Сканирующий поляриметр Советский патент 1978 года по МПК G01J4/02 

1

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для nonnpHMeipHческих исследований протяженных космических объектов.

Известны устройства для поляриметрических исследований, позволяющие получать интегральную характеристику, объекта. Однако во многих случаях такая характеристика недостаточна для описания объекта. Эти устройства содержат модулятор, анализатор, приемник излучения, блок обработки информации и блок регистрации.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для поляриметрического исследования наблюдаемых в телескоп небесных тел . содержащее сканирующее устройство , блок обработки информации и блок регистрации. Это устройство дает возможность визуально наблюдать изменения поляризационных характеристик по поверхности объекта.

Недостатки известного устройства состоят в том, что они обладают малым быстродействием и не позволяют автоматизировать обработку информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия и обеспечение автоматической обработки информации.

Указанная цель достигается тем, что в сканирующем поляриметре, содержащем сканирующее устройство, блок обработки информации и блок регистрации, блок обработки информации выполнен в виде двухканального селектора, логарифмических усилителей, линии задержки, сумматора, амплитудного анализатора и фотометрического устройства, причем двухканальный селектор соединен с сумматором через логарифмический усилитель в одном канале и логарифмический усилитель и линию задержки в другом, а амплитудный анализатор и фазометрическое устройство подключены к выходу сумматора.

На чертеже изображена функциональная схема поляриметра.

Поляриметр включает в себя поляриметрическое сканирующее устройство 1, блок и обработки информации и блок 111 регистрации информации. -.

Сканирующее устройствоj состоит из диафрагмы 1, фазовращателя Фарадея

2, призмы Волластона 3, генератора 4 ступенчатых импульсов тока, телевизионной передающей трубки 5 и фотомeтpичecj oй системы 6 .

обработки информации состоит из двухканального селектора 7 зидеоимпульсов, ультразвуковой линии задержки 8, логарифхмических усилителей 9 и 10, сумматора 11, амплитудного анализатора 12, фазометрического устройства 13 и селектора 14 синхроимпульсов .

Блок III регистрации информации со-, держит два видеоконтрольных устройства 15 и 16 и совмещенных с ними соответственно цифровых индикаторов Поляризация 17 и Угол 18.

Поляриметрическое сканирующее уст ройство 1 служит для образования поляриметрических сигналов, определяющих в каждой точке исследуемого, объекта показатель поляризации и фазовый угол. Оптическая часть поляриметрического устройства, состоящая иЗ фазовращателя Фарадея 2 и призмы-Волластона 3, .обеспечивает получение двух поляриметрических изображений объекта на фотокатоде телевизионной передающей трубки 5. Она устанавливается в фокусе телескопа, с помощью которого производят наблюдения. Оптическая часть отъюстирована так, что направления двоения призмы и сканирования параллельны.

Интенсивности света, в зависимости .от показателя поляризацич, фазового угла и позиционного угла фазовращателя, равны:

,(Ф,-807

а2 0,5а 1Усоб2((.

Индексом i определяют номера элементов при разложении изображения на фотокатрде трубки { i 1 , 2,3,...);

Oj - интенсивность света первого

изображения; П - интенсивность света второго

изображения;

OQ - интенсивность падающего.све. та;

Рпоказатель поляризации; позиционный угол фазовращаЧттеля Фарадея; S - фазовый угол.

За время образования одной строки на выходе телевизионной фотометрической системы 6 получают два видеоимпульса, глубина модуляции которых соответствует распределению интенсивностей света в пределах идентичных фазометрических разрезов двух поляриметрических изображений объекта на фотокатоде трубки,

В сканирующем поляриметре использован магнитооптический эффект вращения плоскости поляризации с помощью фазовращателя Фарадея 2, выполненного на прозрачном ферромагнетике, возбуждаемом током ступенчатой формы генеротора 4, синхронизированным с частотой кадровой развертки телевизионной фотометрической системы. Благодаря фа/зовращателю позиционный угол за время обратного хода кадровой развертки получает приращение, изменяющееся по закону изменения ступенчатого тока:

It m , -.

fm-iT

где гИ - номер позиционного угла ( m 0,1,2,...,К); максимальный номер позиционного угла;

макс максимальное значение тока в катушке фазовращателя, соответствующее позиционному углу A3 приращение тока в катушке фазовращателя за время обратного хода кадровой развертки.

