Способ формирования радиолокационного изображения в реальном масштабе времени путем оптической корреляционной обработки сигналов и устройство для его осуществления

(51)5 6 ОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИЕ ИЗОБ ЕТЕ И ПАТЕ Н(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ ПУТЕМОПТИЧЕСКОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение предназначено для оптической обработки сигналов радиолокатора ссинтезированной апертурой путем их совместной корреляционной обработки сопорным сигналом, Целью изобретения является увеличение длительности обрабатываемых сигналов и зоны обзора подальности. Для достижения поставленнойцели электрический сигнал с выхода фазоетектора локатора суммируют с постоянным уровнем и подают его на полупроводниковый лазер (ППЛ), на акустооптическую ячейку(АЯ) подают частотно-модулированное напряжение развертки, а первый порядок дифракции фокусируют на поверхности азимутал ьно-дал ьностной опорной маски (АДОМ), оптически сопряженной с приемной площадкой матричного Изобретение предназначено для оптикой обработки сигналов. в частности для.,Ы 1801218 ПЗС фотоприемника (МПЗСФ), работающего в режиме временной задержки с накоплением, Для получения радиолокационного изображения в координатах наклонная дальность - азимут используют линейный закон развертки, а для получения изображения в координатах наземная дальность - азимут и снижения искажений изображения, вызываемых неплоскостностью рельефа местности в зоне обзора. используют нелинейные законы развертки, Устройство для реализации способа содержит установленные последовательно ППЛ, регулируемый источник постоянного тока и дулятор ППЛ, выходы которых подключены к ППЛ, коллимирующую оптическую систему, первую цилиндрическую линзу (ЦЛ), АЯ, расположенную в ее фокальной плоскости, источник частотно-модулированного сигнала, выход которого соединен с пьезопреобразователем АЯ, вторую ЦЛ, установленную софокусно с первой, причем образующие ЦЛ параллельны направлению распространения ультразвука в АЯ, цилиндрический объектив, образующая которого перпендикулярна направлению распространения ультразвука в АЯ, а также АДОМ, расположенную в его фокальной плоскости и оптически сопряженную МПЗСФ, АДОМ может быть установлена вплотную к МПЗСФ или оптически сопряжена с ним с помощью объектива, а также может быть оптически сопряжена с МПЗСФ путем размещения вплотную между ними световолоконной шайбы, размер волокон которой меньше размера чувствительных элементов МПЗСФ, 2 с, и 2 з,п. ф-лы, 1 ил. обработки сигналов радиолокатора с сизи рован ной апертурой (Р СА).Целью изобретения является увеличение длительности обрабатываемых сигналов и зоны обзора по дальности.На чертеже приведена схема оптического процессора обработки сигналов РСА,На чертеже изображено; регулируемый источник постоянного тока 1, полупроводниковый лазер (ППЛ) 2, модулятор ППЛ 3, коллиматор 4, первая цилиндрическая линза (ЦЛ) 5, акустооптическая ячейка 6, источник частотно-модулированного сигнала 7, вторая ЦЛ 8, цилиндрический объектив 9, непрозрачный экран 10, опорная маска 11, матричный ПЗС фотоприемник 12.Способ осуществляется следующим образом.Электрический сигнал с выхода фазового детектора приемника РСА суммируют с постоянным уровнем, величина которого не меньше максимальной амплитуды этого сигнала, с помощью регулируемого источника постоянного тока 1, и подают на модулятор ППЛ 3. Т,к. ППЛ 2 не может сам по себе излучать отрицательную составляющую сигнала, подаваемого на его вход, то сигнал обычно переносится на подставку - постоянный уровень, Полученный сигнал модулирует ток накачки ППЛ 2, вследствие чего излучение ППЛ 2 также промодулировано сигналом с фазового детектора приемника РСА. Излучение ППЛ 2 коллимируется коллиматором 4 и с помощью первой ЦЛ 5 фокусируется на акустооптическую ячейку 6.Фокусировка обычно применяется изза того, что размер области акустооптического возбуждения мал в направлении, перпендикулярном оптической оси подобных устройств, Акустооптическая ячейка 6 располагается под углом Брегга к оптической оси падающего на нее излучения для обеспечения максимальной дифракционной эффективности выходного излучения, дифрагировавшего в первый порядок, что является обязательным для подобного рода устройств, На вход акустооптической ячейки 6 с помощью источника частотно-модулированного сигнала 7 подается линейно частотно-модулированный ЯЧМ) сигнал, что обеспечивает работу акустооптической ячейки 6 в качестве ЦЛ, образующая которой перпендикулярна направлению распространения акустической волны и оптической оси излучения на ее выходе. Вторая ЦЛ 8, установленная софокусно с первой ЦЛ 5, обеспечивает коллимирование выходного излучения в направлении, перпендикулярном плоскости фокусировки акустооптической ячейки 6. При этом вторая ЦЛ 8 расположена на оптической