Teoria_i_tekhnika_obrabotki_radiolokatsi onnoy_informatsii_na_fone_pomekh (1021138), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Изображение же в частотной плоскости 2 — 2 преобразуется второй линзой во временную плоскость 118 3 — 3. В чацтотной плоскости 2 — 2 может устанавливаться при этом дополнительньпг транспарант, играющий роль частотной характеристики фильтра. Перс14ножение в частотной области приводит, как и ранее, к свертке во временной. Результаты оптической фильтрации в частотной области 'одновременно отображаются во временной плоскости 3 — 3. Развитием оптического фурье-преобразования функций одной переменной 9 является аналогичное преобразование функций двух переменных 9, ~), называемое двумернь1м.
Оно реализуется устройством вида рис, 12.25, а, если в нем установить линзу двойной кривизны, согласовав расположение главных нормальных сечений линзы с прямоугольными осями координат транспаранта (ось Ч считаем расположенной перпендикулярно плоскости чертежа). Двумерные преобразования в частотную плоскость Х вЂ” Х могут находить ряд применений. Они позволяют, в частности, сочетать межпериодную доплеровсскую обработку с усложненной внутрипериодной — сжатием широко-.
полосных сигналов или спектральным анализом при корреляционнофнльтровой обработке по типу рис. 10.14, 10.15. Для последнего случая опубликован вариант двумерной обработки пачки шестимикросекундных радиоимпульсов в полосе 150 МГц при разрешающей способности по частоте 500 Гц. Произведение длительности пачки на полосу около 3 1О' 1141!. По одной из координат $, т! или по обеим координатам могут грормираваться угловые каналы антенной фазированной решетка. Колебания модулей решетки вводятся для этого в плоскость 1 — 1 с помощью быстродействующих многоканальных динамических транспарантов.
Многоканальный ойтико-акустический транспарант рис. 12.25 содержит ряд параллельных прозрачных ультразвуковых линий задержки П„П,, ..., Пм, на которые подаются колебания от усилителей указанных модулей. Тогда в плоскости, нормальной распространению ультразвука, за счет фурье-преобразования обеспечивается угловое разрешение, а в плоскости распространения ультразвука— частотное.
Многократные и двумерные фурье-преобразования существенно расширяют возможности оптической обработки, позволяют правильно учесть ряд ее особенностей. Так, при пространственной модуляции прозрачности транспаранта образуется постоянная вдоль его поверхности составляющая светового потока, определяемая средним уровнем прозрачности. Е1, ® ©~ Перемножение знакопеременных функций, записанных на транспарантах в двух временных плоскостях, сопровождается поэтому наложением произведений каждой из этих функций на постоянную составляющую светового потока.
При многократных оптических рг пн преобразованиях это ведет к искажениям. Основываясь на технике фурье-преобразований, режектируют поэтому постоянную со- Рис. 12.26 179 ставляющую светового потока. Для этого в соответствующую частотную плоскость перпендикулярно пространственной оси оптической системы вводится малый затеняющий диск, непропускающий постоянную составляющую в следующую частотную плоскость. Точное расположение транспарантов и устройств съема в фокальных плоскостях преобразующих линз необходимо только для фурье- преобразований, Отличающееся от них преобразование при сжатии широкополосных радиоимпульсов было представлено на рис.
12.24. Другое подобное преобразование используется при соглсованной оптической когерентной обработке в радиолокаторах бокового обзора земной поверхности летательных аппаратов с синтезированным рас- КрЫВОМ аитЕННа1. 12.12. Согласованная оптическая могерентная обработка в радиолокаторах бокового обзора с синтезированным раскрывом При боковом обзоре, в отличие от кругового, антенны радиолокаторов, установленных на летательных аппаратах, не сканируют.
Разрешение элементов земной поверхности поперек линии пути производится, как обычно по запаздыванию отраженных импульсов. Оно тем выше, чем шире полоса частот. Разрешение и обзор вдоль линии пути связаны с непрерывным перемещением летательного аппарата с известной скоростью ч.
За время когерентного облучения и приема отраженного сигнала от произвольного участка земной поверхности для него образуется синтезированный антенный раскрыв, определяемый соответствующим перемещением истинного раскрыва антенны. Большая величина синтезированного антенного раскрыва определяет высокое разрешение вдоль линии пути после когерентной обработки информации. Для обеспечения обработки эта информация записывается за время полета. Выход фазового детектора при записи подается на электронно-лучевую трубку и регистрируется на фотопленке.