Телевизионная фотометрическая система 6 формирует полный телевизионный сигнал и обеспечивает передачу поляриметрической информации .по каналу связи на вход блока 11 обработки информации. Видеоимпульсы, содержащие поляриметрическую информацию, поступают на вход селектора 7 видеоимпульсов, управление которым осуществляется строчными синхроимпульсами. После селекции на отдельные каналы первый видеоимпульс задерживается с помощью ультразвуковой линии задержки « на время, равное половине периода строчной развертки, а затем подается на вход логарифмического усилителя 9. Второй видеоимпульс подается на вход логарифмического усилителя 10, где усиливается и инвертируется. Таким образом, на входы сумматора 11 от первого и второго каналов одновременно поступают, видеоимпульсы противоположной полярности, а на его выходе получают поляриметрический импульс, не содержащий яркостного сигнала изображения.

Распределение показателей поляризации по поверхности исследуемого объекта измеряется амплитудным анализатором 12с. изменяющимся порогом дискриминации, в котором за полный цикл работы фазовращателя выделяются поляриметрические импульсы равной амплитуды, соотбетствующие показателю поляризации.,

.

„-..g-j-7 (3)

мин

к - номер порога дискриминации

где ( « 0,1,2,. . ., N ;

., ма КС

-1г

7 щар квантования при дискретизации отсчета показателя поляризации; коэффициент 2,5 соответствует значениям показателей поляризации в звездных величинах.

Работа генератора бланкирующих импульсов (не показан) синхронизирована кадровыми синхроимпульсами, выделяемыми селектором 14 синхроимпульсов.

Регистрация поляриметрической информации осуществляется в блоке 111 регистрации информации с помощью двух видеоконтрольных устройств и совмещенных с ними цифровых индикаторов.

Первое видеоконтрольное устройство 15 подключено к выходу амплитудного анализатора 12 совместно с цифровым индикатором Поляризация 17. Оно служит для последовательного измерения распределения различных показателей поляризации по поверхности исследуемого объекта. Значения показателей поляризации Р, , еоответствукадих в каждом случае распределению светящихся точек на экране видеоконтрольного устройства/ высвечиваются на цифровом индикаторе Поляризация.

Распределение светящихся точек на экране второго видеоконтрольного устройства 16 соответствует распределению различных показателей поляризации с одинаковыми фазовыми углами, значения которых последовательно высвечиваются на цифровом индикаторе Угол 18.

С целью автоматического отождествления распределений светящихся точек с исследуемым объектом на входы видеоконтрольных устройств подаются видеосигналы изображения. Схема образования видеосигналов изображения и синхронизации для видеоконтрольных устройств с телевизионной фотометрической системой не показаны.

В сканирующем поляриметре предусмотрена возможность визуального наблюдения распределения различных показателей поляризации на экранЪ видеоконтрольного устройства 15. В этом случае поляриметрические импульсы снимаются непосредственно с выхода сумматора 11. При этом элементы изображения объекта с больщей яркостью соответствуют значениям больших показателей поляризации.

Формула изобретения

Сканирующий поляриметр, содержащий сканирующее устройство, блок обработS ки информации и блок регистрации, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия и автоматизации обработки информации, блок обработки информации выполнен в виде

20 двухканального селектора, логарифмических усилителей,линии задержки, сумматора, амплитудного анализатора и фазометрического устройства, причем двухканальный селектор соединен с сумматором через логарифмический усилитель в одном канале и логарифмический усилитель и линию задержки в другом канале, а амплитудный анализатор и фазометрическое устройство под ключены

30 к выходу сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 146070, кл.Q 01 Ы 2140, 14.03.61.

2. Авторское свидетельство СССР № 165914, кл, С( 01 N 21/40, 26.10.64.

jL

L.

I IJ