DE2414644A1

DE2414644A1 - Vorrichtung zum empfangsseitigen bilden von richt-charakteristiken und zum korrelieren

Info

Publication number: DE2414644A1
Application number: DE2414644A
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl Ing Diehl
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1974-03-27
Filing date: 1974-03-27
Publication date: 1975-10-02
Also published as: FR2266178A1; CA1033039A; US4054878A; FR2266178B1; GB1493422A

Description

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FRIED. KRHPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAi¹TTMG in Essen

VORRICHTUNG ZlM EMPFANGSSEITIGEN BILDEN VON RICHT-.CHARAKTERISTIKEN UND ZUM KORRELIEREN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum empfangsseitigen Bilden von Richtcharakteristiken in der Rückstrahlortungstechnik mit akustischen oder elektromagnetischen Wellen und zum Korrelieren, unter Verwendung einer in einer Sende-Empfangsebene rotationssymmetrischen Anordnung einer Anzahl von Wandlern, die als Sendesignal Wellenenergie impulsförmig abstrahlen und bei Empfang über eine Sende-Empfangsweiche, gegebenenfalls über Verstärker, mit einem Abtaster verbunden sind, der nacheinander innerhalb einer Rückstrahlortungsperiode wiederholt ihre Empfangssignale abfragt, wobei jeder Schalterstellung des Abtasters ein Richtungswinkel und jedem Abfragezyklus aller Wandler ein Richtungswinkelumlauf zugeordnet ist.

Zum Bestimmen der Lage eines Objekts wird von einer Rückstrahlortungsanlage Wellenenergie abgestrahlt,

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vom Objekt reflektiert und von der Rückstrahlortungsanlage wieder empfangen. Eine Zeit zwischen Senden und Empfangen entspricht einer Entfernung zwischen dem reflektierenden Objekt und der Rückstrahlortungsanlage. IM die Einfallsrichtung der reflektierten Wellenenergie zu bestimmen, werden in der Rückstrahlortungsanlage aus den Empfangssignalen der Wandler Signale für Richtcharakteristiken gebildet, die beispielsweise fächerförmig nebeneinander in der Sende-Empfangsebene liegen. Das größte Signal gibt diejenige Richtcharakteristik an, die in Richtung des Objekts weist.

Es ist bereits aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 136 780 bekannt, die Empfangssignale von Wandlern, beispielsweise einer Zylinderbasis, nacheinander abzufragen und in eine Verzögerungskette einzuspeisen. Aus der Verzögerungskette werden die verzögerten Empfangssignale einer Gruppe von Wandlern entsprechend vorgebbarer Verzögerungszeiten zum Bilden einer Richtcharakteristik ausgelesen, in ihrer Amplitude bewertet und in einer Additionsschaltung zusammengefaßt. Die Verzögerungszeiten und Amplitudenbewertungen für die Empfangssignale sind abhängig von der Lage der Wandler einer Gruppe auf der Zylinderbasis, bezogen auf die Rich-

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tung der zu "bildenden Richtcharakteristik. Da jede einzelne Gruppe, die zum Bilden einer Richtcharakteristik herangezogen wird, um einen Wandler versetzt auf der Peripherie der Zylinderbasis angeordnet ist, und. die Wandleranordnung innerhalb der Gruppe immer gleich ist, ergeben sich für jede Gruppe gleiche Yerzögerungszeiten und somit gleiche Abzapfungen an der Verzögerungskette und gleiche Amplitudenbewertungen der Empfangssignale. Am Ausgang der Additionsschaltung erscheinen synchron mit der Abfrage der Wandler nacheinander die Signale für die benachbarten Richtcharakteristiken.

Für eine Störbefreiung von Signalen ist es beispielsweise bekannt, die gestörten Signale mit dem gleichen, aber ungestörten Signal mit Hilfe eines Replica-Korrelators zu korrelieren. Bei der obengenannten Anordnung würde dies bedeuten, daß man genauso viele Replica-Eorrelatoren einsetzen müßte, wie es Wandler auf der Zylinderbasis gibt. Als·Referenzfunktion für die Korrelation ist dafür beispielsweise das Sendesignal geeignet. Eine solche Anordnung ist jedoch wegen des hohen technischen Aufwands an Speichern, Multiplikations- und Integrationsschaltungen unzweckmäßig.

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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Torrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Verarbeitung von abgetasteten Empfangssignalen einer Rückstrahlortungsanlage gestattet, bei der ohne elektronische Speichermittel, Verzögerungsketten, Multiplikations-, Integrationsund Additionsschaltungen eine analoge Signalverarbeitung zum Bilden von Richtcharakteristiken und Korrelieren mit dem Sendesignal ohne Zeitverlust zwischen Empfangen und Darstellen von Richtungen und Entfernungen von reflektierenden Objekten durchgeführt wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine zweidimensional Einrichtung zur Erzeugung einer Lichtwelle mit einer Intensitäts- oder Phasenverteilung in Abhängigkeit vom Richtungswinkel in der einen Dimension und der Empfangszeit der Empfangssignale innerhalb jeder Ruckstrahlortungsperiode in der anderen Dimension, wobei die Wellenfront der Lichtwelle durch die nacheinander abgetasteten Momentanwerte der Empfangssignale moduliert ist, durch einen nachgeordneten, zweidimensionalen optischen Korrelator, dessen Eingangssignal die modulierte Lichtwelle ist, durch eine Referenzplatte im Korrelator als Referenzfunktion des Korrelators mit einer Transmissionsfunktion, die ein Maß für die Richtcharakteristik für

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ein aus einer Bezugsrichtung ungestört empfangenes Sendesignal ist, und durch eine zweidimensionale, dem optischen Korrelator nachgeordnete Anzeigeeinrichtung.

Zweidimensionale optische Korrelatoren für kohärentes und inkohärentes Licht sind bekannt und beispielsweise beschrieben in dem Buch "Introduction to Fourier Optics" von Joseph W. Goodman, Mc Grawhill, Physical and Quantum Electronic Series, im Kapitel 7 "Spatial filtering and optical information processing".

