СПОСОБ ОТОБРАЖЕНИЯ ВНЕШНЕЙ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ОБЛАСТИ ПРОСТРАНСТВА ВО ВНУТРЕННЮЮ ОБЛАСТЬ НАБЛЮДЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК G01S13/58 

Изобретение относится к томографии и может быть использовано для многоракурсной съемки и радиолокационного томографирования контролируемой области пространства однопозиционной системой со сверхбыстрым сканированием [Гинзбург В. М. Формирование и обработка изображений в реальном времени: Методы быстрого сканирования. - М.: Радио и связь, 1986. - 232 с.].

Известен способ томографирования (планиграфия) [French Patent 53646, Paris, France, 1921. ], [Пикалов В.В., Преображенский Н.Г.Реконструктивная томография в газодинамике и физике плазмы. - Новосиб.: Наука СО, 1987, с.14] , заключающийся в том, что синхронно перемещают в параллельных плоскостях любые два из трех участвующих в ней компонента - источник, объект, детектор, - оставляя неподвижным третий, регулируют скорость перемещений либо сдвигают объект в направлении, перпендикулярном плоскостям перемещения для выделения различных слоем с целью последовательного изучения строения трехмерного объекта. Недостатками данного способа являются ограниченная область применения, необходимость разнесенного пространственного положения приемника (детектора) и излучателя (источника) и невозможность отображения внешней области пространства во внутреннюю область наблюдения, т.е. способ требует априорного положения объекта томографирования во внутреннюю область наблюдения (между перемещающимися излучателями и приемником).

Известен способ томографирования (томосинтез) [Пикалов В.В., Преображенский Г. Реконструктивная томография в газодинамике и физике плазмы. Новосиб. : Наука СО, 1987, с.19], заключающийся в том, что источник излучения движется в некоторой плоскости и в определенных положениях посылает импульсы, которые пройдя через объект томографирования, фиксируются в плоскости приема (детекторов) на различные элементы (например, на различные фотопленки), затем осуществляют "обратное проецирование". Однако данный способ также имеет ограниченную область применения, требует разнесенного пространственного положения излучателя и приемника для многоракурсного исследования объекта томографирования и поэтому не позволяет отображать внешнюю область обзора во внутреннюю область наблюдения однопозиционной системой.

Общим недостатком обладает и способ планарной лазерно-индуцированной флуоресценции [Пикалов В.В., Преображенский Н.Г. Реконструктивная томография в газодинамике и физике плазмы. - Новосиб.: Наука СО, 1987, с.24], не позволяющий производить многоракурсную съемку исследуемого объекта (получать проекции объекта) [Троицкий И.Н. Статистическая теория томографии. - М.: Радио и связь, 1989, с.7] с помощью одноканальной совмещенной приемо-излучающей системы.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ формирования изображения объекта с использованием антенн с качанием за импульс (АКИ) [Гинзбург В.М. Формирование и обработка изображений в реальном времени: Методы быстрого сканирования. -М.: Радио и связь, 1986. - 232 с., с.30], заключающийся в том, что вокруг объекта томографирования располагают несколько (N+1) АКИ под разными углами, каждая АКИ совершает сверхбыстрое сканирование (СБС) при излучении радиоимпульса длительностью τ_u в заданном угловом секторе θ∈[0,θ_обз] по закону осуществляют прием в каждой i-ой АКИ при СБС в том же секторе [O,θ_обз] из нескольких (М) формируемых "слоев видимости" соответствующим законом СБС и формируют область пересечения (логического произведения) изображений, поступающих от отдельных АКИ. Данный способ имеет ограниченную область применения за счет невозможности отображения внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения и большие аппаратурные затраты при реализации томографирования за счет необходимости иметь несколько (N + 1) АКИ.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи расширения области применения за счет осуществления возможности отображения внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения при одновременном уменьшении аппаратурных затрат на многоракурсное исследование объекта за счет (N + 1)-кратного использования только одной АКИ.

