RU167526U1 - Тактированная антенная решетка с фокусирующим рефлектором для радиотомографии - Google Patents
Тактированная антенная решетка с фокусирующим рефлектором для радиотомографии Download PDFInfo
- Publication number
- RU167526U1 RU167526U1 RU2014147873U RU2014147873U RU167526U1 RU 167526 U1 RU167526 U1 RU 167526U1 RU 2014147873 U RU2014147873 U RU 2014147873U RU 2014147873 U RU2014147873 U RU 2014147873U RU 167526 U1 RU167526 U1 RU 167526U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- focusing
- array
- elements
- transmitting
- receiving
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
- H01Q3/245—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching in the focal plane of a focussing device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/2658—Phased-array fed focussing structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/2664—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture electrically moving the phase centre of a radiating element in the focal plane of a focussing device
Abstract
Полезная модель относится к актированной антенной решетке с фокусирующим рефлектором для радиотомографии. Технический результат – увеличенная дальность действия устройства до 1.5 м и восстановление радиоизображения двумерного среза пространства по глубине. Для этого сверхширокополосная (СШП) решетка приемных и передающих элементов оборудована двумя фокусирующими цилиндрическими рефлекторами, обеспечивающими фокусировку излучения в горизонтальной плоскости, линейки приемных и передающих элементов размещены параллельно друг другу в фокусах цилиндрических рефлекторов, а генератор подключен к решетке через быстродействующие сверхширокополосные переключатели. Решетка приемных элементов подключена к двухканальному СШП осциллографу, который передает оцифрованные сигналы в устройство обработки и визуализации. Путем обработки оцифрованных сигналов методом пространственно-временной фокусировки в режиме реального времени получают радиоизображение двумерного среза пространства по глубине. 2 ил.
Description
Полезная модель предназначена для двухмерной визуализации объектов с помощью сверхширокополосного (СШП) электромагнитного излучения с разрешением порядка длительности зондирующего импульса.
Известно устройство «Ультразвуковой томограф», позволяющее визуализировать неоднородности в воздухе (RU 144100 U1, G01N 29/06), сущность которого заключается в том, что для зондирования среды широкополосными ультразвуковыми сигналами применяются перпендикулярные линейные решетки излучателей и приемников. В каждый момент времени излучает только один элемент решетки излучателей, в то же время рассеянный сигнал принимает вся приемная решетка.
За счет мультиплексирования элементов в приемной и излучающей решетках обеспечивается зондирование среды всеми возможными комбинациями излучателей и приемников. Обработка данных зондирования методом пространственно-согласованной фильтрации позволяет восстанавливать трехмерные изображения рассеивающих неоднородностей (прототип).
Недостатками известного устройства являются:
- широкая диаграмма направленности устройства, требуемая для трехмерной визуализации, не позволяет сконцентрировать излучение в заданном направлении, что резко уменьшает дальность действия устройства;
- расстояние между крайними элементами излучающей и приемной решеток слишком велико, что снижает уровень сигнала от крайних элементов и уменьшает дальность локации.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является увеличение дальности действия устройства при восстановлении двумерного радиоизображения.
Поставленная задача решена тем, что предлагаемая тактированная антенная решетка содержит СШП генератор, стробоскопический приемник, устройство обработки и визуализации радиоизображения и сверхширокополосную решетку, состоящую из шести передающих и двенадцати приемных элементов, сгруппированных в две линейки. Устройство оборудовано двумя фокусирующими цилиндрическими рефлекторами, обеспечивающими физическую фокусировку излучения в горизонтальной плоскости, причем линейки приемных и передающих элементов размещены параллельно друг другу в фокусах цилиндрических рефлекторов. СШП генератор и стробоскопический приемник подключены соответственно к передающим и к приемным элементам через систему коммутации, обеспечивающую тактовое переключение между ними. Развязка между элементами антенной решетки и быстродействие системы достигаются системой коммутации сигналов.
На фиг. 1 и 2 изображена одна из возможных схем устройства «Тактированная антенная решетка с фокусирующим рефлектором для радиотомографии». На чертежах цифрами обозначены: 1 - фокусирующий рефлектор, 2 - линейка передающих элементов, 3 - линейка приемных элементов, 4 - электромеханические переключатели, 5 - система коммутации сигналов, 6 - СШП генератор, 7 - стробоскопический приемник, 8 - устройство обработки и визуализации сигнала.