Das Eingangssignal des zweidimensionalen optischen Korrelators ist eine flächig modulierte Lichtwelle, deren Wellenfront in der Vertikalen durch die Empfangszeit der Empfangssignale innerhalb der Rückstrahlortungsperiode und in der Horizontalen von der Stellung des Abtasters als Richtungswinkel bzw. von der Lage des gerade abgetasteten Wandlers auf der Anordnung bestimmt ist. Das Muster selbst enthält entweder eine Intensitäts- oder eine Phasenverteilung, die die abgetasteten Momentanwerte der Empfangssignale innerhalb einer Rückstrahlortungsperiode wiederspiegelt.

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Die Referenzplatte im optischen Korrelator hat erfindungsgemäß als Muster -eine Transmissionsfunktion, die dem Muster der flächig modulierten Wellenfront der Lichtwelle einer Rückstrahlortungsperiode entspricht, wenn von der Anordnung der Wandler aus einer einzigen Bezugsrichtung das Sendesignal empfangen wird, wobei die einzelnen Momentanwerte der abgetasteten Empfangssignale zusätzlich einer Amplitud ens t äffe lung unterworfen sind.. Die Transmissionsfunktion ist also ein Maß für die Richtcharakteristik, die in die Bezugsrichtung weist. Sie ist erfindungsgemäß für inkohärente optische Verarbeitung gleich dem Produkt aus der Summe jedes an den einzelnen Wandlern abgetasteten, ungestört empfangenen Sendesignals, das bei Einfall aus der Bezugsrichtung abhängig von der Anordnung der Wandler zeitverschoben ist, multipliziert mit der richtungswinkelabhängigen Amplituden-Staffelungsfunktion. Bei Verwendung kohärenten Lichts ist die Transmissionsfunktion gleich der Fouriertransformierten des Produkts.

Im optischen Korrelator wird das Muster der flächig modulierten Wellenfront der Lichtwelle einer Rückstrahlortungsperiode mit diesem Muster auf der Referenzplatte verglichen, indem die Referenzplatte so lange in Abhängigkeit von Richtungswinkel und Em-

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pfangszeit zweidimensional verschoben wird, "bis das Muster der flächig modulierten Welleo.front der Lichtwelle mit dem Muster der Referendplatte übereinander liegt. Dieser "Vorgang entspricht einer Richtungsbildung und einer Korrelation der Empfangssignale mit dem Sendesignal. Am Ausgang des optischen !Correlators erscheint auf der nachgeordneten Anzeigeeinrichtung für jeden Reflexionspunkt eines Objekts ein heller Lichtfleck, der Richtung und Empfangszeit der von Reflexionspunkten reflektierten Wellenenergie angibt, wobei das Objekt in bezug auf Richtung und Entfernung dargestellt ist.

Der Einsatz eindimensionaler optischer Korrelatoren in der Rückstrahlortungstechnik ist bereits bekannt, so zum Beispiel durch die deutsche Auslegeschrift 2 133 524-, in der der optische Korrelator zum Bestimmen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs angewendet wird. Ln diesem Korrelator wird die' Kreuzkorrelationsfunktion von Impulsen zweier aufeinanderfolgender Rückstrahlortungsperioden gebildet und aus der Lage des Korrelationsmaximums die Geschwindigkeit bestimmt. Dazu muß für jede Rückstrahlortungsperiode eine neue Referenzplatte hergestellt werden.

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Bei einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im optischen zweidimensionalen Korrelator zur Richtungsbildung und Störbefreiung der Empfangssignale stets die gleiche Referenz-, platte "benutzt, solange das Sendesignal unverändert ist«,

Bas Herstellen von Referenzplatten ist "bekannt und schon in der obengenannten Literaturstelle "beispielsweise durch den Vorgang der Herstellung eines Yan-der-Lugt-Filters "beschrieben. Each dieser Methode ist die Referenzplatte mit ihrer Transmißsionsfunktion gemäß deubaes¹ Erfindung herstellbar. Ebenso ist es erfindungsgemäß möglich, eine Photographie des ikm.plituden- vnä Phasengangs der Transmissionsfunktion vom Bildschirm eines Rechners als Referenzplatte zu verwenden, wobei die Transmissionsfunktion im Rechner selbst errechnet wurde.

Da die Referenzplatte im Korrelator zum Richtungsbilden und Korrelieren in zwei Dimensionen solange verschoben wird, bis sich das Muster der flächig modulierten Wellenfront der Lichtwelle mit dem Muster der Referenzplatte deckt, ist es vorteilhaft, nach einer Weiterbildung der Erfindung die Transmissionsfunktion über zwei volle Richtungswinkelumläufe auf die Referenzplatte aufzubringen.

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Dadurch ist gewährleistet, daß Objekte aus allen Einfallsrichtungen eindeutig zur Anzeige gebracht werden.

Zum Erzeugen der flächig modulierten Lichtwelle als Eingangssignal des !Correlators wird erfindungsgemäß im Zusammenhang mit einer Rückstrahlortungsanlage eine Elektronenstrahlröhre eingesetzt, deren Vertikalablenkung zu Beginn Jeder Rückstrahlortungsperiode und deren Horizontalablenkung jeweils zu Beginn eines Richtungswinkelumlaufs des Abtasters getriggert wird. Ihr Hellsteuereingang ist mit dem Abtaster für das Abtasten der Wandler verbunden, so daß die Helligkeit durch die Momentanwerte der Empfangssignale moduliert wird.

Zum Herstellen der flächig intensitäts- oder phasenmodulierten Lichtwelle mit einer kohärenten Lichtquelle wird nach einem weiterführenden Gesichtspunkt dieser Erfindung eine sogenannte Titus-Röhre eingesetzt. Die Funktion einer Titus-Röhre ist beispielsweise in:"Seal Time Input in Optical Systems for Pattern Recognition or Data Storage Using the Titus Tube'i G. Groh et. al. Proc. of the international Symposium of Holography, Besanpon 6.-11. Juli 1970, beschrieben. Der Herausgeber ist Vienot, Bulabois, Pasteur Universite de Besancon.

