RU2504800C1 - Method of forming radio portrait of object by frequency division parallel processing - Google Patents

Method of forming radio portrait of object by frequency division parallel processing Download PDF

Info

Publication number
RU2504800C1
RU2504800C1 RU2012123777/07A RU2012123777A RU2504800C1 RU 2504800 C1 RU2504800 C1 RU 2504800C1 RU 2012123777/07 A RU2012123777/07 A RU 2012123777/07A RU 2012123777 A RU2012123777 A RU 2012123777A RU 2504800 C1 RU2504800 C1 RU 2504800C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elements
radiation
modulated
equations
amplitudes
Prior art date
Application number
RU2012123777/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012123777A (en
Inventor
Алексей Юрьевич Зражевский
Евгений Павлович Новичихин
Константин Николаевич Рыков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
Priority to RU2012123777/07A priority Critical patent/RU2504800C1/en
Publication of RU2012123777A publication Critical patent/RU2012123777A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2504800C1 publication Critical patent/RU2504800C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: optical system transfers into the object plane radiation of all elements of the object modulated with different frequencies and amplitudes. The modulated radiation is converted to an electrical signal which is divided into components, each representing a resultant signal received from elements whose radiation is modulated with the same frequencies. For each component, an equation is generated, which consists of a sum of products of coefficients that are proportional to amplitudes of modulating frequencies with unknown luminance values of elements. The equations generated during observation are merged into a system of equations. Solutions of said systems determine luminance of elements of the object, from which its optical image is constructed.
EFFECT: simple radio imaging system, faster operation and reliability thereof.
1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области радиовидения и может быть применено: для обнаружения предметов в ММ диапазоне волн под одеждой человека, в таможенном контроле грузов, в радиоастрономии для картографирования области неба и протяженных небесных объектов, в дистанционном зондировании земной поверхности, в охранных системах, работающих в условиях плохой видимости.The present invention relates to the field of radio imaging and can be applied: for detecting objects in the MM wavelength range under human clothing, in customs control of goods, in radio astronomy for mapping the sky and long celestial objects, in remote sensing of the earth's surface, in security systems operating in poor visibility.

К настоящему времени известны способы формирования радиоизображений: с помощью фокальной двумерной матрицы приемников, с использованием многоэлементного интерферометра, с помощью фазированных матриц [1].To date, methods for the formation of radio images are known: using a focal two-dimensional matrix of receivers, using a multi-element interferometer, using phased arrays [1].

Перечисленные способы реализуются сложными приемными системами, состоящими из множества элементов, что снижает надежность систем, а разброс параметров элементов, обусловленный внешними факторами и технологией их изготовления, влияет на качество радиоизображений.The above methods are implemented by complex receiving systems consisting of many elements, which reduces the reliability of the systems, and the dispersion of the parameters of the elements, due to external factors and their manufacturing technology, affects the quality of radio images.

Наиболее близким аналогом является способ формирования радиопортрета объекта одним детектором, реализующимся сканированием объекта вращающимся рупором, принимающим от элементов объекта излучение, модулированное функциями с различными для каждого элемента параметрами (частотами). Принятый сигнал разделяется на составляющие, соответствующие излучению каждого элемента и преобразуется в оптическое изображение [2].The closest analogue is the method of forming a radio portrait of an object with one detector, which is realized by scanning the object with a rotating horn, receiving radiation from the elements of the object, modulated by functions with different parameters (frequencies) for each element. The received signal is divided into components corresponding to the radiation of each element and converted into an optical image [2].

К недостатку способа можно отнести присутствие в нем элемента механического сканирования (вращающийся рупор), что снижает быстродействие и надежность устройства. Снижение надежности обусловлено тем, что для соединения вращающегося рупора с неподвижной частью устройства требуются сложные стыковочные приспособления.The disadvantage of this method can be attributed to the presence in it of a mechanical scanning element (rotating horn), which reduces the speed and reliability of the device. The decrease in reliability is due to the fact that for connecting a rotating horn with a fixed part of the device requires complex docking devices.