Устройство представляет собой неэквидистантную тактированную сверхширокополосную антенную решетку, имеющую линейку передающих и линейку приемных элементов. Система оборудована двумя цилиндрическими рефлекторами, фокусирующими зондирующее излучение. Форма поперечного сечения рефлекторов совпадает с формой эллипсов. Эллипсы имеют одинаковые размеры и одну общую точку фокуса. Главные оси эллипса отклонены на определенный угол. Передающие и приемные элементы расположены в разнесенных точках фокусов эллипсов. Работа передающих и приемных элементов осуществляется в режиме тактирования с уникальной последовательностью опроса.
Устройство работает следующим образом.
СШП генератор 6 через систему коммутации сигналов, работающую в тактированном режиме, подает зондирующий сигнал на один из элементов линейки передающих элементов 2. Сигнал от передающего элемента облучает часть фокусирующего рефлектора 1, отражается, падает на исследуемый объект и рассеивается. Рассеянный сигнал попадает на второй рефлектор и фокусируется на линейке приемных элементов 3. Прохождение зондирующего сигнала, направляемого от передающего элемента через фокусирующий рефлектор, исследуемый объект и второй фокусирующий рефлектор до приемных элементов показаны на схеме стрелками (см. фиг. 1). При подаче зондирующих импульсов, как и в прототипе, задействуется определенная комбинация антенных элементов. При этом на сигнал 1-го передающего элемента откликаются 1, 2, 3 приемные элементы; на сигнал 2-го - 3, 4 приемные элементы; 3-го - 4, 5, 6 приемные элементы; 4-го - 7, 8 приемные элементы; 5-го - 9, 10, 11 приемные элементы; и на сигнал 6-го - 11, 12 приемные элементы. При тактовой работе антенной решетки происходит переключение указанных комбинаций элементов. Режим тактирования осуществляется системой коммутации сигналов.
С приемных элементов линейки 3 сигнал через систему коммутации сигналов 5 поступает на стробоскопический приемник 7, который передает оцифрованные данные в устройство обработки и визуализации 8, например ноутбук.
Решетка работает в режиме тактирования. Для зондирования используются СШП импульсы длительностью 0.2 не. Рассеянный сигнал фокусируется на приемных элементах антенной решетки и через систему коммутации приходит на вход стробоскопического приемника.
После полного опроса решетки устройство 8 методом пространственно-временной фокусировки оцифрованных локационных сигналов восстанавливает радиоизображение двумерного среза пространства по глубине.
Восстановление радиоизображения объекта осуществляется следующим образом. Устройство размещается неподвижно напротив исследуемой области пространства, куда посылаются локационные сигналы. Система коммутации 5 обеспечивает процедуру опроса линейки приемных элементов 3, после чего на экране устройства обработки и визуализации 8 появляется изображение сечения исследуемого объекта. Процедура опроса в определенной мере заменяет механическое сканирование объекта локационным радиосигналом.
Предлагаемая полезная модель позволяет фокусировать зондирующее излучение в совмещенной точке фокуса, что существенно повышает отношение сигнал/шум зондирующей системы и обеспечивает следующие технические результаты:
- увеличение до 1,5 м дальности действия устройства;
- восстановление радиоизображения двумерного среза пространства по глубине.
Технический результат достигается за счет концентрации излучения в заданном направлении, что обеспечено путем дополнения антенной решетки фокусирующими цилиндрическими рефлекторами, параллельного расположения линеек приемных и передающих антенных элементов в фокусах рефлекторов и тактированного режима работы антенной решетки.
