Преобразование радио голограмм в оптическую голографическую запись

Аналогичным способом осуществляется запись для всех остальных точек линии развертки. В результате проявленная и отфиксированная фотопленка представляет собой набор одномерных оптических голограмм узких полосок местности, полученных путем визуализации соответствующих радио голограмм. Причем, масштаб голографической записи на фотопленке по отношению к радио голограммам равен отношению скоростей движения фотопленки – V _п и носителя РЛС – V _н, а именно М_а = V _п / V _н. В силу одномерности голографической записи восстановление изображения в рассматриваемом случае не может быть осуществлено столь же просто, как это имеет место в обычной голографии. Там при освещении голограммы излучением когерентного источника голограмма фокусирует это излучение, образуя изображение объекта без вспомогательных оптических устройств. В рассматриваемом случае первичная голографическая запись в одном из сечений (1 гл. сеч.) также обладает фокусирующими свойствами и образует изображения элементарных полосок местности. Причем, расстояние от голограммы до восстановленного изображения - d оказывается пропорциональным расстоянию Д, от траектории движения носителя до соответствующих полосок на местности , где:

а λ _Λ и λ _о - длины волн излучения РЛС и лазера, соответственно. Отметим, что величина Д изменяется в пределах полосы обзора, а, следовательно первичная запись характеризуется набором расстояний d.

В другом главном сечении, перпендикулярном первому (ii _{гл. сеч}.), первичная запись не обладает фокусирующим свойствами, а потому П ₁ в целом не восстанавливает изображение местности. Тем не менее, изображение местности может быть восстановлено, если использовать при оптической обработке астигматические оптические системы. Принцип действия такой оптики поясняется с помощью следующей схемы.

В плоскости ii главного сечения оптическая система представляет собой цилиндрический объектив Λ ₂ и проецирует плоскость П ₁ на П ₂. В плоскости i главного сечения система представляет собой также цилиндрический объектив Λ ₁ однако в отличие от Λ ₂ он проецирует на П ₂ промежуточные изображения элементарных полосок местности, восстановленные с помощью одномерных голограмм. При совместном действии оптической системы в обоих главных сечениях изображения полосок местности располагаются на вторичной фотопленке ii той же последовательности, что и сами полоски на местности и в результате образуется двумерное изображение местности. Отметим попутно, что ширина элементарной полоски в изображении на П ₂ равна элементу разрешения в изображении.

Другая возможная схема построения устройства оптической обработки состоит из трех оптических компонентов: конического - Λ ₁, цилиндрического - Λ ₂ и сферического - Λ ₃. В плоскости i главного сечения оптическая сила цилиндрического компонента Λ ₂ равна нулю, а конический компонент Λ ₁ совместно со сферическим - Λ ₃ образует астигматический объектив, который проецирует изображения элементарных полосок, восстановленные с помощью одномерных голограмм, на вторичную фотопленку П ₂. При этом положение конического компонента Λ ₁ относительно П ₁ и закон изменения фокусных расстояний Λ ₁ по высоте конуса выбирают таким образом, что для каждой одномерной голограммы на П ₁ восстановленное с ее помощью изображение полоски местности располагается в фокальной плоскости Λ ₁. Тогда изображение этих полосок образуется в задней фокальной плоскости сферического компонента Λ ₃, где и устанавливают вторичную фотопленку.

Принципиальная схема оптического устройства, для получения изображения местности в РЛС с синтезированной апертурой.

В плоскости П главного сечения цилиндрический компонент Λ ₂ совместно со сферическим Λ ₃ образует астигматический объектив, который проецирует изображение первичной фотопленки на вторичную. Причем, передняя фокальная плоскость компонента Λ ₂ совпадает с плоскостью первичной фотопленки.

Обе рассмотренные схемы обладают общими существенным недостатком, масштаб изображений, полученных с их помощью, оказывается различным для различных элементарных полосок на местности. Необходимость равномасштабного преобразования изображения в подобных устройствах вытекает из того требования, что изображение местности должно регистрироваться на вторичную фотопленку непрерывно по мере того, как в поле зрения локатора попадают все новые участки местности. Поэтому регистрация изображения на П ₂ осуществляется в процессе движения самой пленки. Естественно, что если осуществляется равномасштабное преобразование, то все элементы изображения движутся с одинаковой скоростью и такое изображение можно регистрировать на движущуюся П ₂, если скорость ее движения равна скорости движения из обращения. При неравномасштабном преобразовании, изображения различных полосок местности движутся с различными скоростями, и изображение будет смазываться.

Рассмотренные выше схемы не обеспечивают равномасштабное преобразование. Действительно, масштабное преобразование изображения в плоскости i главного сечения осуществляется на двух этапах: на этапе преобразования радио голограммы в оптическую голографическую запись на П ₁ (обозначим этот масштаб через М _d) и на этапе проецирования изображений, восстановленных одномерными голограммами, на плоскость П ₂ (этот масштабный коэффициент равен поперечному увеличении оптической системы в плоскости i главного сечения - v_i). Общий масштаб преобразования определяется произведением М = М_а v_i..

Из трансформационных свойств голограмм следует, что если при записи голограммы в конструкции используются плоские опорные волны, то остается постоянным для данного устройства. Поэтому для осуществления равно масштабного преобразования необходимо, чтобы v_i было также постоянным для всех элементов изображения. Основная трудность, которая возникает при обеспечении условия v_i = const связана с тем, что восстановленные голограммы изображения полосок местности располагаются на различных расстояниях d от плоскости П ₁, пропорциональных Д. Поэтому для осуществления равно масштабного преобразования необходимо, чтобы v_i = const не для одной пары сопряженных плоскостей, а для целого набора таких пар. Как известно, поперечное увеличение обычных объективов изменяется с изменением положения сопряженных плоскостей. Этим, в частности, объясняется неравно масштабность преобразования изображения в схеме на вышеприведенном рисунке. Поперечное увеличение оптической системы с коническим элементом в плоскости i главного сечения определяется отношением и также непостоянно, поскольку величина f ₁ изменяется по высоте конуса.

При неравномасштабном преобразовании изображения различных полосок местности движутся с различными скоростями изображение будет смазываться при регистрации на П ₂. Для устранения смазывания изображения в вышеприведенных схемах, регистрацию изображения на вторичную фотопленку осуществляют через узкую щель Щ шириной, меньше чем элемент разрешения в изображении. Это приводит к ухудшению разрешающей способности в изображении и к уменьшению отношения сигнал/шум. Кроме того, нерационально используется энергия излучения лазера и энергетический потенциал РЛС.

Следующая из рассматриваемых схем способна осуществить равномасштабное преобразование изображения и свободна от перечисленных недостатков. Главная особенность этой схемы состоит в том, что в плоскости i главного сечения в ней вместо обычного объектива используется телескопическая оптическая система. Поперечное увеличение такой системы, как известно, не зависит от положения сопряженных плоскостей, а определяется отношением фокусных расстояний объектива и окуляра

Оптическое устройство с коническим компонентом.

Дата добавления: 2014-01-11