Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 71

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 71)

Как правило, при отображении целей (обработке сигналов) регистрируется только амплитудное распределение, фазовая же информация безвозвратно теряется, чем ослабляются потенциальные возможности систем по борьбе с помехами. В голографических устройствах использование всей информации, содержащейся в сигнале, который поступает на раскрыв антенны оз = ох Х йу, позволяет оптимизировать обработку сигнала не только во времени, но и в пространстве по раскрыву антенны. По существу дело сводится к тому, что голографическая обработка делает «видимым» волновой фронт, т.

е. амплитудное и фазовое распределения на апертуре знтенны. Для этого, очевидно, необходимо и достаточно тем или иным способом трансформировать волновой фронт из радиодиапазона в диапазон видимого света. Восстановление волнового фронта возможно только в случае, если РЛС является многоканальной и когерентной. Чтобы уяснить возможные пути повышения помехозащищенности РЛС при использовании голографических способов обработки, рассмотрим основные принципы построения голографических систем, 408 е (х, д, /) = Е (х, у, /) е ~~ '"' "' где Е (х, у, г) = ~е (х, у, /)! — распределение амплитуд поля в плоскости изображения хОу; <р (х, д, /) — распределение фаз. Ниже для простоты рассуждений рассматривается ста. ционарная голограмма, что дает возможность не учитывать времени.

Другими словами, предполагается что стабильность частоты сигнала такова, что за время фиксации голограммы разность фаз суммируемых отраженной и опорной волн меняется несущественно, При этом предполагается, что цель неподвижна. Процесс образования изображения в голографии проводится в две ступени.

Вначале производится запись голограммы, а затем осуществляется реконструкция волнового фронта (изображения). Задачей голографической установки является получение образа цели (предмета) путем запоминания рассеянного ею поля и последующего его воспроизведения. Для получения голограммы необходим источник когерентных волн, в качестве которого используется лазер. Голограмма получается при взаимодействии (интерференции) двух волн: волны, рассеянной предметом. и опорной волны, получаемой от источника когерентиого излучения. На регистрирующем устройстве (устройстве запоминания сигналов), например фотопластинке, записывается картина, возникающая в результате интерференции опорной и рассеянной волн, Чтобы интерференция имела место, цель (предмет) облучается опорной волной, которая целью рассеивается.

Часть рассеянной волны попадает на регистратор (фотопластинку), где взаимодействует с опорном волной. Пусть опорная волна плоская и падает на фотопластинку под углом О. Вдоль оси х линейной голограммы фаза меняется линейно: е = Еа ехр ( — / гэ„х), оз где ы„= (2п!Х) з(п О принято называть пространственной частотой.

Суммируясь в пространстве, рассеянная волна и волна опорного сигнала создают в плоскости фотопластинки поле, комплексная амплитуда которого описывается выражением е(х, у)=Е,е '""" +Е(х, у)е1»< .м. Фатозмульсня засвечивается примерно пропорционально мощности падающего сигнала. Поэтому на фотопластинке будет воспроизведена интерференционная картина вида 1 (х, у) = ! е (х, у)!' = Е«« + Е'(х, у) + +Е,Е(х, д) е'1""+~'"' "'1 + + Е, Е (х, у) е ' 1"" "+ ~ '"' "'1. (8.4.31) Из полученного выражения следует, чта третий н четвертый члены суммы несут полную информацию об амплитудном и фазовом распределениях отраженной волны.

При этом фазовая информация закодирована в форме фазовой модуляции «пространственного» сигнала: Е, Е (х, у) соз !«»,х + ~р (х, д)) Задача восстановления волнового фронта состоит в фазовой демодуляции (8.4.31) и устранении помехи, в качестве которой выступает Е, '+ Е' (х, у). Для фазового детектирования необходимо й достаточно перемножить (8.4.31) на сигнал вида (8А.32) е, = Е, ехр ( — 1«э,х). Восстановление же амплитудного распределения воз-.

