Оптоэлектронное устройство для обработки сигналов рлс с синтезированной апертурой

 

Изобретение может быть использовано для обработки сигналов РЛС с синтезированной апертурой в реальном масштабе времени. Цель изобретения - повышение разрешающей способности при визировании под углами, близкими к надиру. В состав устройства входят N-элементная антенная решетка 1, N-канальный преобразователь частоты 2, N-входовая аналоговая линия задержки 3, тактовый генератор 4, перемножитель 5, генератор ЛЧ м-сигнала 6. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для обработки сигналов РЛС с синтезированной апертурой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство-прототип, содержащее расположенные последовательно на одной оптической оси лазер, первый цилиндрический объектив, первый и второй акустооптические модуляторы, сферический объектив, диафрагму, второй цилиндрический объектив, пространственно совмещенные транспарант и фотоприемник, причем фокальные плоскости первого цилиндрического и сферического, сферического и второго цилиндрического объективов совпадают, диафрагма расположена в передней фокальной, а транспарант в задней фокальной плоскости второго цилиндрического объектива, акустооптические модуляторы включены встречно, при этом вход второго акустооптического модулятора подключен к выходу генератора линейного частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала, а вход первого модулятора через преобразователь частоты подключен к выходу приемной антенны.

Недостатком устройства-прототипа является резкое ухудшение разрешающей способности при приближении зоны обзора к линии пути, что связано с возможностью обрабатывать сигналы только одного приемного канала.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности при визировании под углами, близкими к надиру.

Цель достигается тем, что в оптоэлектронное устройство для обработки сигналов РЛС с синтезированной апертурой, содержащее N-элементную приемную антенную решетку, N-канальный преобразователь частоты, входы которого соединены с соответствующими выходами антенной решетки, генератор ЛЧМ-сигнала, последовательно расположенные и оптически связанные лазер, первый цилиндрический объектив, первый и второй акустооптические модуляторы, сферический объектив, диафрагму, второй цилиндрический объектив, пространственно совмещенные транспарант и фотоприемник, причем вход второго акустооптического модулятора подключен к выходу генератора ЛЧМ-сигнала, фокальные плоскости первого цилиндрического и сферического, сферического и второго цилиндрического объективов совпадают, диафрагма расположена в передней фокальной, а транспарант в задней фокальной плоскости второго цилиндрического объектива, а акустооптические модуляторы включены встречно, дополнительно введены N-входовая аналоговая линия задержки, связанная с тактовым генератором, и перемножитель, прием выходы N-канального преобразователя частоты соединены с соответствующими входами аналоговой линии задержки, выход которой соединен с первым входом перемножителя, второй вход которой соединен с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с генератором ЛЧМ-сигнала, а выход перемножителя соединен с входом первого акустооптического модулятора.

На чертеже представлена структурная схема оптоэлектронного устройства для обработки сигналов РЛС с синтезированной апертурой.

Оптоэлектронное устройство содержит N-элементную антенную решетку 1, N-канальный преобразователь частоты 2, N-входовую аналоговую линию задержки 3, тактовый генератор 4, перемножитель 5, генератор ЛЧМ-сигнала 6, лазер 7, коллиматор 8, первый цилиндрический объектив 9, первый акустооптический модулятор 10, второй акустооптический модулятор 11, сферический объектив 12, диафрагму 13, второй цилиндрический объектив 14, транспарант 15 и фотоприемник 16.

Устройство работает следующим образом.

Отраженные от зондируемого участка местности радиолокационные сигналы принимаются одновременно всеми элементами антенной решетки 1. Эхо-сигналы через преобразователь 2 поступают на входы аналоговой линии задержки 3. Генератор 4 вырабатывает последовательность тактовых импульсов, которая поступает на управляющий вход линии задержки 3, реализованной на приборах с зарядовой связью. При этом за первый такт осуществляется одновременная запись входных сигналов, а в течение остальных N тактов - последовательное считывание записанной информации. Диаграмма направленности приемной антенной решетки в направлении, поперечном линии пути носителя, формируется посредством Фурье-преобразования выборки сигналов, считываемых с выхода линии задержки. Спектральный анализ реализуется по алгоритму ЛЧМ-преобразования с использованием оптического когерентного процессора, реализованного на элементах 7-16. На вход первого акустооптического модулятора 10 поступает сигнал с выхода перемножителя 5, на вход второго акустооптического модулятора 11 - с выхода генератора ЛЧМ-сигнала 6.

Излучение лазера 7 при прохождении через акустооптические модуляторы 10 и 11 подвергается дифракции на акустических волнах, генерируемых на выходе перемножителя 5 и генератора ЛЧМ-сигнала 6. Оптическая система из сферического (12) и второго цилиндрического (14) объективов проецирует излучение лазера в плоскость транспаранта 15. При этом диафрагмой 13 блокируют нулевой порядок дифракции. Корреляционную обработку принятых РЛС-сигналов, перенесенных на оптическую несущую, по оси, вдоль которой синтезируется апертура антенной решетки, осуществляют путем пропускания дифрагировавшего на акустооптических модуляторах излучения лазера через транспарант 15 и его накопления фотоприемником 16, реализованным на основе матрицы ПЗС-структур, работающей в режиме временной задержки и накопления. Фокусные расстояния объективов выбираются из условия соответствия масштаба светового распределения в плоскости фотоприемника формату используемой матрицы. На выходе фотоприемника 16 в реальном времени последовательно формируются строки сфокусированного радиолокационного изображения. (56) Радиоэлектроника за рубежом. Обзоры. 1987, вып.4, с.12-25, рис.7.

Формула изобретения

ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ РЛС С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ, содержащее N-элементную приемную антенную решетку, N-канальный преобразователь частоты, входы которого соединены с соответствующими выходами антенной решетки, генератор линейно-частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала, последовательно расположенные и оптически связанные лазер, первый цилиндрический объектив, первый и второй акустооптические модуляторы, объектив, диафрагму, второй цилиндрический объектив, пространственно совмещенные транспарант и фотоприемник, причем вход второго акустооптического модулятора подключен к выходу генератора ЛЧМ-сигнала, фокальные плоскости первого цилиндрического и сферического, сферического и второго цилиндрического объективов совпадают, диафрагма расположена в передней фокальной, а транспарант в задней фокальной плоскости второго цилиндрического объектива, а акустооптические модуляторы включены встречно, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности при визировании под углами, близкими к надиру, введены N-входовая аналоговая линия задержки, связанная с тактовым генератором, и перемножитель, причем выходы N-канального преобразователя частоты соединены с соответствующими входами аналоговой линии задержки, выход которой соединен с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с генератором ЛЧМ-сигнала, а выход перемножителя соединен с входом первого акустооптического модулятора.

РИСУНКИ

Рисунок 1