SU1596315A1 - Device for optical spectrum processing of rough surface image - Google Patents
Device for optical spectrum processing of rough surface image Download PDFInfo
- Publication number
- SU1596315A1 SU1596315A1 SU874352123A SU4352123A SU1596315A1 SU 1596315 A1 SU1596315 A1 SU 1596315A1 SU 874352123 A SU874352123 A SU 874352123A SU 4352123 A SU4352123 A SU 4352123A SU 1596315 A1 SU1596315 A1 SU 1596315A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- modulator
- rough surface
- signals
- optical
- band
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к средствам аналоговой вычислительной техники и может быть использовано дл измерени временных спектров изображени шероховатой поверхности, в частности морской поверхности. Цель - повышение точности. Дл достижени цели модул тор имеет возможность возвратно-поступательного движени в горизонтальной плоскости и снабжен группой контактов, светодиодов и фотодиодов, способствующих синхронному преобразованию и фильтрации временных частот, соответствующих пространственным частотам на изображении морской поверхности. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.The invention relates to analog computing techniques and can be used to measure the temporal image spectra of a rough surface, in particular a sea surface. The goal is to increase accuracy. To achieve the goal, the modulator has the ability to reciprocate in the horizontal plane and is equipped with a group of contacts, LEDs and photodiodes that facilitate the synchronous conversion and filtering of temporal frequencies corresponding to spatial frequencies on the sea surface image. 2 hp ff, 1 ill.
Description
направлени перемещени модул тора 3 полключены к входу задани изменени фазы генератора 14. Выходы ге нераторов 13 и 1 подключены соответственно к первому и второму входам несущей частоты частотного преобразовател 12. N опорных входов частотного преобразовател 12 подключены к выходам соответствующих фотодиодов 11. Выход фотоприемника 5 подключен к информационному входу частотного преобразовател 12, N выходов которого подключены к соответствующим входам анализатора 1. Кроме того, (Ы-и)- оптическа плоска решет.ка 6 модул тора 3 выполнена в виде двух совмещенных в одной плоскости оптических решеток-, установленных с возможностью изменени .взаимной ориентации полос, а k оптических решеток 6 (k N) ориентированы под различными углами кгоризонтальной оси. Частотный преобразователь 12 содержит N синхронных детекторов 15, каждый из которых состоит из полосо вого фильтра 1б, однополосных мсэдул торов 17 и 18, умножител 19 и фильтра 20 нижних,частот. Выход полосового фильтра 16 каждого синхрон ного детектора 15 подключен к инфор мационному входу соответствующего однополосного модул тора 17, выход которого подключен к второму входу соответствующего умножител 19. Выход умножител 19 каждого синхронно го детектора 15 подключен к входу соответствующего фильтра 20. Входы полосовых фильтров 16 объединены и вл ютс информационным входом преобразовател 12. Входы несущей частоты однополосных модул торов 17 и 18 объединены и вл ютс соответственно первым и вторым входами несущей частоты преобразовател 12. Опо ный вход каждого однополосного моду л тора 18 вл етс соответствующим опорным входом преобразовател 12, а выход каждого из фильтров 20 вл етс соответствующим выходом преобразовател 12. Устройство работает следующим образом. Объектив 2 формирует изображение исследуемой поверхности (в данном случае морской поверхности) в плоскости оптических решеток 6 модул то ра 3. При смещении вдоль оси X модул тор 3 преобразует изображение, сфокусированное объективом 2, в N светопых сигналов, ркость которых пропорциональна произведению плотности модул тора 3 и ркости изображени морской поверхности в координатах X, Y. При этом фаза каждого из сигналов имеет составл ющую (2.jr/;)Vt, где - пространственный 1ериод соответствующей решетки 6j V - скорость смещени модул тора 3. Световые сигналы с выхода модул тора 3 интегрируютс линзой i, а фотоприемник 5 преобразует световые сигналы в электрические, поступающие на вход частотного преобразовател 12. Полосовые фильтры 1б синхронных детектором 15 осуществл ют разделение электрического сигнала на составл ющие, соответствующие световым сигналам, сформированным оптическими решетками 6 перемещающегос модул тора. 3. Сигналы на выходах полосовых фильтров 16 имеют следующий вид: , t)( -V27 - - , xcosC-;-V,t ±-:;-Vt), где L( - направление анализа по азимутальномууглу; €,( /. ц) - спектральна плотность уклонов волн на пространственном периоде 1„ в направлении Lf , -соответственно центральна частота и полоса пропускани соответствующего полосового фильтра I6i -максимальна скорость перемещени волн на исследуемой поверхности относительно плоскости оптических решеток 6. Эти сигналы поступают на входы соответствующих однополосных модул торов 17, на опорные входы которых подаетс сигнал генератора 13 несущей частоты. Однополосный моду5the direction of movement of the