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Auf dem Schirm der Titus-Röhre entsteht ein Ladungsmuster der abgetasteten Empfangssignale in Abhängigkeit von der Empfangszeit und vom Richtungswinkel. Der Schirm wird mit einer kohärenten Laserquelle bestrahlt, deren Lichtwelle entsprechend dem Ladungsmuster auf dem Schirm der Titus-Röhre intensitäts- oder phasenmoduliert wird.

Zum Erstellen einer flächig phasenmodulierten Lichtwelle mit einer kohärenten Lichtquelle wird nach einem weiterführenden Gesichtspunkt dieser Erfindung eine zweidimensionale Einrichtung vorgesehen, bei der ein elektrostatisch aufgeladener Trägerstreifen mit einer Thermoplastschicht und einer photoleitenden Schicht an einer in ihrer Helligkeit steuerbaren Lichtquelle mit Horizontalablenkung vorbeigeführt wird. Eine solche Vorrichtung ist bereits in der deutschen Auslegeschrift 2 155 524 beschrieben. Der Antrieb für den Trägerstreifen wird mit der Rückstrahlortungsperiode synchronisiert. Die Horizontalablenkung der Lichtquelle wird in Abhängigkeit vom RichtungswinkeluQilauf getriggert, ihre Helligkeit durch die abgetasteten Momentanwerte der Empfangssignale moduliert. Der Trägerstreifen wird an der Lichtquelle vorbeitransportiert. Auf dem Trägerstreifen werden durch das auffallende Licht lokale Veränderungen

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der Leitfähigkeit erzeugt, so daß sich ein Ladungsbild ausbildet, das dem Muster für die Rüclcstrahlortungsperiode entspricht. Der Trägerstreifen wird weiter an einer Wärmequelle vorbeigeführt, die das Ladungsbild in ein Relief umwandelt, das von einer Laserquelle durchleuchtet wird, so daß eine flächig phasenmodulierte Wellenfront der Lichtwelle entsteht. Als Lichtquelle ist ein Oszilloskop mit Helltasteingang und Horizontalablenkung oder ein horizontalablenkbarer Laserstrahl vorzusehen, dessen Intensität von den abgetasteten Empfangssignalen moduliert wird.

Zum Herstellen einer inkohärenten, intensitätsmodulierten Lichtwelle wird gemäß einer Fortbildung der Erfindung als inkohärente Lichtquelle ein Oszilloskop eingesetzt, dessen Horizontalablenkung abhängig von dem Richtungswinkelumlauf und dessen Vertikalablenkung abhängig von der RückstrahlOrtungsperiode getriggert wird. Der Helltasteingang des Oszilloskops ist wieder mit dem Abtaster verbunden, der die einzelnen Wandler der Rückstrahlortungsanlage hintereinander abtastet.

Der optische Korrelator für eine inkohärente Verarbeitung besteht aus einer Optik mit zugeordneter Referenzplatte, die zum Bildschirm des Oszilloskops

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im doppelten Abstand der Brennweite der Optik angeordnet ist. Die Seferenzplatte weist als Transmiss ions funkt ion den sog. Realteil der Referenzfunktion auf, der gleich dem Produkt der richtungswinkelabhängigen Amplitudenbewertung multipliziert mit den Jeweiligen Empfangssignalen ist, die aus der Bezugsrichtung ungestört empfangen wurden. Die Anzeigeeinrichtung ist in einer Entfernung zur Referenzplatte anzuordnen, die mindestens doppelt so groß, vorzugsweise drei- bis viermal so groß ist wie die Brennweite der Optik.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung für die inkohärente Verarbeitung wird ein optischer Korrelator aufgebaut, der zwei Referenzplatten mit Linsen vorzugsweise gleicher Brennweite aufweist, wobei auf der einen Referenzplatte der Realteil und auf der anderen Referenzplatte der Imaginärteil, d.h. die Quadraturkomponente der Transmissionsfunktion abgebildet ist. Die inkohärente, flächig intensitätsmodulierte Lichtwelle wird durch eine Strahlumlenkeinrichtung in zwei Teilsignale aufgeteilt, die beide einen Weg von der doppelten Brennweite zu den Linsen mit den zugeordneten Referenzplatten zurücklegen. Hiter den Referenzplatten ist eine weitere Strahlumlenkeinrichtung zum Zusammenführen der beiden gefilterten Teilsignale vorgesehen, wobei die Teilsignale

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wiederum gleiche Weglängen zurücklegen, die größer als die doppelte Brennweite der Linsen sind. In diesem Korrelator wird eine komplexe Referenzfunktion zum Korrelieren der Empfangssignale mit dem Sendesignal und zum Richtungsbilden benutzt, um auch bei unbekannter Anfangsphase der Empfangssignale eine Anzeige von Richtung und Entfernung der reflektierenden Objekte sicherzustellen.

Die Anzeigeeinrichtung, die dem optischen Korrelator nachgeordnet ist, ist beispielsweise ein Bildschirm, der in karthesischen Koordinaten Entfernung und Richtung der reflektierenden Objekte anzeigt. Man nennt eine solche Darstellung in der Radar- bzw. Sonartechnik B-Scope-Darstellung, üblich ist in diesen Techniken aber auch eine winkeltreue Abbildung, die unter dem Namen PPI-Darstellung bekannt ist. Hier wird das Objekt in Polarkoordinaten angezeigt. Mach einem weiterführenden Gesichtspunkt dieser Erfindung besteht die Anzeigeeinrichtung aus einer Fernsehkamera mit einem Umsetzer, der die karthesische Koordinatendarstellung in eine Polarkoordinatendarstellung umwandelt, und einem Oszilloskop. Der Elektronenstrahl des Oszilloskops wird abhängig von der Horizontalablenkung der Fernsehkamera kreisförmig und abhängig von der Vertikalablenkung der Fernsehkamera radial abgelenkt.