Технический результат заключается в том, что упрощается конструкция системы радиовидения, увеличивается ее быстродействие и надежность.The technical result consists in the fact that the design of the radio vision system is simplified, its speed and reliability are increased.

Указанный технический результат в способе формирование радиопортрета объекта методом параллельной обработки с частотным разделением достигается тем, что оптическая система переносит в предметную плоскость излучения всех элементов объекта, которые модулируются различными между собой частотами и амплитудами.The specified technical result in the method of forming a radio portrait of an object by parallel processing with frequency separation is achieved by the fact that the optical system transfers to the subject plane the radiation of all elements of the object, which are modulated by different frequencies and amplitudes.

Модулированное излучение преобразуются в электрический сигнал, который разделяется на сигналы, каждый из них представляет собой суммарный сигнал, принятый от элементов, излучения которых модулированы одинаковыми частотами. Для каждого такого сигнала формируется уравнение, состоящие из суммы произведений коэффициентов, пропорциональных амплитудам, модулирующих функций на неизвестные яркости элементов. Уравнения, сформированные в течение времени наблюдения, объединяются в системы уравнений. В результате решения этих систем определяются яркости элементов объекта, по которым строится его оптическое изображение.Modulated radiation is converted into an electrical signal, which is divided into signals, each of them is a total signal received from elements whose radiation is modulated by the same frequencies. For each such signal, an equation is formed consisting of the sum of the products of the coefficients proportional to the amplitudes, modulating functions by the unknown brightness of the elements. The equations formed during the observation time are combined into systems of equations. As a result of the solution of these systems, the brightness of the object's elements is determined by which its optical image is built.

Способ может быть реализован устройством, схема которого показана на фиг.1, где (1) - элементы наблюдаемого объекта, (2) - объект, (3) - оптическая система (антенна), (4, 5) - модулятор, (6) - рупор, (7) - детектор, (8) - частотный фильтр, (9) - вычислительное устройство.The method can be implemented by the device, the scheme of which is shown in figure 1, where (1) are the elements of the observed object, (2) is the object, (3) is the optical system (antenna), (4, 5) is the modulator, (6) - horn, (7) - detector, (8) - frequency filter, (9) - computing device.

Излучение всех элементов (1) объекта (2) принимается оптической системой (3) и переносится в предметную плоскость, где расположен модулятор (позиции 4, 5), выполненный в виде двух, установленных на одной оси, дисков с прорезями. В диске (4) прорези прозрачные, а в диске (5) закрыты поглотителями излучения с различными межу собой коэффициентами поглощения (на фиг.1 обозначены символами A1, А2, A3,…, Ak). Сделаны прорези с постоянным угловым шагом и расположены на концентрических окружностях разного диаметра, показанных штриховыми линиями на диске (5) (см. фиг.1). Количество прорезей на разных окружностях различно между собой. На фиг.1 они показаны только на одной окружности. Диски вращаются относительно оси О-О по направлению, указанному стрелкой. Скорости их вращения различны между собой настолько, что диск (4) можно считать неподвижным в течение периода обращения диска (5). Это необходимо для того, чтобы обеспечить просмотр затененных элементов объекта.The radiation of all elements (1) of the object (2) is received by the optical system (3) and transferred to the subject plane, where the modulator (positions 4, 5) is located, made in the form of two disks with slots mounted on the same axis. The slots in the disk (4) are transparent, and in the disk (5) they are closed by radiation absorbers with different absorption coefficients (in Fig. 1 they are indicated by the symbols A1, A2, A3, ..., Ak). Slots are made with a constant angular pitch and are located on concentric circles of different diameters, shown by dashed lines on the disk (5) (see figure 1). The number of slots on different circles is different among themselves. In figure 1 they are shown only on one circle. The disks rotate about the O-O axis in the direction indicated by the arrow. The speeds of their rotation are so different among themselves that the disk (4) can be considered motionless during the period of revolution of the disk (5). This is necessary in order to provide a view of the shaded elements of the object.