modulator 3 is connected to the input of setting the phase variation of oscillator 14. Generator outputs 13 and 1 are connected respectively to the first and second inputs of the frequency converter frequency converter 12. N reference inputs of frequency converter 12 are connected to the outputs of the corresponding photodiodes 11. Photodetector output 5 is connected to the information input of the frequency converter 12, the N outputs of which are connected to the corresponding inputs of the analyzer 1. In addition, (Y-I) - optical flat lattice 6 of the modulator 3 is made and in the form of two combined in one plane optical gratings, installed with the possibility of changing the mutual orientation of the bands, and k optical gratings 6 (k N) oriented at different angles of the horizontal axis. Frequency converter 12 contains N synchronous detectors 15, each of which consists of a band-pass filter 1b, single-band signals 17 and 18, a multiplier 19 and a low-pass filter 20. The output of the band-pass filter 16 of each synchronous detector 15 is connected to the information input of the corresponding single-sided modulator 17, the output of which is connected to the second input of the corresponding multiplier 19. The output of the multiplier 19 of each synchronous detector 15 is connected to the input of the corresponding filter 20. The inputs of the bandpass filters 16 are combined and are the information input of the converter 12. The carrier inputs of the single-band modulators 17 and 18 are combined and are respectively the first and second inputs of the carrier frequency 12. Ono photoelectret ny input of each single-band fashion l torus 18 is a corresponding reference input of the converter 12 and the output of each filter 20 is a respective output transducer 12. The device operates as follows. Lens 2 forms an image of the investigated surface (in this case, the sea surface) in the plane of the optical lattices 6 of the modulator 3. When displaced along the X axis, the modulator 3 converts the image focused by the lens 2 into N light signals, the brightness of which is proportional to the product of the modulator density 3 and the brightness of the image of the sea surface in coordinates X, Y. In this case, the phase of each signal has a component (2.jr /;) Vt, where is the spatial period of the corresponding lattice 6j V is the displacement speed of the modulator 3. Lights The signals from the output of the modulator 3 are integrated by lens i, and the photodetector 5 converts the light signals into electrical signals to the input of the frequency converter 12. The band-pass filters 1b of the synchronous detector 15 separate the electrical signal into components corresponding to the light signals formed by optical gratings 6 moving modulator. 3. The signals at the outputs of the band-pass filters 16 have the following form:, t) (-V27 - -, xcosC -; - V, t ± -:; - Vt), where L (is the direction of the analysis along the azimuth angle; €, (/. c) is the spectral density of the slopes of the waves in a spatial period of 1 "in the direction of Lf, respectively the central frequency and bandwidth of the corresponding bandpass filter I6i is the maximum velocity of waves on the surface under study relative to the plane of the optical arrays 6. These signals are fed to the inputs of the corresponding single-band modulators 17, on the supporting inputs signal generator 13 is supplied to the carrier frequency. plank modu5
л тор 17 в каждом синхронном детекторе 15 осуществл ет перенос сигнала с выхода соответствующего фильтра 16 на частоту oJ генератора 13. Одновременно вспомогательный опор ный сигнал, сформированный каждым фотодиодом 11 с помощью соответствующего светодиода 10 при смещении меж ду ними соответствующей оптической решетки 6 модул тора 3i поступает на опорный вход соответствующего однополосного модул тора 18, На другой вход каждого однополосного модул тора 18 подаетс сигнал с частотой to генератора 1. Однополосные модул торы 18 осуществл ют перенос вспомогательного опорного сигнала с соответствующих фотодиодов 11 на частоту uJ генератора 1.- Сигналы на выходах однополосных модул торовA torus 17 in each synchronous detector 15 transfers the signal from the output of the corresponding filter 16 to the frequency oJ of the generator 13. At the same time, the auxiliary reference signal generated by each photodiode 11 by the corresponding LED 10 when the corresponding optical lattice 6 of the modulator 3i is displaced between them arrives at the reference input of the corresponding single-band modulator 18. The signal with the frequency to the generator 1 is fed to the other input of each single-band modulator 18. Single-band modulators 18 carry out the transfer Aux of the auxiliary reference signal from the corresponding photodiodes 11 to the frequency uJ of the generator 1.- Signals at the outputs of single-sided modulators
18имеют следующий вид: .18 have the following form:.