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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch, die optische Richtungebildung und Korrelation in besonders einfacher 'Weise eine unmittelbare Auswertung der Empfangssignale vorgenommen wird. Die flächig modulierte Wellenfront der Lichtwelle, die die Empfangssignale der Rückstrahlortung sp er iode wiedergibt, ist mit optischen Einrichtungen, die aus der Technik der Holographie geläufig sind, leicht herzustellen, wobei entweder eine Intensitätsmodulation mit einer Elektronenstrahlröhre oder eine Phasenmodulation durch Verwendung einer Anordnung mit entsprechend aufbereitetem Trägerstreifen zum Erstellen eines Reliefs verwendet wird. Vorteilhaft ist weiterhin, daß nur einmal die Referenzplatte im optischen Korrelator hergestellt werden muß, da ihre Transmissionsfunktion allein von der in der Empfangsebene rotationssymmetrischen Anordnung der Wandler und vom Sendesignal abhängt. Bei Aufzeichnung der Transmissionsfunktion auf der Referenzplatte über zwei volle Richtungswinkelumlaufe besteht der Vorteil, daß für alle Richtungen der einfallenden Wellenenergie eine vollständige Deckung des Musters der flächig modulierten Lichtwelle mit dem Muster der Referenzplatte erzielt wird_? xfodurcla eine optimale Anzeige von Entfernung und Richtung des Objekts gewährleistet ist. Eine große Vereinfachung der Signalverarbeitung wird bei inkohärenter

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Signalverarbeitung dadurch erreicht, daß keine Laserquelle und keine Lasermodulationseinrichtung für das Eingangssignal des optischen !Correlators "benötigt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch große Zuverlässigkeit auch bei Verarbeitung großer Datenmengen bei hohem Auflösungsvermögen von Richtung und Entfernung des Objekts aus, da nur wenige Komponenten zu ihrer technischen Realisierung benötigt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Wandleranordnung,

Fig. 3a,b Verläufe von Empfangssignalen, Fig. 3c ein Diagramm einer Referenzfunktion, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, Fig. 5 eine Einrichtung zum Erzeugen einer flächig inten-

sitätsmodulierten Lichtwelle mit Korrelator, Fig. 6 eine Einrichtung zum Erzeugen einer flächig

phasenmodulierten Lichtwelle, Fig. 7 einen optischen Korrelator für inkohärente

Verarbeitung und
Fig. 8 eine Weiterbildung des Korrelators nach Fig.

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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Rückstrahlortungsanlage. Auf einer Basis 1 sind η Wandler W für elektromagnetische oder akustische Wellen rotationssymmetrisch in einer Sende-Empfangsebene 2 angeordnet. Jeder Wandler Vi ist elektrisch über eine Sende-Empfangsweiche 3 mit einem Sender 4 "verbunden. Beim Senden wird entweder synchron oder für vorgegebene Richtungen von den η Wandlern W Wellenenergie impulsfö'rmig abgestrahlt. Die Sende-Empfangsweiche 3 ist außerdem mit einem Abtaster 5 verbunden. Nach dem Senden wird zum Empfang die Sende-Empfangsweiche umgeschaltet und Empfangssignale der η Wandler W werden nacheinander über den Abtaster 5 abgefragt, so daß am Ausgang des Abtasters 5 nacheinander Momen%n~ werte der Empfangssignale erscheinen. Der Abtaster ist mit einem Taktgenerator 6 verbunden, der den Abtaster 5 mit einer Taktfrequenz ansteuert, die mindestens doppelt so groß wie das Produkt aus maximaler Empfangsbandbreite der Empfangssignale und Anzahl η der Wandler W ist. Mt jeder Schalterstellung des Abtasters 5

korrespondiert ein Wandler, dessen Ausrichtung in der Sende-Empfangsebene 2 gleich einem Richtungswinkel ψ in der Sende-EmpfangSEbene 2 ist. Ein Umlauf des Abtasters, bei dem alle η Wandler nacheinander abgefragt wurden, ist ein Richtungswinkelumlauf ψ ■=■ Z~& .

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Die von Objekten reflektierte Wellenenergie soll entfernungs- und richtungsabhängig zur Darstellung gelangen. Dazu werden Richtcharakteristiken in der Sende-Empfangsebene 2 gebildet, deren Richtungen den Ausrichtungen der Wandler und damit Richtungswinkeln ψ entsprechen. In einer Einrichtung 7» die dem Abtaster 5 nachgeschaltet ist, wird in Abhängigkeit vom Richtungswinkel 'f und von der Empfangszeit des einzelnen Empfangssignals innerhalb jeder Rückstrahlortungsperiode eine flächig modulierte Lichtwelle erzeugt, deren Wellenfront abhängig von der Größe der abgetasteten Momentanwerte der Empfangssignale moduliert ist. Zwei Formen der Modulation sind erfindungsgemäß möglich, entweder eine Intensitätsmodulation oder eine Phasenmodulation.

Der Einrichtung 7 ist ein zweidimensionaler optischer Korrelator 8 nachgeordnet. Die flächig modulierte Lichtwelle wird im optischen Korrelator 8 mit dem Sendesignal korreliert und einer Richtungsbewertung unterworfen. Für diese Signalverarbeitung ist als Referenzfunktion im optischen Korrelator 8 eine Referenzplatte 9 angeordnet, deren Transmissionsfunktion ein Maß für die Richtcharakteristik für ein aus einer Bezugsrichtung ungestört empfangenes

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Sendesignal darstellt. Die Anzeige der Empfangssignale in Abhängigkeit des Richtungswinkels ψ und ihrer Empfangszeit t erfolgt auf einer Anzeigeeinrichtung 10.

Zur Erläuterung der Referenzfunktion wird Fig. 2 herangezogen. Es zeigt eine rotationssymmetrische Anordnung von η Wsndlern W, die in der Sende^JSmpfangsebene 2 auf einem Kreis angeordnet sind. Ebenso ist natürlich auch eine Zylinderbasis denkbar, bei der mehrere Wandler übereinander in konzentrischen Kreisen angeordnet sind, wobei übereinander liegende Wandler elektrisch miteinander verbunden werden. Mit einer solchen Basis 1 ist es möglich, richtungsabhängig Wellenenergie zu empfangen. Fällt auf die Basis 1 Wellenenergie aus einer Bezugsrichtung 11, so empfängt der Wandler W 1 als erster, wenig später, um eine Zeit t 2 verschoben, die beiden Wandler W 2, anschließend, um eine Zeit t 3 verschoben, die beiden Wandler W 3i und zuletzt, um eine Zeit t 4 verschoben, die Wandler W 4 die gleiche ebene Wellenfront. Diese Zeitverschiebungen t 2 bis t 4 ergeben sich durch das Lot der einzelnen Wandler W 1 bis W 4 auf eine Linie 12, geteilt durch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellenenergie. Fig. Ja zeög.t eine Darstellung der Empfangssignale als Funktion vom Richtungswinkel Ψ und der

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Empfangszeit t, wobei als Ordinate die Empfangszeit t und als Abzisse der Richtungswinkel Ψ aufgetragen ist, für eine Einfallsrichtung von Wellenenergie unter dem Richtungswinkel τ k aus der Bezugsrichtung ig. Jb zeigt Empfangs signale an den Wandlern/für eine

Einfalls-richtung der Wellenenergie unter einem Richtungswinkel Ψ r.