Решение этой задачи наиболее актуально при формировании изображений [Гинзбург В.М. Формирование и обработка изображений в реальном времени: Методы быстрого сканирования. - М.: Радио и связь, 1986. - 232 с.], [Селекция и распознавание на основе локационной информации/ А.Л.Горелик, Ю.Л.Барабаш, О.В.Кривошеев, С.С.Эпштейн; Под ред. А.Л.Горелика. -М.: Радио и связь, 1990. - 240 с.], [Теория когерентных изображений/ П.А.Бакут и др. Под ред Н.Д.Устинова. - М. : Радио и связь, 1987. - 264 с.] и при необходимости многоракурсного исследования объекта (томографирование) [Пикалов В.в., Преображенский Н.Г. Реконструктивная томография в газодинамике и физике плазмы. -Новосиб. : Наука СО, 1987. - 232 с.], [Троицкий И.Н. Статистическая теория томографии. - М.: Радио и связь, 1989. - 240с.], [Дружинин В.В., Конторов Д. С. Конфликтная радиолокация (опыт системного исследования). -М.: Радио и связь, 1982. - 124с.], [Зельдович Б.Я, Пилипецкий Н.Ф., Шкунов В.В. Обращение волнового фронта. - М.: Наука, ГРФМЛ, 1985. - 240 с.], [Небабин В.Г., Сергеев В. В. Методы и техника радиолокационного распознавания. -М.: Радио и связь, 1984. - 152с. ] , [Ключников А.С. Радиооптика и голография. -Мн.: Университетское, 1989. - 224с.] с использованием однопозиционной совмещенной приемо-излучающей системы (одной АКИ).

Сущность изобретения состоит в том, что от неизвестного способа формирования изображения объекта с использованием АКИ, заключающемся в том, что АКИ совершает СБС при излучении радиоимпульса длительностью в контролируемом угловом секторе θ∈[0,θ_обз] по закону осуществляют с помощью АКИ прием из нескольких (M) формируемых соответствующим законом СБС при приеме "слоев видимости" и формируют область пересечения (логического произведения) изображений, предлагаемый способ отображения внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения отличается тем, что реализуется возможность отображения внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения при (N + 1)-кратном использовании только одной АКИ за счет дополнительного N-кратного повторения процесса "излучение-прием" в случае СБС луча антенны при последовательном изменении наклона волнового фронта излучаемой волны за счет последовательного изменения законов СБС на излучение и на прием согласно выражений


где


θ∈[0,θ_обз];
t_oj = R_oj/c; (5)
R_Oj - дальность до j-го "слоя видимости",
ψ_изл(пр)(θ) - функция фазовой задержки излучаемой (принимаемой) волны в направлении главного максимума θ , вызванной комплексной диаграммой направленности антенны при сканировании;
φ_oij(θ) - функция детерминированных возмущений фазового фронта, возникающих при распространении волны до объекта, отражении от объекта и обратном распространении;
ω_o = 2πf_o - частота зондирования;
c - скорость распространения волны;
γ_max - максимальный угол, ограничивающий ракурс зондирования, определяемый из уравнения для максимальной длительности излучаемого радиоимпульса

а формирование области пересечения (логического произведения) изображений осуществляют после получения всех (N + 1) изображений.

Сущность способа поясняется на фиг. 1-4, где соответственно обозначено:
- геометрия задачи формирования линейного волнового фронта (фиг. 1);
- распределение ширины формируемых "слоев видимости" δR(θ) (фиг. 2);
- пример распределения длительности излучения и приема в секторе сканирования (фиг. 3);
- блок-схема системы, реализующей предлагаемый способ отображения внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения (фиг. 4).

Сущность способа заключается в следующем.

Одноантенный вариант совмещенной АКИ [Гинзбург В.М. Формирование и обработка изображения в реальном времени: Методы быстрого сканирования. -М: Радио и связь, 1986. - 232с., с.26] совершает сверхбыстрое сканирование (СБС) луча антенны при излучении сигнала длительностью по закону в угловом секторе [0,θ_обз] контролируемой области пространства. Закон СБС должен быть выбран таким образом, чтобы излучаемая волна имела линейный волновой фронт под некоторым углом к направлению распространения (γ).
Геометрия задачи формирования линейного волнового фронта, имеющего требуемый угол γ = γ₁ к направлению распространения, представлена на фиг. 1.