Claims (1)
-
Тактированная антенная решетка с фокусирующим рефлектором для радиотомографии, содержащая сверхширокополосную решетку, состоящую из сгруппированных в линейки передающих и приемных элементов, СШП генератор, связанный с передающими элементами, стробоскопический приемник, связанный с устройством обработки и визуализации сигналов, отличающаяся тем, что сверхширокополосная решетка оборудована двумя фокусирующими цилиндрическими рефлекторами, обеспечивающими физическую фокусировку излучения в горизонтальной плоскости, линейки из шести передающих и двенадцати приемных элементов размещены параллельно друг другу в фокусах цилиндрических рефлекторов, а генератор и стробоскопический приемник подключены к передающим и приемным элементам через систему коммутации сигналов, обеспечивающую тактовое переключение между комбинациями передающих и приемных элементов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014147873U RU167526U1 (ru) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Тактированная антенная решетка с фокусирующим рефлектором для радиотомографии |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014147873U RU167526U1 (ru) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Тактированная антенная решетка с фокусирующим рефлектором для радиотомографии |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU167526U1 true RU167526U1 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014147873U RU167526U1 (ru) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Тактированная антенная решетка с фокусирующим рефлектором для радиотомографии |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU167526U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU204429U1 (ru) * | 2020-09-15 | 2021-05-24 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Сверхкороткоимпульсная антенная решетка с электронным временным сканированием |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4653855A (en) * | 1984-10-09 | 1987-03-31 | Quantum Diagnostics Ltd. | Apparatus and process for object analysis by perturbation of interference fringes |
| US20030088180A1 (en) * | 2001-07-06 | 2003-05-08 | Van Veen Barry D. | Space-time microwave imaging for cancer detection |
| RU2269811C2 (ru) * | 2004-04-23 | 2006-02-10 | Владимир Васильевич Копейкин | Устройство для получения свч-голограмм и визуализации восстановленного изображения |
| US20060214835A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Lee Gregory S | System and method for inspecting transportable items using microwave imaging |
| US20100214150A1 (en) * | 2003-08-12 | 2010-08-26 | Trex Enterprises Corp. | Millimeter wave imaging system with frequency scanning antenna |
-
2014
- 2014-11-27 RU RU2014147873U patent/RU167526U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4653855A (en) * | 1984-10-09 | 1987-03-31 | Quantum Diagnostics Ltd. | Apparatus and process for object analysis by perturbation of interference fringes |
| US20030088180A1 (en) * | 2001-07-06 | 2003-05-08 | Van Veen Barry D. | Space-time microwave imaging for cancer detection |
| US20100214150A1 (en) * | 2003-08-12 | 2010-08-26 | Trex Enterprises Corp. | Millimeter wave imaging system with frequency scanning antenna |
| RU2269811C2 (ru) * | 2004-04-23 | 2006-02-10 | Владимир Васильевич Копейкин | Устройство для получения свч-голограмм и визуализации восстановленного изображения |
| US20060214835A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Lee Gregory S | System and method for inspecting transportable items using microwave imaging |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU204429U1 (ru) * | 2020-09-15 | 2021-05-24 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Сверхкороткоимпульсная антенная решетка с электронным временным сканированием |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7850611B2 (en) | System and methods for improved ultrasound imaging | |
| KR101705846B1 (ko) | 매체의 특성화를 위한 초음파 방법 및 장치 | |
| Finneran et al. | High-resolution measurement of a bottlenose dolphin's (Tursiops truncatus) biosonar transmission beam pattern in the horizontal plane | |
| JP2002143156A (ja) | 媒体中の散乱物を撮像する超音波システム及び超音波診断装置 | |
| US20160270763A1 (en) | Synthetic aperture ultrasound system | |
| CN102389321B (zh) | 一种快速光声三维成像装置 | |
| Zhang et al. | Investigation into distinguishing between small volumetric and crack-like defects using multi-view total focusing method images | |
| KR101191387B1 (ko) | 2차원 배열 안테나 및 이를 이용한 매립물 탐지 장치 | |
| US9883851B2 (en) | System and method for shear wave generation with steered ultrasound push beams | |
| Higuti et al. | Damage characterization using guided-wave linear arrays and image compounding techniques | |
| US20140055297A1 (en) | System and method for volume visualization in ultra-wideband radar imaging system | |
| US20200209384A1 (en) | Millimeter wave security check gate | |
| KR101173955B1 (ko) | 주파수 영역 면내 또는 면외 초음파 전파 영상화 장치와 그 방법 | |
| RU167526U1 (ru) | Тактированная антенная решетка с фокусирующим рефлектором для радиотомографии | |
| US10228354B2 (en) | Single channel scanning acoustic microscope with multiple focused ultrasonic transducers | |
| CN106137247B (zh) | 一种超声成像设备 | |
| JP2018000677A5 (ru) | ||
| RU154007U1 (ru) | Сканирующая микрофонная решётка для ультразвуковой томографии | |
| CN103064082B (zh) | 基于方位维随机功率调制的微波成像方法 | |
| JP2014102138A (ja) | 測定装置 | |
| Gonzalez-Valdes et al. | Nearfield-based array design for a realistic on-the-move personnel inspection system | |
| RU2522853C1 (ru) | Способ и устройство обнаружения и идентификации предметов, спрятанных под одеждой на теле человека | |
| Khalil et al. | Ultrasonic probing system with multiple transmitters and multiple receivers with undersampling | |
| RU144100U1 (ru) | Ультразвуковой томограф | |
| Yan et al. | A compressed sensing method for a wider swath in synthetic aperture imaging |