Eine Verbesserung einer mit den zeitverschobenen Empfangssignalen zu bildenden Richtcharakteristik ist durch eine richtungswinkelabhängige Amplitudenbewertung der Empfangssignale nach einer Amplitudenstaffelungsfunktion zu erreichen, wodurch Nebenzipfelbildungen verkleinert werden. Eine solche Signalverarbeitung wird zum Erstellen der Referenzfunktion des !Correlators 8 für den ungestörten Empfang des Sendesignals aus der Bezugsrichtung 11 durchgeführt.

Fig. 3c zeigt als Diagramm die Referenzfunktion über zwei volle Richtungswinkelumläufe V =M-7t für einen CW-Impuls als Sendesignal. Mit dieser Referenzfunktion wird die Transmissionsfunktion der Referenzplatte/hergestellt .

In der Einrichtung 7 wird aus den abgetasteten Momentanwerten der Empfangssignale einer Rückstrahlortungs

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Periode eine flächig modulierte Lichtwelle dadurch hergestellt, daß die Wellenfront mit einem Muster, das z.B. so aussieht, wie in Fig. Ja oder 3b gezeigt, in Abhängigkeit von der Empfangszeit t und dem Richtungswinkel ψ moduliert wird. Im optischen Korrelator 8 wird nun das Muster gemäß Fig. 3a mit dem Muster gemäß Fig. Jc zur Deckung gebracht. Besonders vorteilhaft ist es, um ein Muster gemäß Fig. 3t> mit dem Muster der Referenzfunktion zur Deckung zu bringen, wenn, wie in Fig. 3c gezeigt, die Transmissionsfunktion die Referenzfunktion über zwei Richtungswinkelumläufe f =4C aufweist.

Für eine kohärente flächig modulierte Lichtwelle, die das Eingangssignal des optischen Eorrelators 8 bildet, ist die Transmissionsfunktion die zweidimensionale Fouriertransformierte eines Produkts aus der Summe der abgetasteten, zeitverschobenen, ungestört empfangenen Empfangssignale des Sendesignals, multipliziert mit der richtungswinkelabhängigen Amplitudenstaffelungsfunktion. Bei inkohärenter Verarbeitung im optischen Korrelator 8 ist die Transmissionsfunktion direkt gleich diesem Produkt.

Amplituden- und Phasengang der Transmissionsfunktion werden "beispielsweise in einem Rechner errechnet und auf seinem Sichtgerät dargestellt. Zum Erstellen der Referenz-

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platte 9 wird eine Photographie des Bildes auf dem Sichtgerät hergestellt. Eine andere Möglichkeit zum Herstellen der Referenzplatte 9 ist durch ein Verfahren angegeben, das unter dem Namen "Van-der-Lugt-Filter" bekannt ist.

Fig. 4 zeigt eine Rückstrahlortungsanlage im Zusammenhang mit einem Beispiel für die Einrichtung 7. Die Basis 1 ist eine Zylinderbasis, deren Wandlerstreifen über die Sende-Empfangsweiche 3 mit einem impulsförmigen, beispielsweise linear frequenzmodulierten Sendesignal aus dem Sender 4beaufschlagt sind. Die Sende-Empfangsweiche 3 ist über Regelverstärker 13 und einen Mischer 14, dem ein Tiefpaß 15 nachgeschaltet ist, mit dem Abtaster 5 verbunden. Um Schaltspitzen des Abtasters 5 zu unterdrücken, ist dem Abtaster 5 ein Tiefpaß 16 nachgeschaltet. Das Ausgangssignal des Tiefpasses 16 ist mit einem Eingang der Einrichtung 7 verbunden.

Die zweidimensional Einrichtung 7 zum Erzeugen einer flächigintensitätsmodulierten Wellenfront der Lichtwelle besteht aus einer Elektronenstrahlröhre 17, deren Helltasteingang mit dem Tiefpaß 16 verbunden ist. Zur zweidimensionalen Darstellung der Empfangssignale in Abhängigkeit vom Richtungswinkel ψ und der Empfangszeit t werden Horizontalablenkung und Vertikalablenkung

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der Elektronenstrahlröhre/von Sägezahngeneratoren 18 und 19 geliefert. Die Rückstrahlortungsperiode wird durch eine Sendetriggerschaltung 20 eingeleitet, deren Ausgang einerseits mit dem Sender 4 und andererseits mit dem Sägezahngenerator 18 für die Vertikalablenkung verbunden ist. Der Abtaster 5 ist mit einem Taktgenerator 21 verbunden, dessen Taktfrequenz mindestens doppelt so groß wie das Produkt aus Empfangsbandbreite der Rückstrahlortungsanlage und Anzahl η der Wandlerstreifen sein muß. Der Taktgenerator 21 ist über einen Frequenzteiler 22, dessen Teilerverhältnis gleich der Anzahl η der Wandlerstreifen ist, mit dem Sägezahngenerator 19 für die Horizontalablenkung verbunden, so daß mit Beginn jedes Richtungswinkelumlaufs des Abtasters 5 die Horizontalablenkung getriggert wird. Am Ausgang der Einrichtung 7 erscheint die flächig intensitätsmodulierte Lichtwelle als Eingangssignal des optischen !Correlators 8,d5ssen Aus gangs signal

mit Hilfe einer Anzeigeeinrichtung 10 angezeigt wird.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung 7 und des Korrelators 8 der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die zweidimensional Einrichtung zum Erzeugen einer kohärenten Lichtwelle mit einer flächig intensitätsmodulierten Wellenfront besteht hier aus einer sogenannten Titus-Röhre 23, einem Strahlteiler 24, einer Kollimatorlinse 25 und einer

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Laserquelle 26. Die kohärente Lichtwelle der Laserquelle 26 wird durch das Muster auf dem Bildschirm der Titus-Röhre 23 intensitätsmoduliert und verläßt den Strahlteiler 24, um im Korrelator 8 weiter verarbeitet zu werden. Die Titus-Röhre 23 wird ebenso angesteuert, wie es für die Elektronenstrahlröhre 17 in Pig. 4 "beschrieben wurde.