Пусть комплексная ДНА вносит различные фазовые задержки излучаемого сигнала при изменении направления θ ее главного максимума (при СБС) ψ_изл(θ), тогда с учетом запаздывания излучения волны в направлении θ на величину t_изл(θ) относительно начала СБС волновой фронт излученной волны через время t₀ (т.е. на дальности R₀ = ct₀) будет описываться уравнением
kR(θ)-ψ_изл(θ) = ω_o[t_o+t_изл(θ_обз-θ)], (6)
где k = 2π/λ - волновое число;
R(θ) - дальность распространения волны со скоростью c в направлении θ∈[0,θ_обз]. Данное уравнение справедливо для каждой гармонической составляющей ω_o излученного сигнала [Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А. П. Теория волн. -М.: Наука, ГРФМЛ, 1979. - 384с.]. При этом полагается, что скорость сканирования такова, что не приводит к существенному изменению частоты излучаемого сигнала. В этом случае использование теоремы синусов (фиг. 1) позволяет записать соотношение
R(θ)cos(γ₁+θ_обз/2-θ) = R_ocos(γ₁-θ_обз/2). (7)
Решением уравнения (1) с учетом соотношения (7) является выражение

Для выполнения условия нормировки Гинзбург В.М. Формирование..., с. 38]:

время разворота ДНА в угловом секторе сканирования [0,θ_обз] (длительность излученного импульса) определяется выражением

Таким образом, закон сканирования ДНА в режиме излучения сигнала для формирования линейного волнового фронта под углом γ_o к направлению распространения должен иметь следующий вид

Но система при СБС в режиме излучения реализует не только функцию задержки в распространении волнового фронта излучаемой в направлении θ волн (формирование волнового фронта), но и в силу конечных размеров ширины ДНА (θ_o) реализует также функцию распределения длительности излучаемого в каждом направлении θ∈[0,θ_обз] импульса [Гинзбург В.М. Формирование...,с. 38].

Распределение длительности излучаемого в каждом направлении θ импульса соответствует процессу формирования "слоя видимости" по дальности шириной δR_o(θ) [Гинзбург В.М. Формирование..., с. 28]:

Пример формируемого при СБС "слоя видимости" представлен на фиг. 2.

Через некоторое время t₁=2R_o после окончания излучения антенна начинает СБС по законам для приема отраженного сигнала из соответствующего j-го "слоя видимости".

Формирование "слоя видимости" может быть осуществлено либо одним лучом, последовательно производя СБС при мгновенном возращении его в начало сканирования θ = 0 [Гинзбург В.М. Формирование..., с. 26, 28], либо производя СБС многолучевой ДНА [Гинзбург В.М. Формирование..., с. 29]. При этом законы СБС при приеме отраженного сигнала цлесообразно выбирать из условия самофокусировки антенны, т.е. обеспечивая плоский фронт падающей волны на поверхность (плоскость) антенной решетки. Для этого по аналогии с задачей формирования линейного волнового - фронта при изучении (фиг. 1) запишем уравнение для детерминированной составляющей волнового фронта принимаемого сигнала

где ϕ_пр(θ) - фазовая задержка, вносимая ДНА при приеме сигнала с направления θ главного максимума;
φ_oji(θ) - фазовая диаграмма обратного рассеяния из j-го "слоя видимости".

Если скорость СБС dθ/dt такова, что не приводит к существенному изменению частоты принимаемого сигнала, то используя теорему синусов (фиг. 1):
R_j(θ)cos(θ-θ_обз/2) = R_ojcos(θ_обз/2), (16)
выражение для СБС при приеме примет следующий вид (см (2))

Принятые реализации сигнала запоминается. Далее повторяют этот процесс "излучения-приема" еще N раз: при последовательности изменении углового положения формируемого при излучении по закону линейного волнового фронта, а закон сканирования при приеме должен каждый раз рассчитываться согласно (2).

