующий блок, установленные на одной оптической оси, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно содержит фазовую пластину, установленную между первой и второй интегрирующими линзами и располо жсннчо в плоскости заднего фолкуса первой ипереднего фокуса второй интегрирующей линзы.