Der optische Korrelator 8 besteht aus eira? Linse 27 mit einer Brennweite f1, der Referenzplatte 9 und einer weiteren Linse 28 mit einer Brennweite f 2, der ein Strahlteiler 29 nachgeordnet ist. Die Linse 27 und die Referenzplatte 9 werden im Abstand der Brennweite f 1 angeordnet. Die flächig intensitätsmodulierte Lichtwelle legt vom Bildschirm der Titus-Röhre 23 über den Strahlteiler 24 bis zur Linse 27 einen Weg zurück, der ebenfalls gleich der Brennweite f 1 ist.

Die Linse 28 ist im Abstand ihrer Brennweite f 2 von der Referenzplatte 9 entfernt angeordnet. Einen Weg, der gleich der Brennweite f 2 ist, legt der die Linse verlassende Lichtstrahl zurück, um die Anzeigeeinrichtung

oder eine Fernsehkamera 30 über den Strahlteiler 29 zu erreichen. In der Fernsehkamera 30 wird der den optischen Korrelator 8 verlassende Lichtstrahl in elektrische Signale umgewandelt, die auf einem Monitor 31 in Abhängigkeit des Richtungswinkels ψ und der

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Empfangszeit t beispielsweise in PPJ-Darstellung zur Anzeige gelangen.

Fig. 6 zeigt eine Einrichtung 7 zum Erstellen einer Lichtwelle mit flächig phasenmodulierter Wellenfront als Eingangssignal des !Correlators 8. Die Einrichtung 7 enthält einen Trägerstreifen 32 mit einer Thermoplastschicht, die mit einer photoleitenden Schicht unterlegt ist. Der Trägerstreifen 32 wird über zwei Wickelkörper 33 und 34 an einer elektrostatischen Aufladungsanordnung 35j ^an- einem Bildschirm eines Oszilloskops 36» an einer Wärmequelle 37 und einer Laserquelle 38 vorbeigeführt. Dazu wird der Wickelkörper 34 von einem Motor 39 angetrieben, dessen Drehzahl für die Transportgeschwindigkeit des Trägerstreifens 32 abhängig von der Rückstrahlortungsperiode über eine Steuereinrichtung 40 bestimmt wird. Dazu ist die Steuereinrichtung 40 mit der Sendetriggerschaltung 20 verbunden.

Das Oszilloskop 36 zeigt auf seinem Bildschirm die abgetasteten Momentanwerte der Empfangssignale am Ausgang des Abtasters 5 i*¹ Abhängigkeit vom Richtungswinkel V . Dazu wird die Horizontalablenkung des Oszilloskops 36 sägezahnförmig durch den Sägezahngenerator 19 angesteuert, der vom Taktfrequenzgenerator 21 über den Frequenzteiler 22 angesteuert wird. Die Helligkeitssteuerung des Oszilloskops 36 erfolgt über den Abtaster 5· Eine Vertikalablenkung in Abhän-

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gigkeit der Empfangszeit- t der Empfangssignale ist hier nicht notwendig, da der Trägerstreifen 32 synchron mit der Rückstrahlortungsperiode am Oszilloskop 36 vorbeitransportiert wird.

Die Helligkeitsverteilung auf dem Bildschirm des Oszilloskops 36 erzeugt über eine Linse 41 durch Belichtung der photoleitenden Schicht des Trägerstreifens 32 eine lokale Veränderung der Leitfähigkeit, so daß ein Ladungsbild entsteht. Die anschließende Erwärmung des Trägerstreifens 32 durch die Wärmequelle erzeugt ein Relief, dessen Struktur durch das Ladungsbild auf dem Trägerstreifen 32 bestimmt ist. Dieses Relief wird anschließend von der Laserquelle 38 über eine Linse 42 durchleuchtet, wodurch eine kohärente Lichtwelle mit flächig phasenmodulierter Wellenfront entsteht, die im optischen Korrelator 8 weiterverarbeitet wird.

i*ig. 7 zeigt eine Anordnung, bei der eine inkohärente Lichtwelle im optischen Korrelator 8 verarbeitet wird. Ein Oszilloskop 4-3 mit Horizontal- und Vertikalablenkung wird so angesteuert, wie es für die Elektronenstrahlröhre 17 im Zusammenhang mit Fig.4- beschrieben ist. Die abgetasteten Momentanwerte der Empfangssignale der Wandler W werden auf dem Bildschirm des Oszilloskops 43 in Abhängigkeit vom Richtungswinkel ψ in der

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Horizontalen und der Empfangszeit t in der Vertikalen als Helligkeitspunkte dargestellt,- deren Helligkeit abhängig von der Größe der Momentanwerte ist. Die den Bildschirm verlassende inkohärente lichtwelle, mit flächig intensitätsinodulierter ¥ellenfront, tritt in den optischen Korrelator 8 ein, der aus einer Linse mit einer Brennweite f„ und einer ihr unmittelbar nachgeordneten Referenzplatte 91 besteht. Die Linse 44 ist in einer Entfernung zum Bildschirm des Oszilloskops 43 angeordnet, die doppelt so groß wie ihre Brennweite f3 ist. In größerer Entfernung, beispielsweise im dreibis vierfachen Abstand der Brennweite f., befindet sich ein Bildschirm als Anzeigeeinrichtung 10.