можно, если пропускание Т (х, у) обработанной пластины будет пропорционально ее облученнасти, так что Т (х, у) = к,( (х, у), (8.4.33) где к, — коэффициент пропорциональности. Выражение (8.4.33) с учетом (8.4.31) называетсч уравнением голография. На втором этапе, называемом стадией восстановления предметной волны Е (х, д), голограмма облучается той же плоской когерентной волной.

Происходит дифракция пада1о- 4!О щей волны на интерференционной картине голограммы. За голограммой прн выполнении условия (8.4.32) образуется электромагнитное поле Е» *(х У)=е, (х, у) Т(х, д)=к е, (х, д)1(х у) =к»1(Ео [1+ ' " ~е ' "" -1-Е Е(х у)е«э<».», ! + (Ео Е (Х у) Š— М Оь»1) Š— ~»ч»» ~ (8.4.34) На выходе голограммы образуются три волны, которые соответствуют трем слагаемым выражения (8.4.34). Первая составляющая сохраняет направление опорной волны («», = (2п»») з)п О) и является помехой. Ее можно сделать малой за счет выбора амплитуды Е,. Вторая составляющая пропорциональна искомому распределению Е (х, у) х х ехр (1<р (х, д)) и является восстановленной рассеянной волной. Эта волна распространяется перпендикулярно плоскости голограммы, так как «»„=0.

Третья составляющая также пропорциональна восстанавливаемому полю, однако волна, порожденная этой составляющей, распространяется под углом — 2О ( — 2«э„ = (4п/Х) зйп ( — О)). Эта волна является комплексно-сопряженной исходной волне. На втором этапе голографического процесса формируются два изображения: — мнимое изображение, которое полностью соответствует истинному предмету; это изображение порождает вторая составляющая (8.4.34); — действительное изображение, создаваемое третьей составляющей; это изображение обладает свойством псевдоскопичности, т. е. имеет рельеф, обратный истинному (изображение впадин наблюдается как выступы и наоборот). Оба изображения могут быть реализованы в голографии. На практике чаще используется мнимое изображение.

Имеется большое разнообразие голографических схем, которые могут быть использованы и в радиодиапазоне на различных стадиях обработки сигнала !47, 142, 157). Знакомство с ними не входит в нашу задачу. Принципиально нет никаких особенностей формирования голограммы в радиодиапазоне, так как природа электромагнитных воля не зависит от длины волны. Если предположить, что существуют такие элементы (детекторы, нн- 411 тенсивности, подобные фотопластинкам в оптике), которые имеют способность фиксировать картину интерференции опорной и отраженной радиоволн, то информация об амплитудном и фазовом распределениях отраженного поля может быть восстановлена известными способами голографии.

Изображение предмета может быть воспроизведено при облучении радиоголограммы опорной когеренгной радиоволной. Однако это изображение предмета будет невидимым, ибо восстанавливается оно в радиодиапазоне. Для получения видимого изображения необходимо облучать радио- голограмму когерентной волной оптического диапазона. Однако получение изображения таким образом наталкивается в настоящее время на существенные технические трудности, поэтому применяют иной способ обработки. В голографических РЛС для получения видимого изображения радиоголограмма «трансформируется» в оптическую голограмму, которая в дальнейшем фиксируется и является долговременным носителем информации о наблюдаемой цели П57, 142).

В радиолокации голографическая обработка сигналов также распадается на два этапа. Сначала получают радиоголограмму, для чего передатчик формирует опорный радиосигнал, используемый для облучения цели. Радиосигнал, отраженный от цели, взаимодействуег на приемной стороне с опорным сигналом и обеспечивает формирование радиоголограммы, которая преобразуется в оптическую. На втором этапе осуществляется воспроизведение изображения. Для этого производятся описанные выше операции. Следовательно, отличие радиоголографии от оптической имеет место лишь на этапе получения голограммы, что обусловлено разницей в длинах волн электромагнитных полей радио- и оптического диапазона. Обычно в голографических РЛС (ГРЛС) используется антенная система в виде решетки.

Характеристики

Список файлов книги