По окончании (N+1)-кратного повторения процесса "излучение-прием" записанные реализации отраженного сигнала, полученные при облучении контролируемой области пространства под различными ракурсами представляют собой Радоновский образ пространственной диаграммы обратного рассеяния контролируемой области пространства, т.е. за счет изменения угла наклона излучаемого волнового фронта формируются разноракурсные изображения этой области облучения, что эквивалентно отображению внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения (для томографирования) [Троицкий И.Н. Статическая теория томографии. - М.: Радио и связь, 1989, с. 11].

Необходимо отметить, что, как видно из формулы (5), при увеличении угла наклона линейного волнового фронта к направлению распространения увеличивается и длительность излучения (время разворота ДНА в секторе сканирования [0,θ_обз]), что налагает ограничения на физическую реализуемость предлагаемого способа:

поэтому диапазон ракурсов зондирования [-γ_max; γ_max] ограничен величиной
Пример. Пусть функция фазовой задержки излучаемой (принимаемой) волны в направлении главного максимума θ постоянны
ψ_изл(θ) = ψ_пр(θ) ≡ 0,
а функция детерминированных возмущений фазового фронта не оказывает существенного влияния на распределение волнового фронта волны.

φ_oij(θ) ≃ 0,
тогда время разворота ДНА в угловом секторе обзора [0,θ_обз] при излучении τ_u(γ) (2) и при приеме τ_n(γ) (3)
τ_u= t_изл(θ_обз);
τ_n= t_пр(θ_обз), j=1,
как функции ракурса γ зондирования при θ_обз= 30^°, R_o1= 15 км представлены на фиг. 3.

Как видно из графиков на фиг. 3 принципиально преодолена трудность технической реализации многоракурсной схемы подсвечивания и регистрации, присущая сегодня практически всем способам томографических измерений, но для условий примера пределы ракурсов зондирования (3) ограничены (13)
γ ∈ [-50^°, 50^°],
т.е. γ_max= 50^°. Данное обстоятельство, присущее всем способам томографирования, приводящее к одному из основных практических ограничений томографирования за счет конечного числа получаемых проекций не является в большинстве случаев существенным. Так вопрос о возможности точного восстановления пространственной структуры диаграммы позиционного рассеяния (радиолокационного изображения) при конечном числе проекций имеет положительный ответ для определенного класса объектов, а не только для области пространства. Так, например, для осесимметричного объекта уравнение Радона переходит в уравнение Абеля и достаточно одной проекции.

Для объектов, сечения которых описываются произведением двух функций с разделенными переменными - двух проекций. И т.д. Возможно решение вопросов конечного числа проекций либо с учетом априорных сведений объекте (пространстве обзора), либо с использованием теоремы Котельникова для ограниченной области обзора (например, занимаемой объектом) и связи преобразования Радона и Фурье [Пикалов В.В., Преображенский Н.Г. Реконструктивная томография в газодинамике и физике плазмы. - Новосиб.: Наука СО, 1987. С. 12, 39, 48, 87, 175], [Левин Г.Г., Вишняков Г.Н. Оптическая томография. - М. : Радио и связь, 1989. С. 53].

Кроме того, необходимо отметить, что использование однопозиционной системы с СБС для организации томографирования приводит с появлению специфической особенности радиолокационной томографии, заключающейся в формировании пространственной структуры диаграммы позиционного рассеяния лоцируемой области. Диаграмма позиционного рассеяния (ДПР) показывает зависимость рассеянного поля от угла позиционности γ при фиксированном положении цели. Данное понятие ДПР принципиально отличается от известности понятий диаграммы рассеяния и диаграммы двухпозиционного рассеяния [Радиолокационные характеристики летательных аппаратов. М.Е.Варганов и др. Под ред. Л.Т.Тучкова - М.: Радио и связь, 1985.] и присуще только рассматриваемому случаю радиолокационной томографии на основе системы с СБС.

Так как в традиционном способе формирования изображения объекта с использованием АКИ априорно требуется N+1 АКИ и невозможно отображение внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения, то заявляемый способ позволяет отображать внешнюю область контроля во внутреннюю область наблюдения и требует только одной АКИ, получающей последовательно всю информацию об области наблюдения, чем и достигается решение поставленной задачи расширения области применения при одновременном уменьшении аппаратурных затрат на многоракурсное исследование лоцируемой области пространства.