Амплитудная и частотная модуляция реализуется вращением диска (5). Излучения, прошедшие через прорези, расположенные на различных окружностях будут модулированы разными частотами, а прошедшие через прорези расположенные на одной окружности будут модулированы одинаковыми частотами и различными между собой амплитудами.Amplitude and frequency modulation is realized by disk rotation (5). The radiation passing through the slots located on different circles will be modulated by different frequencies, and those passing through the slots located on the same circle will be modulated by the same frequencies and different amplitudes.

Модулированное излучение принимается рупором (6), передается на детектор (7), преобразуется им в электрический сигнал, который разделяется частотным фильтром (8) на составляющие, каждая из них представляет собой суммарный сигнал, принятый от элементов, излучения которых модулировано одинаковыми частотами. Разделенный сигнал параллельно поступает на вычислительное устройство (9), формирующее для каждой составляющей уравнение,Modulated radiation is received by a horn (6), transmitted to a detector (7), converted by it into an electric signal, which is divided by components with a frequency filter (8), each of them is a total signal received from elements whose radiation is modulated by the same frequencies. The divided signal is simultaneously fed to a computing device (9), forming for each component an equation,

Figure 00000001
Figure 00000001

где: А1 А2, А3,……, Ak - известные коэффициенты ослабленияwhere: A 1 A 2 , A 3 , ......., Ak - known attenuation coefficients

излучения, х1 х2, х3,...., xk - яркости элементов объекта, k - количество элементов, Sk суммарный сигнал.radiation, x 1 x 2 , x 3 , ...., x k is the brightness of the elements of the object, k is the number of elements, S k is the total signal.

Уравнения, сформированные в течение времени наблюдения, объединяются в системы уравнений {2}. Решениями этих систем определяются яркости элементов объекта, по которым строится его оптическое изображение.The equations formed during the observation time are combined into systems of equations {2}. The solutions of these systems determine the brightness of the elements of the object, on which its optical image is built.

Figure 00000002
Figure 00000002

Уравнения системы {2} формируются последовательно в течение периода обращения диска (5). На фиг.1 показано его положение при формировании первого уравнения. Время формирования одного уравнения равно промежутку времени, за который диск (5) поворачивается на угол а. По истечении этого промежутка будет сформировано первое уравнение и начнет формироваться второе, по завершении его формирования начнет формироваться третье, и так далее, пока диск (5) не сделает полный оборот.The equations of the system {2} are formed sequentially during the period of disk revolution (5). Figure 1 shows its position in the formation of the first equation. The formation time of one equation is equal to the period of time during which the disk (5) rotates through an angle a. After this period has elapsed, the first equation will be formed and the second will begin to form, after the completion of its formation, the third will begin to form, and so on, until the disk (5) makes a complete revolution.

Открытие затененных элементов объекта обеспечивается вращением диска (4). Формирование всех систем уравнений завершится в течение времени, за которое он повернется на угол р.The opening of the shaded elements of the object is provided by the rotation of the disk (4). The formation of all systems of equations will be completed in the course of the time for which it will turn by an angle p.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет упростить систему радиовидения и увеличить ее быстродействие.Thus, the present invention allows to simplify the radio vision system and increase its speed.

Литература:Literature:

1. В.А. Годунов, А.Ю. Зражевский, М.Т. Смирнов, В.С. Аблязов, А.А. Халдин, А.Е. Максимов, В.П. Нестеров. Радиотепловые поляризационные портреты объектов и покровов в ММ диапазоне волн. // 2-ая Всероссийская научная конференция «Дистанционное зондирование земных покровов и атмосферы аэрокосмическими средствами». Сб. докладов, Санкт-Петербург, 2004, т.1, с.56-59.1. V.A. Godunov, A.Yu. Zrazhevsky, M.T. Smirnov, V.S. Ablyazov, A.A. Haldin, A.E. Maximov, V.P. Nesterov. Radiothermal polarized portraits of objects and covers in the MM wavelength range. // 2nd All-Russian Scientific Conference “Remote Sensing of Earth Coverings and Atmosphere by Aerospace Means”. Sat Papers, St. Petersburg, 2004, v. 1, pp. 56-59.

