Дифракционный некогерентный оптико-электронный спектроанализатор пространственных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01R23/16 

11 Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для анализа энергетических спектров,например, в радиолокации, связи и т.д. . Известен некогерентный оптикоэлектронный анагшзатор спектра прост ранственных сигналов, содержащий пре образователь электрических сигналов в световое изображение, проецирующую линзовую систему,анализирующие оптические решетки, интег.риру кщую линзу, фотоприемники,усилители, квадраторы, сумматоры ij. Наиболее близким к предлагаемому является дифракционный когерентный анализатор спектра пространствен ных сигналов, содержащий оптически связанные ущэгвляе1Ф1й пространствен но некогерентный источник излуче- ния, интегрирующую и цилиндрические линзы, оптический транспарант с запи сью исследуемых сигналов и линейку фотоприемников, подключенных к регистрации и управления. . . - В известном устройстве оптический транспарант с записью анализируемых пространственных сигналов устанавли вается в переднюю фокальную Ш1Оскость цилиндрической линзы и освевдается с помощью коллиматора плоской монохроматической волной,когерентной по пространству. 3 задней йюкальной плоскс стй этой линзы распределение интенсивности пропорционально энергетическому спектр у пространственных сигналов, записанных на транспарант. Для считывания «пространственного распределения интенсивности в устройстве используются зеркала гальванометров,управляемые сигналом вившиего ге- нератора. Отраженные световые пучки от всех поканальных зеркал огранихдаваются общей дща рагмсй, выполненной в виде узкой наклонной щели, и фокусируются второй штиндрической линзой в виде узких полосок света на соответствующие фотоприемникн 2L Недбстатком известного спектроанализатора является также низкое быстродействие из-за применения слож ного оптико-механического устройст- ва считывания пространственного распределения интенсивности. Цепью изобретения является повышение быстродействия анализатора. 1 Поставленная цель достигается тем,что в дифракционном некогерентном оптико-электронном спектроанализаторе, содержащем оптически связанные пространственно-некогерентный источник излучения, интегрирую щую и цилиндрическую линзы, оптичес кий транспарант с записью исследУемых сигналов и линейку фотоприемников, подключенных к блокам регистрации и управления, выходы блока управления подключены соответственно к второму входу блока регистрации и к управляющему входу пространственноне когерентного источника излучения, выполненного в виде электронно-лучевой трубки. На чертеже приведена структурная схема пространственно-некогерентного оптико-злектроиного спектроанализатора пространственных сигналов. Устройство содержит оптически связанные пространственно-некогерентный источник I излучен1я, коллиматор 2,. иитегрирующую линзу 3, оптический транспарант А, цилиндрическую лин-зу 5, линейку фотоприемников 6, подключенную к блоку 7 управления, в качестве которого может быть использована микро-ЭВМ, выходы которого подключены соответственно к управляющему входу источника 1 пзлучекия и блоку 8 регистрации. Спектроанализатор работает следующим образом. ИзображениеlXX-Xo,-Yo) ,сформнров нкое в плоскости Р управляемого источника I излучения, проецируется коллиматором 2 и анаморфной оптической системой, т.е. интегрирующей линзой 3 и цилиндрической линзой 5 в плоскость линейки фотоприемников 6,В nrfocKocTH выходного зрачка линзы 3 установлен оптический транспарант 4 с переменным коэффицие том пропускания по амплитуде. Цилиндрическая линза 5 действует в спектроанализаторе по оси X как плоско-параллельная пластинка, а по оси У проецирует изображение транспаранта в плоскость считывания, что позволяет согласовывать геометрические разме-. ры изображения с размером элемента линейки фотоприемников по оси У. Осуществляя сканирование изображения в плоскости управляемого пространственно-некогерентного источника

1 излучения по командам, поступающим от блока 7 управления, выходные напряжения элементов линейки фотоприемйиков 6, пропорциональные сглаженным сйектрам реализаций, поступают в блок 7 управления, который отслеживает величину смещения XQ в соответствии с заданным частотным диапазоном анализа.

Измеряя значения сглаженных спектральных составляющих сигнала, блок 7 производит сравнение дисперсии полученной оценки с заданным уровнем, и в зависимости от метода сглаживания (оптимального или эмпирического),

осуществляет либо изменение вида функции в плоскости РП, либо изменение. параметров сглаживающего спектрального окна.

Если при вновь выбранных параметpax сглаживания дисперсия оценки меньше заданной, производится регистрация спектральных оценок, в блоке 8.

Осуществляя с помощью блока 7 управления сканирование изображения, сформиропанного в плоскости управляejijpro пространственно-некогерентного источ1 ка из луче ни я, у дается упростить оптико-электронный спектроанализатор за счет ликвидации сложного оптико-механического сканера и тем самым повысить его быстродействие, осуществлять выборочное очитывание спектральных составляющих обрабатываемого изображения. Изменяя интен сивность излучения в зависимости от уровня сигналау можно обеспечить наиболе.е точное (в -вероятностном смысле) преобразование спектральных составляющих (светового излучения) в цифровую форму.

Использование в устройстве S качестве излучателя пространственно-некогерентного источника излучения позволяет приблизительно в 2 раза снизить требования к разрешающей способности интегрирующей линзы по сравнению с требованиями, предъявляемыми к этому .параметру линзы при использовании ее в когерентном спектроанализаторе. Кроме того, в устройстве могут быть увеличены среднеквадратические аберрации,вызванные дефокусировкой, по сравнению с известным :устройством. приблизительно в 5 раз.

ДИФРАКЦИОННЫЙ НЕКОГЕРЕНТНЬЙ ОПГИКО-ЭЛЕКГРОННЬШ СПЕКТРОАН АЛИЗАТОР пространственных сигналов, со держащий оптически связанные управляемой пространственно-некогерентш 1Й источник излучения, интегрирующую и цилиндрическую линзы, оптический транспарант с записью исследуемых сигналов и линейку фотощ иемникрв, подключенных к блокам регистрации и управления, о т л и ч .а ю щ и и с я тем,что, с целью повышения -быстроде йствия, .выходы блока управления подключены соответственно к второму входу блока: регистрации и к управляющему входу§ пространственно-некогерентного источО) ника излучения, выполненного в Ш1де электронно-лучевой трубки. С