Система, реализующая предлагаемый способ отображения внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения, состоит из АКИ 1, антенного переключателя (АП) 2, приемника (ПРМ) 3, запоминающего устройства (ЗУ) 4, системы управления антенной (СУА) 5, передатчика (ПРД) 6, первого 7 и второго 8 счетчиков-делителей (СТ), микропроцессора (МП) 9, элемента задержки (ЛЗ) 10 и синхрогенератора (ГТИ) 11, причем информационный вход антенны 1 подключен к выходу АП 2, первый вход АП 2 подключен к выходу ПРД 6, второй вход АП 2 соединен со входом ПРМ 3, выход ПРМ 3 соединен с информационным входом ЗУ 4, выход ЗУ 4 является выходом системы V, пусковой вход системы (ПУСК) подключен ко входу запуска ГТИ II и ко входам установки в начальное состояние МП 9 и счетчиков-делителей СТ 7 и СТ 8, выходы счетчиков-делителей 7 и 8 присоединены соответственно к входам разрешения записи и считывания ЗУ 4, выход МП 9 соединен с информационным входом СУА 5, выход СУА 5 соединен с управляющим входом АКИ 1, выход 11 подключен к синхровходу МП 9 и через ЛЗ 10 - к входам счетчиков-делителей СТ 7 и СТ 8 и синхровходам АП 2, СУА 5 и ПРД 6.

Система, реализующая предлагаемый способ, работает следующим образом.

Пусковой импульс на пусковом входе системы переводит МП 9, СТ 7 и СТ 8 в начальное состояние и запускает ГТИ 11. В начальном состоянии МП 9 подготовлен к расчету согласно (1) - (5) при i=0, а в начальном состоянии на выходах счетчиков-делителей СТ 7 и СТ 8 должен быть нулевой сигнал. По первому импульсу с синхрогенератора ГТИ 11 МП 9 рассчитывает закон СБС при излучении (при i=0), а по окончании расчета согласно (1) этим же импульсом через ЛЗ 10 АПЗ подключает выход ПРД 6, который начинает генерировать импульс длительностью ко входу АКИ 1, а СУА 5 при этом обеспечивает СБС луча антенны (АКИ 1) за время в заданном угловом секторе [0,θ_обз] по закону t_изл(θ), рассчитанному в МП 9. Этот же первый импульс с выхода ГТИ 11 через ЛЗ 10 поступает на входы счетчиков-делителей СТ 7 и СТ 8. Счетчик-делитель СТ 7 является счетчиком-делителем на 2, а счетчик-делитель СТ 8 является счетчиком-делителем на N+1.