2. Патент на изобретение №2382382 от 04.02.2008, МПК G01S 13/89.2. Patent for invention No. 2382382 dated February 4, 2008, IPC G01S 13/89.

Claims (1)

Способ формирования радиопортрета объекта методом параллельной обработки с частотным разделением, заключающийся в приеме неподвижной антенной энергии, отраженной или излученной элементами объекта, модуляции различными частотами принятого излучения, отличающийся тем, что принятое от элементов объекта излучение дополнительно модулируют различными между собой амплитудами, модулированное по частоте и амплитуде излучение преобразуют в электрический сигнал, который разделяют на составляющие, отличающиеся друг от друга частотой модуляции, формируют для каждой составляющей уравнение, состоящее из суммы произведений коэффициентов ослабления излучения, пропорциональных амплитудам модулирующих функций, на неизвестные яркости элементов объекта, уравнения, сформированные в течение времени наблюдения, объединяют в системы уравнений, решением которых определяют яркости элементов объекта, по которым строят его оптическое изображение. A method of forming a radio portrait of an object by parallel processing with frequency division, which consists in receiving stationary antenna energy reflected or emitted by the elements of the object, modulating with different frequencies of the received radiation, characterized in that the radiation received from the elements of the object is additionally modulated by different amplitudes, modulated in frequency and the amplitude of the radiation is converted into an electrical signal, which is divided into components that differ from each other by the frequency of the module and, for each component, form an equation consisting of the sum of the products of the radiation attenuation coefficients proportional to the amplitudes of the modulating functions by the unknown brightness of the object elements, the equations formed during the observation time are combined into systems of equations, the solution of which determines the brightness of the object elements from its optical image.
RU2012123777/07A 2012-06-07 2012-06-07 Method of forming radio portrait of object by frequency division parallel processing RU2504800C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123777/07A RU2504800C1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 Method of forming radio portrait of object by frequency division parallel processing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123777/07A RU2504800C1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 Method of forming radio portrait of object by frequency division parallel processing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012123777A RU2012123777A (en) 2013-12-20
RU2504800C1 true RU2504800C1 (en) 2014-01-20

Family

ID=49784432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012123777/07A RU2504800C1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 Method of forming radio portrait of object by frequency division parallel processing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2504800C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551902C1 (en) * 2014-03-25 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Method of detecting linear non-uniformities in opaque media
RU2561066C1 (en) * 2014-04-24 2015-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method of obtaining radio images of extended objects
RU2755153C1 (en) * 2021-02-16 2021-09-13 Константин Анатольевич Бойков Method for radio wave authentication of microprocessor devices

