Патент ссср 275257

 

О П И С А Н И Е 275257

И ЗОБ РЕТ ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респуелик

Зависимое от авт. свидетельства ч0

Заявлено 18.111.1969 (¹ 1311732/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 03. т/11.1970. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 13.Х.1970

Кл. 21 У, 53/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК G Ols 7/64

УДК 621.385:530.145. .6:77 (088.8) Автор изобретения

В. М, Мещанкин

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СВЧ-ГОЛОГРАММ

И ВИЗУАЛ ИЗАЦИ И ВОССТАНОВЛЕННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к области СВЧ-голографии.

Известные устройства для получения СВ 1голограмм и визуализации восстановленного изображения содержат CBLI-генератор, антенну, освещающую голографируемый объем, антенну опорной волны, приемное устройство и устройство визуализации изображения.

Сигнал с выхода сканирующего приемного устройства управляет свечением лампочки, которое регистрируют на фотопленке, получая, таким образом, СВЧ-голограмму. Далее эту голограмму уменьшают и просвечивают лучом лазера для визуализации восстановленного изображения.

Известное устройство не может работать в реальном масштабе времени, так как СВЧ-голограмма сначала должна быть записана на фотоматериале, а затем по ней восстанав;швают изображение с помощью когерентного источника света — лазера.

Целью изобретения является получение

СВЧ-голограмм и визуализация изображений процессов в голографируемом объеме в реальном масштабе времени без применения когерентных источников света.

Для этого процессы интерференции и дифракции на последовательных стадиях записи и восстановления, составляющие с промежуточным этапом записи голограммы на фотоматериале голографический процесс, имитируются в предлагаемом устройстве электронными методами таким образом, что запись и восстановление производятся одновременно. Имитация осуществляется с помощью многоканального приемника с двойным преобразованием частоты, вторые смесители которого соединены через систему фазовращателей и умножитель частоты с опорным

10 генератором, и системы преобразователей электрически.; сигналов в механические колебания среды, проводящей ультразвук. Этп колебания принимаются ультразвуковыми приемниками и преобразуются в электриче15 ские сигналы, которые управляют свечением некогерентных источников света. так что образуется изображение сечения исследуемого объема. Выбор нужного сечения осуществл>-ют изменением частоты опорного генератора.

20 На чертеже приведена схема устройства, содержащая генератор 1 СВЧ-колебаний частоты о>ь освещающую антенну 2, объект 8 в голографируемом объеме, смеситель 4, местный генератор 5 первой промежуточной часто23 ты гав полосовой фильтР б, настРоенный на частоту о, =о>т+Й,, антенну 7 опорной волны, приемные антенны 8, многоканальный приемник 9 с двойным преобразованием частоты, смесптели 10, полосовые фильтры 11, 30 настроенные на частоту Р, вторые смесители

Л

12, регулируемые фазовращатели 13, полосовые фильтры 14, настроенные на вторую промежуточную частоту Ql=()., +Й, ультразвуковые преобразователи 15, среду 1б, проводящую ультразвук, ультразвуковые приемники

17, некогерентные источники света 18 с регулируемой яркостью свечения, умножитель 19 частоты р раз, на выходе которого получают колебания частоты второго гетеродина

В = Р, = Π— Ql.

Колебания частоты «>1 от СВЧ-генератора 1 подают на облучатель антенны 2, которая формирует волну, освещающую объект 3.

Колебания той же частоты и подают на вход смесителя 4, который смешивает»v с колебаниями частоты Йь идущими от местного генератора 5. Полученные в результате колебания подают через полосовой фильтр б, настроенный на частоту первого гетеродпна ь1., =

=-o»+Q„ >ra антенну 7 опорной волны.

Дифрагированная на объекте волна частоты >» и опорная волна частоты ь>, создают в плоскости голограммы (плоскости приемных антенн 8 приемника 9) меняющуюся с частотой Р— — ь>е,— <>1 интерференционную картину. После смешивания в смесителях 10 и фильтрации колебаний разностной частоты

01 в фильтрах 11 на входах вторых смесителей 12 получают аналог СВЧ-голограммы.

На вторые смесители 12 подают колебания второго гетеродина частоты ь>д, через фазовращатели 18. Эти колебания играют роль восстанавливающей волны, причем наклон ее к плоскости голограммы имитируют линейным или квадратичным набегом фаз от одного канала к другому, если восстановление изобра>кения производят плоской или сферической волной соответственно.

После смешивания во вторых смесителях и фильтрации второй промежуточной частоты

Я =о,+21 на выходе фильтров 14 получают совокупность сигналов, амплитуды и фазы которых соответствуют амплитудам и фазам поля непосредственно в плоскости голограммы при восстановлении. Эту совокупность сигналов преобразуют преобразователями 15 в ультразвуковые сигналы, которые распространяются в среде 1б и образуют в ней ультразвуковое изображение голографируемого объема.

Расстояние между соседними преобразователями выбирают в >; раз меньше, чем расстояние между приемными антеннами, что эквивалентно необходимому для СВЧ-голографии с визуализацией изображения уменьшению линейных размеров голограммы в и раз.

275257

С помощью ультразвуковых приемников 17, располо>кепных в том месте, где формируется ультразвуковое изображение, колебания среды преобразуют в электрические сигналы, ко

5 торые подают на некогерентные источники света 18 с управляемой яркостью свечения.

В результате получают светящееся изображение сечения голографируемого объема, так как эти источники расположены в простран10 стве в таком же порядке, как ультразвуковые приемники в области формирования ультразвукового изображения.

Чтобы снизить требования к стабильности частоты СВЧ-генератора, колебания второго

15 гетеродина получают умножением частоты мсстного генератора в умножптеле 19.

Положение области, в которой сформировано ультразвуковое изобра кение, зависит от частоты второго гетеродина. Изменением

20 этой частоты, например, с помощью перестройки местного генератора производят выбор желаемого для наблюдения сечения голографируемого объема.

Предлагаемое устройство позволяет вести

25 наблюдения за быстропротекающими процессами в реальном масштабе времени. Оно может быть применено для контроля технологических процессов, при физических экспериментах и исследовании процессов, развиваюЗО щпхся за непрозрачными для света преградаЫ l 1.

Предмет изобретения

35 Устройство для получения СВЧ-голограмм и визуализации восстановленного изображения, содержащее СВЧ-генератор, антенну, освещающую голографируемый объем, антенну опорной волны, полосовой фильтр, смеситель

40 и опорный генератор, отли>а>ощееся тем, что, с целью получения изображения в реальном масштабе времени без применения когерентных источников света, прием сигналов в плоскости голограммы осуществляют многока45 нальным приемником с двойным преобразованием частоты, вторые смесители которого соединены с опорным генератором через систему фазовращателей и умножитель частоты, а выходы приемника подключены к некоге50- рентным источникам света с управляемой яркостью через последовательно включенные ультразвуковые преобразователи и ультразвуковые приемники, причем выбор светящегося сечения изображения голографируемого объ55 ема производят изменением частоты опорного генератора.

275257

1, I

Составитель В. Пятницкий

Редактор Л. Веденеева Текред А. А. Камышникова Корректор А. И. Зимина

Заказ 2887/13 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, УК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2