Acos(wt + -- Vt). Acos (wt + - Vt).
Сигналы, сформированные однополосными модул торами 17 и 18, поступают на соответствующие входы умножител 19. На выходе умножител The signals generated by single-band modulators 17 and 18 are fed to the corresponding inputs of the multiplier 19. At the output of the multiplier
19в каждом синхронном детекторе 15 формируетс сигнал на разностной частоте Wo ш - Ы,.19, in each synchronous detector 15, a signal is generated at the difference frequency Wo ω-Ы.
Каждый фильтр 20 нижних частот отфильтровывает составл ющие сигнала с частотой, большей частоты среза со „У, где „ - полоса пропускани соответствующего полосового фильтра 1б„ На выходах фильтров 20 сигналы имеют видEach low-pass filter 20 filters out the signal components with a frequency greater than the cut-off frequency from "U, where" is the passband of the corresponding band-pass filter 1b. At the outputs of the filters 20, the signals are
.,21Г.., 21Г.
--
tt
r-j r-j
К1K1
2 - 2 -
xCOsCtOjt 4- -V t).xCOsCtOjt 4- -V t).
С ВЫХОДОВ фильтров 20 сигналы поступают в анализатор 1 спектра временных частот.From the OUTPUTS of the filters 20, the signals arrive at the analyzer 1 of the time frequency spectrum.
При смене направлени смещени модул тора 3 с помсчцью электродвигател 8 и кулачкового механизма 7 группа 9 контактов обеспечивает формирование сигнала, поступающего на вход Задани изменени фазы генератора 1.When changing the direction of the displacement of the modulator 3 with the electric motor 8 and the cam mechanism 7, the group 9 of contacts provides the formation of a signal to the input of the task of changing the phase of the generator 1.
При этом фаза сигнала генератора 1A измен етс на Т, а сигналы наIn this case, the phase of the generator signal 1A changes to T, and the signals to
9f31569f3156
выходах однополосных модул торов 18 принимают видthe outputs of the single-sided modulators of the tori 18 take the form
7lf - 5 AcosCwt -4 Vt).7lf - 5 AcosCwt -4 Vt).
ПиPi
Следовательно, при любом направлении движени модул тора 3 обеспеJQ чи;:аетс синфазна обработка сигналов , сформированных изображением морской поверхности.Consequently, in any direction of movement, the modulator 3 provides for the in-phase processing of the signals formed by the image of the sea surface.