Die Referenzplatte 91 enthält als Transmissionsfunktion den Realteil der Referenzfunktion. Dieser Realteil besteht aus dem Produkt der richtungswinkelabhängigen Amplitudenstaffelungsfunktion multipliziert mit den jeweiligen Empfangssignalen, die aus der Bezugsrichtung ungestört empfangen werden.

Fig. 8 zeigt eine Weiterbildung des optischen !Correlators 8 nach Fig. 7. Die Einrichtung 7 besteht aus dem Oszilloskop 43, das in gleicher Vfeise wie in Fig. 4 für die Elektronenstrahlröhre 17 beschrieben, durch die abgetasteten Empfangssignale am Ausgang des Abtasters 5 zur Helligkeitsmodulation und durch die Sägezahnspannungen

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an den Ausgängen der Sägezahngeneratoren 18 und 19 für ihre Yertikal- und Horizontalablenkung angesteuert wird.

Im optischen Korrelator 8 durchleuchtet die inkohärente Lichtwelle der Einrichtung 7 einerseits über eine Linse 44 die nachgeordnete Referenzplatte 91 und andererseits über eine Linse 45 die nachgeordnete Eeferenzplatte 92, wobei die Lichtwelle durch einen Strahlteiler 46 in zwei Teilsignale aufgespalten wird. Das erste Teilsignal, das unmittelbar durch den Strahlteiler 46 hindurchgeht, wird durch die Referenzfunktion der Referenzplatte 911 die gleich dem Realteil der Transmissionsfunktion ist, hindurchgeführt. Das zweite Teilsignal, das den Strahlteiler 46 im rechten Winkel dazu verläßt, gelangt über einen Spiegel 47 zur Linse 45 mit Referenzplatte 92. Der Spiegel 47 ist unter 45° zum Strahlengang des zweiten Teilsignals angeordnet. Die Referenzplatte 92 weist den Imaginärteil, d.h. die Quadraturkomponente der Transmissionsfunktion auf. Die beiden Linsen 44 und 45 haben beispielsweise gleiche Brennweite f^.. Die flächig intensitätsmodulierte Wellenfront der inkohärenten Lichtwelle legt vom Bildschirm des Oszilloskops 43 gleiche Strahlweglängen über den Strahlteiler 46 zur Linse 44 und 45 zurück. Diese Strahlweglänge ist gleich der doppelten Brennweite f^, der Linsen 44, 45·

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Die "beiden gefilterten Teilsignale hinter den Referenzplatten 91 und 92 werden in einem weiteren Strahlteiler 4-8 wieder zusammengefaßt. Der Strahlteiler 48 ist im Strahlengang des zweiten Teilsignals angeordnet. Zur Vereinigung der "beiden Teilsignale wird das erste gefilterte Teilsignal über einen Spiegel 4-9, der unter 4-5° zum Strahlengang des ersten Teilsignals angeordnet ist, dem Strahlteiler 4-8 zugeführt. Die beiden zusammengefaßten, gefilterten Teilsignale verlassen den Strahlteiler 4-8, um auf dem Bildschirm als Anzeigeeinrichtung 10 zur Darstellung zu gelangen. Die Weglängen, die die gefilterten Teilsignale von den Referenzplatten 91 und 92 zur Anzeigeeinrichtung 10 zurücklegen, sind gleiGh lang und mindestens doppelt so groß wie die Brennweite f^, der Linsen 44-, 4-5, vorzugsweise dreibis viermal so groß.

Anstelle der Linsen kann auch ein Linsensystem verwendet werden.

- Patentansprüche -

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Ί · Vorrichtung zum empfangsseitigen Bilden von Richtcharakteristiken in der Rückstrahlortungstechnik mit akustischen oder elektromagnetischen Wellen und zum Korrelieren, unter Verwendung einer in einer Sende-Empfangsebene rotationssymmetrischen Anordnung einer Anzahl von wandlern, die als öendesignal Wellenenergie impulsförmig abstrahlen und bei Empfang über eine Sende-Empfangsweiche, gegebenenfalls über Verstärker, mit einem Abtaster verbunden sind, der nacheinander innerhalb einer Rückstrahlortungsperiode wiederholt ihre Empfangssignale abfragt, wobei jeder üchalterstellung des Abtasters ein Richtungswinkel und jedem Abfragezyklus aller Wandler ein Richtungswinkelumlauf zugeordnet ist, gekennzeichnet durch eine zweidimensionale Einrichtung (7) zur Erzeugung einer Lichtwelle mit einer Intensitäts- oder Phasenverteilung in Abhängigkeit vom Richtungswinkel ( ψ ) in der einen Dimension und der Empfangszeit(t)der Empfangssignale innerhalb jeder RückstrahlOrtungsperiode in der anderen Dimension, wobei die Wellenfront der Lichtwelle durch die nach- einander abgetasteten Empfangssignale moduliert ist, durch einen nachgeordneten, zweidimensionalen optischen Korrelator (8), dessen Eingangssignal die modulierte Lichtwelle ist, durch eine Referenzplatte (9)

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als Referenzfunktion des Korrelators (8) mit einer Transmissionsfunktion, die ein Maß für die Richtcharakteristik für ein aus einer Bezugsrichtung (11) ungestört empfangenes Sendesignal ist, und durch eine zweidimensional, dem optischen Korrelator (8) nachgeordnete Anzeigeeinrichtung (10).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei kohärenter optischer Verarbeitung die Transmissionsfunktion der Referenzplatte (9) die Fouriertransformierte eines Produkts ist, das aus der Summe jedes an den einzelnen Wandlern (W) abgetasteten, ungestört empfangenen Sendesignals, welches gemäß seiner Richtung abhängig von der Anordnung der Wandler (W) zeitverschoben ist, multipliziert mit einer richtungswinkelabhängigen Amplitudenstaffelungsfunktion besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei inkohärenter optischer Verarbeitung die Transmissionsfunktion gleich einem Produkt aus der Summe jedes an den einzelnen Wandlern (W) abgetasteten, ungestört empfangenen Sendesignals, das gemäß seiner Richtung abhängig von der Anordnung der Wandler/zeitverschoben ist, multipliziert mit einer richtungswinkelabhängigen Amplitudenstaffelungsfunktion ist.

