427299

Сотоз СоветскиттСоциалистииесааРеслубаик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ)М. К 1 87/52 Гасударственный намнтат Ваввта Инннстраа СССР аа делам нзобретеннй н атнрытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СИГНА АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ, Цель иэобреобработки сиги повышение точности нимаемых антенной, я тем, что в пред- ежду сферической для съема информа В сирующая цилиндриинэа, смещенная в относительно оптинное расстояниеемого устройства 2 О н алов пр тигаетсйстве решеткои, дос лагаемом устро линзой и устрой ции установлена ство компен ческая отрицате вертикальной пл ческой оси на о ь оскост предел Блок-схемаедена на писывертежодераэе е.жит источник кор) 1, расширитель2, коплиматор 3,4, диафрагму раэд стройствосвета (л рообъекатив рент уча о пения ф тел е Изобретение относится к радиолокационной технике.Известно устройство для оптической обработки сигналов антенной решетки, содержащее источник когерентного света, рас ритель луча, коллимвтор, ограничитель а туры, диафрагму разделения каналов, ул .раэвуковой модулятор света, интегрирующую сферическую линзу и устройство для съема информации. каналов 5, ультразвуковой модулятор ,света 6, сферическую интегрирующую линзу7, цилиндрическую компенсируюшую отрицательную линзу 8, устройство для съемавыходной информации 9,Работает устройство следующим образом.Узкий пучок света когерентного источника, пройдя расширитель, коллиматор и огра-ничитель, в виде параллельного пучка когерентного света падает на ультразвуковоймодулятор. Сигнал с выхода элементовантенной решетки подводится к пьезоэлектрическим преобразователям (на черте"же не показаны) соответствующих каналовультразвукового модулятора света,Ультразвуковая волна, возбуждаемая всветопрозрачном звукопроводе (на чертежене показан) модулятора, изменяет показатель преломления среды. В реэуль)гате этого амплитудио-фаэовое распределение принимаемого радиолокационного поля преобразуется в оптическую неоднородность звукопровода. В направлении распространения ультраэвуковой волны (по оси .х ) коэффициентпреломления среды изменяется в соответсв- ввдни с временной модуляцией сигнала. В направлении расположении каналов ультразвукового модулятора (по оси у ) изменение коэффициента преломления среды определяется распределением поля по раскрыву антея-;5ной решетки,Ультразвуковые водны, дойдя до днакюветы (на чертеже не показана)полностью поглощаются, В результате этогокогерентный световой поток, проходящийчерез модулятор, модупируется по фазе всоответствии с пространственно-временнымизменением принимаемого сигнала. Этимобеспечивается пространственная модуляцияволнового фронта на выходе модулятора,Диафрагма 5 разделяет каналы обработкис целью исключения их взаимного влияния.Пространственно-модулированная волнасвета при дальнейшем распространении разделяется на составляющие, называемые дифракционными порядками. Дифракционныесоставляющие света, пройдя сферическюинтегрирующую линзу 7, распространяются,сходящимся пучком.Изменение показателя преломления среды модулятора по) закону ЛЧМ сигналаэквивалентно определенному участку линзы френеля. Это значит., что одна из дифракционных составляющих (например; +1-йпорядок, если частота сигнала увеличивается во времени) испытывает воздействиесобирающей линзы а на другую дифракционную составляющую (-1-й порядок) воздействует рассеивающая линза. Это приводитк тому, что в фокальной плоскости интег 35рирующей линзы 7, которая является ппо,скостью съема выходных данных, при отсутствии цилиндрической линзы 8 дифракционные составляющие света оказываютсянеполностью сфокусированными. Спедова 40тельно не выполняются наилучшие условияобнаружения сигнала по максимуму интен-,сивности света, и отсчет углового положения цепи невозможен,Дпя устранения этого недостатка на45пути модулированного пучка света, например после сферической линзы 7, установлена цилиндрическая линза 8, фокусное)асстояиие которой равно эквивалентному"фокусному расстоянию" обрабатываемого,ЛЧМ сшнапа. Если линза 8 рассеивающая,она компенсирует влияние эквивалентной,.