Анализатор 1 работает либо в режиме формировани и записи текущихAnalyzer 1 works either in the mode of formation and recording of current
. случайных реализаций временного спектра, либо в режиме некогерентного временного накоплени случайных реализаций спектра с помощью многоканального интегратора, вход щего в состав анализатора 1. В первом случае на выходе анализатора 1 формируютс текугцие спектры изображени морской поверхности, по которым определ ют период и форму модул ции длинных энергонесущих волн, а также сравнивают характер сигналов при различных пространственных периодах оптических решеток и азимутальных углах gj модул тора 3. Во втором случае на выходе анализатора . random realizations of the time spectrum, or in the mode of incoherent temporal accumulation of random realizations of the spectrum using a multichannel integrator, which is part of analyzer 1. In the first case, at the output of analyzer 1, current spectra of the sea surface are formed, which determine the period and form of modulation of long energy-carrying waves, and also compare the nature of the signals at different spatial periods of the optical gratings and azimuthal angles gj of the modulator 3. In the second case, the output of the analog isator
30 1 формируетс усредненный спектр, по которому можно определить среднее смещение центра спектра от частоты сОо вызванное проекцией ветрового дрейфа и течени на. направлении анализа и фазовой скоростью анализируемой волны, а также 1иирину спектра, обусловленную орбитальными скорост ми длинных модулирующих энергонесуцих волн.30 1, an averaged spectrum is formed from which it is possible to determine the average shift of the center of the spectrum from the frequency of cos, caused by the projection of the wind drift and current on. the direction of the analysis and the phase velocity of the wave being analyzed, as well as the 1hrinu of the spectrum, due to the orbital velocities of the long modulating energy-independent waves.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874352123A SU1596315A1 (en) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | Device for optical spectrum processing of rough surface image |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874352123A SU1596315A1 (en) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | Device for optical spectrum processing of rough surface image |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1596315A1 true SU1596315A1 (en) | 1990-09-30 |
Family
ID=21345751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874352123A SU1596315A1 (en) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | Device for optical spectrum processing of rough surface image |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1596315A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171634U1 (en) * | 2016-11-29 | 2017-06-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | RIGID SURFACE OPTICAL SPECTRAL PROCESSING DEVICE |
-
1987
- 1987-12-14 SU SU874352123A patent/SU1596315A1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171634U1 (en) * | 2016-11-29 | 2017-06-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | RIGID SURFACE OPTICAL SPECTRAL PROCESSING DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3904295A (en) | Method and apparatus for the no-contact measurement of velocities, changes in relative position, or displacement paths | |
US5272555A (en) | Bidirectional optical transmission method and apparatus therefor | |
SU1596315A1 (en) | Device for optical spectrum processing of rough surface image | |
SU728735A3 (en) | Radio technical system for aircraft landing | |
US4462687A (en) | Apparatus for spectral analysis of a broad beam of radiation using a dispersive element interposed between two modulators | |
US4040741A (en) | Polarized grating optical odometer | |
CN106908803A (en) | Ultra wide band scalariform FM/CW laser velocimeter systems based on double parallel MZM | |
US4255048A (en) | Direction sensitive laser velocimeter | |
JP4202683B2 (en) | Light emitting diode light quantity measuring method and light quantity measuring apparatus | |
JPH0510879A (en) | Gas detecting network | |
SU1520373A1 (en) | Method of checking the quality of image of optical and optronic system | |
EP0185994A3 (en) | Arrangement for forming directional channels by reception of wave energy | |
SU758862A1 (en) | Device for recording holograms of high-frequency field | |
SU1065687A1 (en) | Sampling and interpolation device at carrying frequency | |
SU1048582A2 (en) | Device for synchronous detection of phase-shift-keyed signals | |
SU1249320A1 (en) | Optical meter of shifts | |
SU784524A1 (en) | Angle discriminator | |
JPS5811561B2 (en) | Iroshiki Betsusouchi | |
SU1583901A1 (en) | Seismic multichannel station for recording and processing phase-manipulated signals | |
SU1160328A1 (en) | Acoustical-optical analyser of spectrum of radio signal | |
SU1195457A1 (en) | Radio communication device | |
RU97105124A (en) | GAS CORRELATION ANALYSIS METHODS AND DEVICE FOR THEIR IMPLEMENTATION | |
SU1762318A1 (en) | High-speed process holographic recording method and device for the realization | |
RU2152692C1 (en) | Converter of thermal image column into electric signal | |
SU1420576A1 (en) | Device for multichannel reception of optical signals |