Оптическое диаграммообразующее устройство Советский патент 1984 года по МПК H01Q21/00 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к акустооптоэлектронике, и может быть использовано в антенных и акустических системах. Известно оптическое диаграммообразунхцее устройство, содержащее прос странственно-временной модулятор света (ПВМС), каналы которого подклю чены к соответствующим элементам плоской антенной решетки (АР) и уста новлены в передней фокальной плоскос ти собирающей линзы, позволяющие осуществлять параллельный обзор пространства путем формирования сплошного веера диаграмм направленности (да) 1 . Однако выходной образ таких уст.ройств формируется в координатах направляющих косинусов, что не позволяет реализовать распознавание образов, инвариантное к масштабу и повороту. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является оптическое диаграммообразугощее устройство, содержащее плоскую АР, элементы которой подключены к соответствующим каналам ПВМС, установленного в передней фокальной плоскости собирающей линзы, задняя фокальная плос кость которой является выходной 2. Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не позволяет реализовать ра.спознавание образов, инвериантное к масштабу и повороту, поскольку его выходной образ формируется в координатах направляющих косинусов. Цель изобретения - формирование выходного образа в экспоненциальном масштабе по углу места и в линейном по азимуту. Поставленная цель достигается тем что в оптическом диаграммообразующем устройстве, содержащем плоскую АР, элементы которой подключены к соотве каналам пространственновременного модулятора света, установ ленного в передней фокальной плоское ти первой собиракяцей линзы, в него введены вторая собирающая линза, передняя фокальная плоскость которой совмещена с задней фокальной плоскостью первой собиракяцей линзы, и ам плитудно-фазовый транспарант, установленный в задней фокальной плоскос ти первой собирающей линзы, причем прозрачность транспаранта определяет ся формулой 0-2JI T(A,)J jeKp|-ikR j expcicosp.i-()(b, где X и у - координаты точек в плоскости транспаранта; i - мнимая единица; k - волновое число радиоволны;RP . kDV УТбОЛ; . D - диаметр плоской антенной решетки; W - заданная среднеквадратическая ошибка формирования диаграммы направленности;{/. и /3 - переменные интегрирования; К - волновое число световой волны; f - фокусное расстояние первой собирающей линзы; т и т, - отношения размеров антенной решетки и пространственно-временного модулятора света по соответствующим осям. На чертеже изображена схема оптического диаграммообразующего устройства . Предлагаемое оптическое диаграммообразующее устройство содержит плоскую АР 1, .элементы 2 которой подключены к соответствующим каналам 3 ПВМС 4, установленного в передней фокальной плоскости первой собирающей линзы 5, задняя фокальная плоскость первой собирающей линзы 5 совмещена с передней фокальной плоскрстью второй собирающей линзы 6, задняя фокальная плоскость dtft, которой является выходной. При этом в общей фокальной плоскости первой и второй собирающих линз 5 и 6 установлен амплитудно-фазовый транспарант 7. Источник радиоизлучения 8 с угловыми координатами о и отображается в выходной плоскости в виде светового пятна 9. Оптическое диаграл ообразующее устройство работает следующим образом. Сиг налы, принятые элементами 2 плоской РА 1, управляют соответствукяцими каналами 3 ПВМС 4, формируя тем самым (при просвечивании последнего коллимированным светом) оптическ5/ю модель принятого излучения. В результате преобразования Фурье с помощью первой собираницей линзы 5 в ее заднейфокальной плоскости ху воспроизводится угловое распределение источников, расположенных в дальней зоне ЙР, в виде дифракционных пятен, совпадающие по форме с ДН АР в кооринатах направляющих косинусов cos d cos р. Амплитудно-фазовый транспараят 7 и вторая собиракядая линза 6 осуществляют преобразование полученного образа в экспоненциальном масштабе по углу места и в линейном - по азимуту. Чтобы понять последнее, обратим внимание на то, что при параметре kRg/(kD)2/fleol систем из первой и второй собирающей линз € и б и амплитудно-фазового транспаранта 7 осуществляет преобразование свертки светового сигнала после ПВМС 4 с чисто -экспоненциальной функцией аргумента exp ot . Поэтому, указанная свертка с точностью до.тй эквивалентна преобразованию Фурье в экспоненциальном масштабе ехр о по углу места.

Таким образом, устройство позволяет формировать выходной образ в экспоненциальном масштабе по углу места и в линейном - по азимуту.

ОПТИЧЕСКОЕ ДИАГРАММООБРАЗУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее плоскую антенную решетку, элементы которой подключены к соответствующим каналам пространственно-временного модулятора света,установленного в передней фокальной плоскости первой собирающей линзы, отличающее с я тем, что, с целью формирования выходного образа в экспоненциальном масштабе по углу места и в линейном по азимуту, в него введены вторая собирающая линза, передняя фокальная плоскость которой совмещена с задней фокальной плоскостью первой собирающей линзы, и амплитудно-фазовый транспарант, установленный в задней фокальной плоскости первой собирающей линзы, причем .прозрачность транспаранта определяется формулой а гп Ti..hn;xpj,-K.p..3,b.jL/-i,.i,w,, I о чю J / X и где - координаты точек в плоскости транспаранта; i k -14нимая единица; -волновое число радиоволны; kDVli60d; R о D -диаметр плоской антенной 1 решетки; Уд -заданная среднеквадрати 0 ческая ошибка формирования диаграммы направленС ности ; rfw -р k f -переменные интегрирования; -волновое число световой волны; фокусное расстояние первой собирающей линзы; m,i и ,m со со со -отношения размеров антенной решетки и пространственно-временного модулятора света по соответствующим осям. 4