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4. Torrichtung nach Anspruch 2 oder 3i dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzplatte (9) die Transmissionsfunktion über zwei volle Richtungswinkelumläufe aufweist.
5· Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eeferenzplatte (9) eine Photographie eines Amplituden- und Phasengangs der in einem Rechner errechneten Transmissionsfunktion ist, die von einem Sichtgerät des Rechners aufgenommen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzplatte/ein Van-der-Lugt-Filter ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaster (5) ein Multiplexer ist, der mit einem Taktgenerator (21) verbunden ist, dessen Taktfrequenz mindestens doppelt so groß wie das Produkt aus maximaler Empfangsbandbreite und Anzahl (n) der Wandler (W) ist, daß die zweidimensionale Einrichtung (7) zum Erzeugen einer flächig intensitätsmodulierten Lichtwelle eine Elektronenstrahlröhre (17) ist, deren Helltasteingang mit dem Ausgang des Abtasters (5) zusammengeschaltet ist und

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deren Horizontal- und Vertikalablenkungseinheit jeweils mit einem triggerbaren Sägezahngenerator (18, 19) verbunden sind, wobei der eine Sägezahngenerator (18) mit einer Sendetriggerschaltung (20) für die Rückstrahlortungsperiode und der andrere Sägezahngenerator (19) über einen Frequenzteiler

(22) zum Teilen der Taktfrequenz durch die Anzahl

(W)
(n) der Wandler/mit dem Taktgenerator (21) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß die zweidimensional Einrichtung (7) zum Erzeugen einer flächig intensitätsmodulierten Lichtwelle aus einer Titus-Röhre (23), einem Strahlteiler (24) und einer Laserquelle (26) besteht, wobei die Titus-Röhre (23) über den Strahlteiler (24) und eine Kollimatorlinse (25) beleuchtet ist, und daß der durch die Titus-Eöhre (23) flächig intensitätsmodulierte Laserstrahl über den Strahlteiler (24) das Eingangssignal des optischen Korrelators/ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaster (5) ein Multiplexer ist, der mit einem Taktgenerator (21) verbunden ist, dessen Taktfrequenz mindestens doppelt so groß wie das Produkt aus maximaler Empfangsbandbreite und Anzahl (n) der Wandler (W) ist, daß die

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zweidimensionale Einrichtung (7) zum Erzeugen einer kohärenten Lichtwelle mit phasenmodulierter Wellenfront aus einem elektrostatisch aufgeladenen Trägerstreifen (32) mit einer Thermoplastschicht, die mit einer photoleitenden Schicht unterlegt ist, aus einer in ihrer Intensität steuerbaren Lichtquelle (Oszilloskop 36) mit Horizontalablenkung, einer Wärmequelle (37) und einer Laserquelle (38) besteht, wobei der Trägerstreifen (32) mit einer Transporteinrichtung (Wickelkörper 33, 34·, Motor 39) nacheinander an einer elektrostatischen Aufladungsanordnung (35), der Lichtquelle (Oszilloskop 36) mit Horizontalablenkung, der Wärmequelle (37) und der Laserquelle (38) vorbeigeführt ist, daß ein Hellsteuereingang der Lichtquelle (Oszilloskop 36) mit dem Ausgang des Abtasters (5) und ein Eingang der Horizontalablenkeinheit mit einem Sägezahngenerator (19) verbunden sind, der über einen Frequenzteiler (22) zum Teilen der Taktfrequenz durch die Anzahl (n) der Wandler (W) mit dem Taktgenerator (21) verbunden ist, und daß ein durch Belichtung und Erwärmung des Trägerstreifens (32) entstandenes, von der Laserquelle (38) durchleuchtetes Relief die flächig phasenmodulierte Lichtwelle abstrahlt,
10. Vorrichtung nach Anspruch 3, Anspruch 5 oder Anspruch 6 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Korrelator (8) eine &p&Lii- (44)

Linse

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- 34 mit zugeordneter Heferenzplatte (91) aufweist,

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wobei die #p4=ite (44) eine Brennweite (f?) aufweist und im doppelten Abstand ihrer Brennweite (f^) zur Einrichtung (7) angeordnet ist, daß die Referenzplatte (91) als Transmissionsfunktion den Realteil der Referenzfunktion enthält, der gleich dem Produkt der richtungswinkelabhängigen Amplitudenbewertung, multipliziert mit den jeweiligen Empfangssignalen, die aus einer Bezugsrichtung (11) ungestört empfangen werden, ist, und daß die Anzeigeeinrichtung (10) in einer Entfernung zur Referenzplatte (91) steht, die größer als die doppelte Brennweite (f;z) ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 3? 5 oder 6 und 7» gekennzeichnet im optischen Korrelator (8) durch zwei Referenzplatten (91, 92) mit zugeordneten Linsen (44, 45) gleicher Brennweite (f/,), wobei die eine Referenzplatte (91) den Realteil und die andere Referenzplatte (92) den Imaginärteil der Transmissionsfunktion aufweist und durch eine Strahlumlenkeinrichtung (46, 47) zum Aufteilen der flächig intensitätsmodulierten Lichtwelle in zwei Teilsignale mit gleichen Strahlweglängen (2. f^,) zu jeder der Linsen (44, 45) mit zugeordneten Referenzplatten (91, 92), die doppelt so groß wie die Brennweite (f^,) der Linsen (44, 45) ist, und durch eine zweite Strahlum-

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lenkeinrichtung (48, 49) zum Zusammenführen der beiden gefilterten Teilsignale hinter den Referenzplatten (91, 92), wobei die beiden gefilterten Teil signale wiederum gleiche Weglängen zurücklegen, . die größer als die doppelte Brennweite (f^) ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (10) aus einer Fernsehkamera (30)

zum

und einem Monitor (31) mit einem Umsetzer fäa»= Umsetzen von karthesischen Koordinaten in Polarkoordinaten besteht mit einer kreisförmigen Ablenkung des Elektronenstrahls im Monitor (31) synchron mit der Horizontalablenkung und einer radialen Ablenkung des Elektronenstrahls synchron mit der Vertikalablenkung der Fernsehkamera (30).

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