оси дифрагированного в первый порядок излучения, Таким5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 образом акустооптическая ячейка 6 работает в качестве дефлектора, разворачивающего модулированное излучение ППЛ 2 по поверхности матричного ПЗС фотоприемника 12. Цилиндрический объектив 9, образующая которого параллельна образующей ЦЛ, образованной дефлектором, расположена на оптической оси дифрагированного в первый порядок излучения, Т,к, фокусное расстояние цилиндрического объектива 9 значительно меньше фокусного расстояния ЦЛ, образованной акустооптической ячейки ( - 2 м), то излучение после цилиндрического объектива 9 фокусируется практически в его фокальной плоскости. Нулевой порядок дифракции устраняется с помощью непрозрачного экрана 10, как и в обычных акустооптических устройствах. В плоскости фокусировки акустооптической ячейки 6 и цилиндрического объектива 9 располагает-, ся опорная маска 11 в виде транспаранта, установленная вплотную к чувствительной поверхности матричного ПЗС фотоприемника 12, Регистр сдвига матричного ПЗС фотоприемника 12, работающего в режиме временной задержки с накоплением, перпендикулярен линии фокусировки системыакустооптическая ячейка 6 - цилиндрический объектив 9,В прототипе сигнал с фазового детектора локатора подается в акустооптическую ячейку, длина которой при полосе пропускания порядка 30 - 40 МГц не превышает 20 мм для ТеОг, поэтому ограничена длительность принимаемого сигнала вследствие того, что он должен уместиться в апертуре акустооптической ячейки. Длительность такого сигнала составляет 20 - 25 мкс, что соответствует зоне обзора по дальности Л В = с Ьт/2, где с - скорость света, с - 33,5 км, Для конкретных применений это очень короткая зона обзора, при которой возрастает вероятность искажений изображения из-за систематических отклонений носителя с радаром от прямолинейного курса,Длительность сигнала в предлагаемых способе и устройстве ограничивается длительностью ЛЧМ-сигнала, которая может значительно превышать длину акустооптической ячейки и составлять более 100 мкс, что соответствует зоне обзора по дальности более 15 км, Поэтому предлагаемые способ и устройство имеют существенные преимущества перед прототипом,Формула изобретения 1. Способ формирования радиолокационного изображения в реальном масштабе времени путем оптической корреляционной обработки сигналов, заключающийся в формировании излучения и опорного сигнала, в1801218 тв ню45 150 оставитель В.Калмыковехред М,Моргентал Корректор А.Козори Реда кто 1190 Тираж Подписное .НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ак Про твенно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 периодической модуляции излучения сигналом с приемника радиолокатора, в совмещении промодулированного излучения с опорным сигналом, в интегрировании со смещением результирующего сигнала и формировании строк изображения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения диапазона дальностей обзора, модуляцию осуществляют временной, а перед совмещением с опорным сигналом производят развертку промодулированного излучения в пространстве с одновременной его фокусировкой в линию.2, Способ по п,1, отл ич а ю щи йс я тем, что производят линейную развертку излучения в пространстве,3. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что производят нелинейную развертку излучения в пространстве,4. Устройство для формирования радиолокационного изображения в реальном масштабе времени путем оптической корреляционной обработки сигналов, содержащее установленные последовательно полупроводниковый лазер, коллимирующую оптическую систему, первую цилиндрическую линзу, акустооптическую ячейку, расположенную в ее формальной плоскости, вторую цилиндрическую линзу, установленную софокусно с первой, причем образующие цилиндрических линз параллельны направлению расПространения ультразвука в экустооптической ячейке, а 5 также опорную маску, оптически сопряженную с матричным фотоприемником на приборах с зарядовой связью, блок управления матричным фотоприемником на приборах с зарядовой связью, модулятор и блок синх ронизации,отл ича ю щеес я тем,что, сцелью увеличения диапазона дальности обзора, в него дополнительно введены цилиндрический объектив, регулируемый источник постоянного тока, источник час тотно-модулированного сигнала и модулятор полупроводникового лазера, соединенные с синхронизатором, причем выходы источника постоянного тока и модулятора соединены с полупроводниковым ла зером, а выход источникачастотно-модулированного сигнала соединен с входом акустооптической ячейки, цилиндрический объектив установлен между второй цилиндрической линзой и опорной 25 маской с направлением образующей еголинз, перпендикулярным направлению распространения ультразвука в акустооптической ячейке, а опорная маска расположена в ее фокальной плоскости,