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2111506C1 (en) * 1997-03-13 1998-05-20 Виктор Александрович Бублик Device for remote measurement of reflecting properties of complex-form objects in shf range of radio waves
US6218979B1 (en) * 1999-06-14 2001-04-17 Time Domain Corporation Wide area time domain radar array
US6563451B1 (en) * 2002-01-16 2003-05-13 Raytheon Company Radar imaging system and method
RU2005132244A (en) * 2003-12-05 2006-02-27 Евгений Николаевич Ананьев (RU) METHOD FOR CREATING A DETAILED RADIO PORTRAIT OF A COMPLEX FORM OBJECT AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU53461U1 (en) * 2006-02-10 2006-05-10 Александр Игоревич Клименко INSTALLATION FOR DETECTION OF UNSOLVED OBJECTS AND SUBSTANCES IN MONITORED OBJECTS
WO2007113824A2 (en) * 2006-04-03 2007-10-11 Camero-Tech Ltd. System and method for volume visualization in ultra-wideband radar
RU2309432C1 (en) * 2006-02-10 2007-10-27 Александр Игоревич Клименко Device for detecting objects
RU2382382C2 (en) * 2008-02-04 2010-02-20 Карен Артоваздович Аганбекян Method of forming radio image with one detector and device for realising said method
JP2010197378A (en) * 2009-01-14 2010-09-09 Mitsubishi Electric Corp Radar image processing device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2111506C1 (en) * 1997-03-13 1998-05-20 Виктор Александрович Бублик Device for remote measurement of reflecting properties of complex-form objects in shf range of radio waves
US6218979B1 (en) * 1999-06-14 2001-04-17 Time Domain Corporation Wide area time domain radar array
US6563451B1 (en) * 2002-01-16 2003-05-13 Raytheon Company Radar imaging system and method
RU2005132244A (en) * 2003-12-05 2006-02-27 Евгений Николаевич Ананьев (RU) METHOD FOR CREATING A DETAILED RADIO PORTRAIT OF A COMPLEX FORM OBJECT AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU53461U1 (en) * 2006-02-10 2006-05-10 Александр Игоревич Клименко INSTALLATION FOR DETECTION OF UNSOLVED OBJECTS AND SUBSTANCES IN MONITORED OBJECTS
RU2309432C1 (en) * 2006-02-10 2007-10-27 Александр Игоревич Клименко Device for detecting objects
WO2007113824A2 (en) * 2006-04-03 2007-10-11 Camero-Tech Ltd. System and method for volume visualization in ultra-wideband radar
RU2382382C2 (en) * 2008-02-04 2010-02-20 Карен Артоваздович Аганбекян Method of forming radio image with one detector and device for realising said method
JP2010197378A (en) * 2009-01-14 2010-09-09 Mitsubishi Electric Corp Radar image processing device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551902C1 (en) * 2014-03-25 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Method of detecting linear non-uniformities in opaque media
RU2561066C1 (en) * 2014-04-24 2015-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method of obtaining radio images of extended objects
RU2755153C1 (en) * 2021-02-16 2021-09-13 Константин Анатольевич Бойков Method for radio wave authentication of microprocessor devices

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012123777A (en) 2013-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10911142B2 (en) Distributed array for direction and frequency finding
US8189095B2 (en) Method and apparatus for superresolution imaging
RU2504800C1 (en) Method of forming radio portrait of object by frequency division parallel processing
CN102980857B (en) Terahertz time-domain spectroscopy system for realizing terahertz quick imaging by using frequency optical comb
KR20210015738A (en) Image acquisition chip, object imaging recognition device, and object imaging recognition method
WO2019099164A1 (en) Scanning lidar system and method with spatial filtering for reduction of ambient light
US9297999B2 (en) Synthetic focal plane imager
CN102520408B (en) Three-dimensional imaging method for three-dimensional imaging system with cylindrical array surface
CN205844166U (en) A kind of device improving THz wave compressed sensing image quality based on double image element
CN104266756A (en) Broadband infrared scanning beam split device and calibrating method
CN108107016A (en) A kind of quasi-optical reflection imaging system of low-loss high-isolation Terahertz
RU2382382C2 (en) Method of forming radio image with one detector and device for realising said method
CN110476118A (en) Low profile multiband high light spectrum image-forming for machine vision
CN103913231B (en) Based on the space-time unite modulation fourier transformation imaging spectrometer of light-duty beam splitter
CN104898171A (en) Collimating optical system, based on elliptical mirror focusing, enabling high-resolution rapid scan imaging
US5898791A (en) Spinning focal plane array camera particularly suited for real time pattern recognition
CN108917928B (en) 360 multispectral imager of degree panorama
CN107014487B (en) Compressed sensing measuring method and its system under a kind of dynamic scene
CN108732124B (en) Three-dimensional tomography system and method
US10989836B2 (en) Passive microwave sounder for satellite, having fixed reflection plate
CN108680254B (en) 360-degree panoramic hyperspectral imager
CN109668633A (en) Light spectrum image-forming complex probe method based on AOTF
US9462198B2 (en) Image acquisition method and system
RU2400705C1 (en) Rough surface image optical spectral processing device
RU187060U1 (en) HEAT DETECTOR

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160608