Скорость протяжки последней согласуется со скоростью ч летательного аппарата. В записи отображаются следующие существенные для обработки закономерности. Расстояние от фазового центра антенны до расположенного на поверхности (рис. 12.27) произвольного точечного вторичного излучателя А изменяется за время бокового обзора по закону г = ~' го+ ч (гл — 1) ге+ ч (тл — 1) !2гз. Здесь 1л — момент кратчайшего расстояния г, фазового центра антенны до А; отрезки ~ ч (1л — 1) ~ (( г„(их протяженность на рис.
12.27 для большей наглядности преувеличена). Квадратичному изменению времени запаздывания соответствует линейное изменение несуи1ей частоты отраясенного пачечного сигнала 1 = 1а (1 — (2!с) йгЫИ = 1о + (2чЧго2) ((л 1) *' В последнее время привлекает внимание оптическая обработка информации в разнесенных системах 1126, 1301. 1ВО с девиацией частоты за время его длительности т„ равной Л~ =' то ) ~Ц!й( ) = 2чвс,/гол. (12.33) )три полностью согласованной об- ло" работке и идеальной когерентности сигнала длительность то ограничивается.
шириной результирующей характеристики направленности реальной антенны на передачу и прием, расстоянием до участка земной поверхности г, и скоростью перемещения летательного аппарата ч. Ширину указанной характеристики в радианах оценим величиной ХЯ)Г2, где й — эффективный размер реального раскрыва антенны вдоль линии пути; множитель р 2 приближенно учитывает сужение результирующей характеристики на передачу и прием по сравнению с характеристиками на передачу и на прием порознь*з. Прн этом то =- (ЧйЯ 2 ) га(ч =- го 1'(ч й ) 2, й ~ = (ч(й) )' 2, У Ь ~ = Я ч )У 2, т.
е. величина те пропорциональна дальности г„, а величины тзг и 1!Л( от нее не зависят. Последняя величина соответствует временному разрешению пачек импульсов. Линейное разрешение вдоль линии пути ч(1/Лг) = сЦI 2, также не зависящее от г„повыишется с уменьшением й, хотя это и кажется на первый взгляд парадоксальным. Дело в том, что с уменьшением й расширяется реальная характеристика направ,тенности, увеличиваются времена накопления т, и размеры синтезированных раскрывов что на различных дальностях г,. Возможности уменьшения с( ограничиваются при импульсном излучении периодом следования Т,. Для воспроизведения спектра частот, определяемого частотной девиацией й), должно выполняться неравенство Л1' =-(ч(й)7 2 с 1(Та.
Разрешение вдоль линии пути Щ~2 = чТ„лнмитируется поэтому расстоянием, проходимым летательным аппаратом за период следования. Мера разрешения й()Г2 может оказаться меньше длины синтезированного раскрыва чт,. Полностью согласованная обработка связана тогда с фокусированием синтезированной антенны для различных дальностей г,. Обычное условие формирования характеристик направленности чт, ( ~''г,Х!2 (зона Фраунгофера, г, ) 2(что)'Й) при этом не соблюдается.
Синтезированные раскрывы при 4)Г2 ( чт, работают в зоне Френеля. Будучи основана на фотохимическом запоминании, оптическая когерентная обработка менее оперативна, чем, например, цифровая. Ее достоинством является простота фокусирования записей сигналов ' Возможное отклонение характеристики направленности не учитываем. 181 на проявленной фотопленке (ПФП) для различных дальностей г„ Пленка ПФП протягивается на л рис. 12.28 в вертикальном направ- Ъ Я ленин, развертки дальности разме- щены по горизонталям. Дальност- У ные элементы разрешения образуют И-ф по вертикалям динамические транс- ~~ ФфЩг ФУ паранты, соответствующие наложенным на шумы частотно-модулированным сигналам. В развитие /7рюжияа принципов рис.
12.24 вертикальные записи сигналов обрабатываются для всех элементов разрешения по дальности одновременно. дзьг ' Параллельный пучок света фокусируется поэтому в целую совокупность круглых отверстий, образуюРис. 12,ва щих узкую щель Щ в экране Э, за которой протягивается экспонируемая фотопленка ЭФП. Чтобы сократить габариты системы, используется линза Л; на возможность использования линз с этой целью уже указывалось в связи с рис. 12.24.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
