Устройство обработки сигналов с симметричной линейной частотной модуляцией

О П И С А Н И Е 363929ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СОюз Советскик Социелистическ 1 к Республиква Л висимо от авт. свпдетельс 8,Ч.1971 (Уе 674 Заявлено М.Кл. 6 01 г 23/ 8/26-9) свтитет по лелвтв иеипем заявки Лев присоед Приорит изобретенк и открытий при Совете Мииистроа СССРОпубликовано 25,Х 11,1972,Дата опубликования описания УДК 621.317.757(088.8 юллетень Ъеза 19 7.1 И.1973 1 вторызобрстсцц убии и Н. Ф. Исхако 311 ЯВЦПСЛ УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ С СИМ 1 ЧЕТРИЧНОЙ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕ 1"Изобрс 1 синс стз носится и Обл;1 сги радиотехники, я именно, к устроистВям Оптимальной фильтрации сигналов.Известны устройства оптимальной филь. тряции сигналов, основанных ця использов- ши оп 1 и 1 Сских методов обработки информации. К их числу Относятся миогокяиал 1 цЫе Оптические бстроцствя типа спект 1 зоаиялизаторя или дифряктометра, обеспечивающие оптимальную фильтрацию многоканальных сигналов с линейной несимметричной частотной модуляцией. Эти устройства позволяют достаточно просто решать задачу когерентпой многоканальной обработки сигналов в радиолокационных станциях с синтезируемой апертурой.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 ца восстановленное изображение цели накладывается паразитцый фоц, соответс1 ц 101 ций 1 юс 10 яиио 1 сос;1 вляю 1 це 11 световогО сигнала и сопряженному изображению цели,Поэтому для разноса полезного изображения цели и фона применяется известный в го лографии метод записи сигналя с использованием несущей пространственной частоты. При этом изоора)1 ения цели фоня ОкязыВаются пространственно рязделешымц в поперечной, по отцошецшо к оптической оси устройства, О плоскости, но разрешающая способность системы ухудшается в два раза по сравнению с максимально возможной.Цель изобретения - повышение разрешающей способности системы.15 Цель достигается за счет того, что экран,размещенный перед регистрирующей фотопленкой, имеет щель, проходящую через оптическую ось системы, а перед экраном в фокальпой плоскости сферической линзы уста новлен низкочастотный фильтр, например, непрозрачная полоса, нанесенная на стеклянную подложку и проходящая через оптическую ось системы. Устройство позволяет, при восстановлении изображения точечного объекта с одно мерной голограммы, решать задачу отделенияполезного сигнала от сигналов фона без использования пространственной несущец.Ня чертеже приведена функциональнаясхема.зо Устройство содержит когерентиый источник45 50 55 60 света (лазер) 1, расширитель луча (микро- объектив) 2, коллиматор 3, фотопленку с записью обрабатываемых сигналов 4, цилипдриескую линзу 6, сферическую линзу 6, низкочастотный фильтр (пепрозрачную полосу, папесенную па стеклянную подложку) 7, непрозрачшш 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 лшгейному 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 дифракционных составчяющих; нулевую, плюс и минус первую и г, д, Практически дпфракционные составляющие, начиная со второго порядка, быстро убывают. Угол дифракцпи Я зависит от пространственной частоты сигнала. Для сигнала с симметричным линейным изменением частоты угол Я 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 дифракционцые 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 (составляю 510 15 20 25 30 35 40 4щая плюс первого порядка) формируется впереди плоскости, совпадающей с плоскостью низкочастотного фильтра 7, симметрично плоскости непрозра шого экрана с узкой цгелью 8,Ввиду того что сигналзаписанный 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 2, 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 фотоплешсп 4, служащей для преобразования обрабатываемого сигнала в световой аналоговый сигнал, можно использовать и другие носители сигнала, например ультразвуковой модулятор света, термопластическуюпленку и др. Предмет изобретения Устройство обработки сигналов с симметричной линейной частотной модуляцией, содержащее оптически связанные между собой источник когерент ого 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.Составитель В. истовРедактор Л. Мазуронок Техред Т. Миронова Корректоры Е, Денисова и 3. ТарасоваЗаказ 204 Изд.1076 Тираж 404 ПодписноеЦНИИГ 1 И Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская паб., д. 4,5Загорская типография