По окончании действия импульса ПРД 6 и СУА 5 переводит луч АКИ 1 в начальное направление (θ ≡ 0). Через некоторое время с после окончания действия импульса ПРД 6 и ГТИ 11 вырабатывает второй импульс, по которому МП 9 рассчитывает закон СБС на прием а через ЛЗ 10 АП 2 подключает выход АКИ 1 ко входу ПРМ 3, а СУА 5 обеспечивает СБС, например при приеме, многолучевой количество лучей) АКИ 1 за время в секторе обзора [0,θ_обз] по закону Этот же второй импульс с выхода ГТИ 11 поступает на входы счетчиком-делителей СТ 7 и СТ 8. На выходе счетчика-делителя СТ 7 появится импульс, который поступает на вход разрешения записи ЗУ 4. При СБС АКИ 1 на прием на выходе АКИ 1 и, соответственно через АП 2 и ПРМ 3, на выходе ПРМ 3 будут последовательно появляться реализации отраженного сигнала из каждого "слоя видимости", которые и будут записаны в ЗУ 4. Таким образом, в ЗУ 4 запишется информация о диаграмме рассеяния контролируемой области пространства при ракурсе зондирования γ_o= γ_max(i=0).
После окончания сканирования на прием возвращает луч АКИ 1 в начальное направление (θ=0). Через некоторый промежуток времени t_пп на выходе ГТИ 11 появляется третий импульс, по которому МП 9 осуществит расчет закона СБС на излучение после чего через ЛЗ 10 АП 2 подключит ПРД 6 ко входу АКИ 1. При этом ПРД 6 начинает генерировать импульс длительностью а СУА 5 обеспечивает СБС АКИ 1 за время в секторе [0,θ_обз] по закону Этот же третий импульс поступает на входы счетчиков-делителей СТ 7 и СТ 8. По окончании действия импульса ПРД 6 переводит луч АКИ 1 в начальное направление (θ=0). Через время после окончания действия импульса ПРД 6 ГТИ 11 вырабатывает четвертый импульс, по которому МП 9 рассчитывает закон СБС на прием а через ЛЗ 10 АП 2 подключает выход АКИ 1 ко входу ПРМ 3, а СУА 5 обеспечивает СБС многолучевой (М) АКИ 1 за время в секторе обзора [0,θ_обз] по закону Этот же четвертый импульс с выхода ГТИ 11 поступает на входы счетчиков-делителей СТ 7 и СТ 8. На выходе счетчика-делителя СТ 7 появится импульс, который поступает на вход разрешения записи ЗУ 4. При СБС на выходе АКИ 1 и, соответственно, через АП 2 и ПРМ 3, на выходе ПРМ 3 будут последовательно (j=1,M) появляться реализации отраженного сигнала из каждого "слоя видимости", которые и будут записаны в ЗУ 4. Таким образом, в ЗУ 4, запишется информация о диаграмме рассеяния контролируемой области пространства при ракурсе зондирования По окончании СБС на прием СУА 5 возвращает луч АКИ 1 в начальное направление (θ=0). И т.д. ПРМ 3 служит для фильтрации высокочастотной составляющей принимаемого сигнала, т.е. для выделения огибающей.

По (2N-1)-му импульсу с ГТИ 11 МП 9 осуществит расчет закона СБС на излучение а через ЛЗ 10 этим импульсом АП 2 подключит ПРД 6 ко входу АКИ 1. При этом ПРД 6 начинает генерировать импульс длительностью а СУА 5 обеспечивает СБС АКИ 1 за время в секторе [θ_обз,0] по закону Этот же (2N-1)-й импульс поступает на входы счетчиков-делителей СТ 7 и СТ 8. По окончании действия импульса ПРД 6 переводит луч АКИ 1 в начальное направление (θ=θ_обз). Через время после окончания действия импульса ПРД 6 ГТИ 11 вырабатывает 2N-й импульс, по которому МР 9 рассчитывает закон СБС на прием а через ЛЗ 10 АП 2 подключает выход АКИ 1 ко входу ПРМ 3, а СУА 5 обеспечивает СБС многолучевой (М) АКИ 1 за время в секторе обзора [θ_обз,0] по закону Этот же 2N-й импульс с выхода ГТИ 11 поступает через ЛЗ 10 на входы счетчиков-делителей СТ 7 и СТ 8. На выходе счетчика-делителя СИ 7 появится импульс, который поступает на вход разрешения записи ЗУ 4. При СБС на выходе АКИ 1 и, соответственно, через АП 2 и ПРМ 3, на выходе ПРМ 3 будут последовательно появляться реализации отраженного сигнала из каждого "слоя видимости", которые и будут записаны в ЗУ 3. Таким образом, в ЗУ 4 запишется информация о диаграмме рассеяния контролируемой области пространства при ракурсе зондирования По окончании СБС на прием возвращает луч АКИ 1 в начальное направление (θ=θ_обз).
Через некоторое время τ_пп на выходе ГТИ 11 появляется (2N+1)-й импульс, по которому МР 9 осуществит расчет закона СБС на излучение а через Л 10 этим импульсом АП 2 подключит ПРД 6 ко входу АКИ 1. При этом ПРД 6 начинает генерировать импульс длительностью а СУА 5 обеспечивает СБС АКИ 1 за время в секторе [θ_обз,0] по закону Этот же (2N+1)-й импульс поступает на входы счетчиков-делителей СТ 7 и СТ 8. По окончании действия импульса ПРД 6 переводит луч АКИ 1 в начальное направление (θ=θ_обз). Через время после окончания действия импульса ПРД 6 ГТИ 11 вырабатывает (2N+1)-й импульс, по которому МП 9 рассчитывает закон СБС подключает выход АКИ 1 ко входу ПРМ 3, а СУА 5 обеспечивает СБС многолучевой (М) АКИ 1 за время в секторе обзора [θ_обз,0] по закону Этот же (2N+1)-й импульс с выхода ГТИ 11 поступает через ЛЗ 10 на входы счетчиков-делителей СТ 7 и СТ 8, на выходах которых появятся импульсы. При СБС на выходе АКИ 1 и, соответственно, через АП 2 и ПРМ 3 на выходе ПРМ 3 будут последовательно появляться реализации отраженного сигнала из каждого "слоя видимости", которые по импульсу с выхода СТ 7 будут записаны в ЗУ 4, т.е. в ЗУ 4 запишется информация о диаграмме рассеяния контролируемой области пространства при ракурсе зондирования γ_N= -γ_max(i=N). По импульсу с выхода СТ 8 на вход разрешения считывания ЗУ 4 на выходе ЗУ 4 и, соответственно, на выходе системы появятся все записанные в ЗУ 4 реализации отраженных под разными ресурсами сигналов: т.е. (N+1)•M реализацией, что соответствует многоракурсному (N+1) изображению внешней контролируемой области пространства и эквивалентно многоракурсному исследованию внутренней области наблюдения. На этом система (фиг. 4) заканчивает свою работу. Для данной системы заданными (известными) являются величины
По сравнению с прототипом предлагаемый способ отображения внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения позволяет расширить область прототипа за счет осуществления возможности отображения внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения при одновременном уменьшении аппаратурных затрат на многоракурсное зондирование исследуемой области за счет (N+1)-кратного использования только одной АКИ (фиг. 1, 2).