обирающей линзы, В результате этогоф 1 -й порядок дифрагированного светаббфокусируется и пятно в фокапьной плоско-)сти сферической линзы 7. Аналогично можп)1 .фокусировать -1-й порядок, если илиндрическая линза 8 -собирающая, В.информационном смысле оба порядка)дифракции равноценны.По положению центра светящегося пятна в задней фокальной плоскости в,момент максимума яркости устройством,)съема отсчитываются угловая координата 6 Гцели (по оси ,2) ) и средняя частота сигна 2ла 10 (по оси Х 2), пропорциональная радиальной скорости цели. По задержке момента достижения максимальной яркости светового пятна относительно времени излучения зондирующего сигнала определяют расстояние до цели.Определение параметров предлагаемого устройства, связанных с введением компенсирующей цилиндрической линзы, основано на следующем. При оптической обработке ЛЧМ сигнала расстояние, на котором фокусируется дифракционный максимум +1-го порядка, составляет несколько десятков метров, Это расстояние определяют по формуле./ 6Й - ) )0 дгде: ( - скорость распространения ультразвука в замедляющей среде модулятора;- длительность сигнала;Д - длина волны света.;,- ширина спектра сигнала.Для уменьшения этого расстояния при обработке используют ) приближающую линзу с требуемым фокусным расстоянием. Однако при этом оказывается, что в ее задней фокальной плоскости формируется оптический аналог спектра ЛЧМ сигнала, а оптический аналог сжатого ЛЧМ сигнала, соответствующий сфокусированному цифракционноду пятну +1-го порядка, ш)едставпяю)щий интерес, находится впереди фокапьпой плоскости нп некотором ра)".Стоянии от нее, пропорциональном Х , При испопьзовании систем, сочетающих технику сжатия ЛЧМ импульсов и обработки сигнапов инейной антенной решетки, последнее обстоятельство служит препятствием для оптической фильтрации, так как црибпижакшшя линза в этом случае должна быть сферической и выполнять двумерное преобразование фурье, а выходная Информация в виде дифракционных пятен должна нажать в задней фокальной плоскости э:ой линзы, Описанное вьппе препятствие обусповпм кнад+1-му порядку дифракции световой волны,промодулированной ЛЧМ сигналом,Отрицательная линза 8 с фокусным рас.стоянием- ; компенсирует этот фак озовый сдвиг, в результате чего световоепятно, соответствующее сжатому ЛЧМ импульсу, формируется в задней фокальнойплоскости сферической линзы 7, Кроме того, частота ЛЧМ сигнала изменяется линейно отдо ( . Это приводит кмин макс.тому, что в момент полного нахожденияЛЧМ импульса в модуляторе фаза света впределах апертуры изменяется от 92 М 1 7цо Ф =2 Я % по несимметричному квад-2 пааратичному закону, фазовое же преобразование линзы является квадратичным и симметричным, если оптическая ось системыпроходит через оптический центр линзы.Так как оптическая ось .системы проходитчерез центр апертуры ультразвукового модулятора, то для согласования законов чзменения фаз ЛЧМ сигнала и компенсирующей лйнзы нужно последнюю сместить ввертикальной плоскости в направлении осиХ, на некоторое расстояние, определяемое выражением=,". - "Й 0 иакС -иив /где 1 - волновое число,11 редмет изобретения Устройство для оптической обработки сигналов антенной решетки, содержашее источннк когерентного света, на оптической оси которого последовательно расположены расширитель луча, коллиматор, ограничитель апертуры, диафрагма разделения каналов, ультразвуковой модулятор света, на который подаются импульсные сигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), интегрируюшая сферическая линза и устройство для съемаинформации, о тли чающе ес я 10 тем, что, с целью повышения точностиобработки ЛЧМ сигналов, принимаемых ан. тенной решеткой, между сферической линзой и устройством для съема информации ; установлена компенсирующая цилиндричец ская отрицательная линза с фокуса и;.стоянием Ч 7, смещеннаяверги;скальной плоскости относительно олгив:. ц оси на величинугде- скорость распространения ульгр:.25 звука в замедляющей среде;7 - длительность импульса.- длина волны света,Ср( - ширина спектра ЛЧМ .и пал;30К - волновое число;- максимальная частота ЛЧМ сиг. - ,макс,нала;минимальная частота ЛЧМ сщ и- минла,