Изобретение относится к томографии и может быть использовано для многоракурсного зондирования контролируемой области и радиолокационного томографирования на основе однопозиционной системы со сверхбыстрым сканированием. Сущность способа состоит в реализации возможности отображения внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения при одновременном уменьшении аппаратурных затрат на многоракурсное (N+1) зондирование исследуемой области за счет многократного (N+1) повторения процесса излучение-прием в случае сверхбыстрого сканирования луча антенны за счет последовательного изменения угла наклона волнового фронта излучаемой волны путем соответственного изменения законов сверхбыстрого сканирования при излучении и при приеме 4 ил.

Способ отображения внешней контролируемой области пространства во внутреннюю область наблюдения, заключающийся в сверхбыстром сканировании луча антенны при излучении радиоимпульса длительностью в контролируемом углом секторе θ∈[0,θ_обз] по закону приеме из нескольких (М), формируемых соответствующим законом сверхбыстрого сканирования луча антенны, при приеме "слоев видимости" и формировании области пересечения изображений, отличающийся тем, что дополнительно, N-кратно, повторяют процесс излучение-прием в случае сверхбыстрого сканирования луча антенны при последовательном изменении наклона фронта излучаемой волны за счет последовательного изменения законов сверхбыстрого сканирования на излучение и на прием согласно выражений:
где γ_i = γ_max(1-2i/N);



t_0j = R_0j/c;
R_0j - дальность до "слоя видимости";
ψ_изл(θ) и ψ_пр(θ) - функции фазовой задержки излучаемой и принимаемой соответственно, волны в направлении θ главного максимума, вносимые комплексной диаграммой направленности антенны при сверхбыстром сканировании:
φ_oij(θ) - функция детерминированных возмущений фазового фронта, возникающих при распространении волны до контролируемой области, отражении из этой области и обратном распространении;
ω_o = 2πf_o - частота зондирования;
c - скорость распространения волны;
γ_max/- максимальный угол, ограничивающий ракурс зондирования, определяемый из уравнения для максимальной длительности излучаемого радиоимпульса

а формирование области пересечения изображений осуществляют после получения всех (N + 1) изображений.