WO2014148955A1 - Способ формирования изображения с субдифракционным разрешением - Google Patents

Способ формирования изображения с субдифракционным разрешением Download PDF

Info

Publication number
WO2014148955A1
WO2014148955A1 PCT/RU2014/000178 RU2014000178W WO2014148955A1 WO 2014148955 A1 WO2014148955 A1 WO 2014148955A1 RU 2014000178 W RU2014000178 W RU 2014000178W WO 2014148955 A1 WO2014148955 A1 WO 2014148955A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
optical system
sources
rectangular grid
radiation
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000178
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Александр Николаевич ВЫСТАВКИН
Сергей Евгеньевич БАНКОВ
Михаил Евгеньевич ЖУКОВСКИЙ
Сергей Викторович ПОДОЛЯКО
Original Assignee
Vystavkin Alexander Nikolayevich
Bankov Sergey Evgenievich
Zhukovskiy Mikhail Evgenievich
Podolyako Sergey Viktorovich
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 Vystavkin Alexander Nikolayevich, Bankov Sergey Evgenievich, Zhukovskiy Mikhail Evgenievich, Podolyako Sergey Viktorovich filed Critical Vystavkin Alexander Nikolayevich
Publication of WO2014148955A1 publication Critical patent/WO2014148955A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/58—Optics for apodization or superresolution; Optical synthetic aperture systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/02—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
    • G02B23/06—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors having a focussing action, e.g. parabolic mirror

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for radio imaging, radar and radio astronomy of millimeter, terahertz and far infrared ranges of electromagnetic radiation and can be used to build radio images of various objects that are sources of primary and / or secondary radiation of radio waves of these ranges.
  • Radio-vision devices are used to obtain images of various objects of artificial and natural origin, which are sources of electromagnetic radiation.
  • a device includes an optical system that performs spatial transformation of the radiation field of the sources.
  • a typical option for constructing an optical system is a system having two focal planes.
  • An ideal optical system of this type converts the field of radiation sources located in one focal plane into an electromagnetic field (image field) in another focal plane.
  • the transformed field is identical to the original field with an accuracy of linear displacement and a scaling factor specifying the compression or extension of the initial field.
  • an imperfect optical system there are optical image distortions (aberrations) and interference noise and other nature.
  • the proposed method of image formation is intended to rid the converted field of distortion and interference in an imperfect optical system and the formation (construction) of the corresponding image, as close as possible to the ideal.
  • the plane in which the radiation sources are located is called the plane of the image sources. Remodeled an image is formed in this plane. Points in the plane of the image sources are described in the xOy coordinate system.
  • the second focal plane of the optical system in which the transformed field is created is simply called the focal plane of the optical system. It can be the only focal plane in the case when the source plane is removed at a sufficiently large distance from the optical system, which can be considered infinite. This situation is typical for radio astronomy devices. Points in the focal plane of the optical system are described in the coordinate system ⁇ .
  • mirror antennas can be used.
  • Known optical system in the form of a two-mirror Cassegrain antenna Sazonov D.M. Antennas and microwave devices. M .: Higher school. 1988). It can be focused on both the finite and the infinite distance to the radiation source.
  • the claimed invention relates to scanning optical systems. They have the ability to move the field in the focal plane. This movement is achieved in many ways. The simplest of these is the movement of the entire optical system. In radio astronomy, in the study of distant objects, a particular type of displacement of the optical system is used — its rotation. The virtue of scanning by mechanical movement optical system is the absence of additional distortions - aberrations associated with the scanning process.
  • optical systems converts a field in the plane of image sources into a field in the focal plane, performing two operations with it: moving and scaling.
  • optical systems are constructed so that they compress the field.
  • A is the amplitude factor
  • a is the field scaling factor
  • ⁇ ' is the parameters defining the field shift
  • ⁇ ( ⁇ ) is the delta function
  • S is the portion of the source plane in which the image sources are located.
  • Geometrical-optical aberrations are known: astigmatism, coma, etc. They are associated with the fact that the optical system implements focusing of the field imperfectly. Aberrations of this type are not fundamental. They can be reduced by improving the optical system. As ways to improve, you can specify an increase in the points of ideal focus, that is, the transition to polyfocal systems.
  • An ideal non-aberrational optical system for example, is the Luneberg lens mentioned above, which is a sphere with a dielectric constant with variable radius.
  • the parameter b nD / F is inversely proportional to the wavelength H.
  • any point source of the image, independent or included in the composition of the image sources, located in the plane of the image sources turns into a “spot” in the focal plane, the width of which is determined by the parameter b and the properties of the optical system.
  • Distortions of this type were called diffraction distortions, and the spot mentioned above was called the Airy spot (Sivukhin D.V., General Physics Course, Volume IV, Optics, Moscow, Nauka, 1985).
  • the diameter of the Airy spot h is determined by the so-called Rayleigh criterion, which sets the limit of concentration (focusing) of the electromagnetic field using optical systems:
  • ⁇ is the radiation wavelength
  • D is the diameter of the primary mirror or lens of the optical system
  • F is the focal length of the optical system.
  • the equivalent focal length is equal to the focal length of a mirror or lens.
  • the diameter of the Airy spot h is an important parameter of the optical system, which determines its own resolution in the focal plane. It shows the minimum distance between the field of point sources in the focal plane that this optical system can register. It is important to note that due to the fact that the optical system performs a scaling transformation of the field in the plane of the radiation sources to the field images in the focal plane, then to determine the minimum distance of distinguishable point sources in the source plane p, it is not directly possible to use the parameter h, since the indicated distance is related to it as follows:
  • k is the field compression coefficient, which is usually less than unity. For k> 1 it is more correct to speak of field extension in the focal plane.
  • the parameter p determines the intrinsic resolution of the optical system in the plane of the sources.
  • the matrix receiver is a grid of receiving elements that convert the energy of the electromagnetic field of the image incident on them into electrical signals.
  • the receiving elements are located in the focal plane of the optical system. Typical is the placement of receiving elements periodically in nodes of a rectangular or hexagonal grid.
  • the matrix receiver contains M elements, each of which is described by its number m, ⁇ ⁇ m ⁇ M.
  • the electrical signal at the output of the m-th receiving element r t is connected with the field in the focal plane as follows:
  • K t (x, y,) A ⁇ ⁇ ( ⁇ , ⁇ ) ⁇ 05 ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ ) ⁇ ,
  • ⁇ ( ⁇ , ⁇ ) is the known weight function, which is determined by the structure of the receiving element, S m is the region in the focal plane in which the function
  • K m (x, y,) are called the hardware functions of the optical system together with the matrix receiver.
  • the hardware function of a scanning optical system generally changes during the scanning process. To describe them, we use functions with the index K os n ⁇ x, y,, Tl), which are the hardware functions of the optical system at each scanning step. Accordingly, for a scanning optical system, together with the matrix receiver, the electrical signals and hardware functions also have two indices: p p t and
  • the simplest image acquisition method is known (Heinz E., May T., Zieger G., Born D., Anders S., Thorwirth G., Zakosarenko VM, Schubert M., Krause T., Starkloff M., Kriiger A., Schulz M., Bauer F., Meyer H.- G., Passive Submillimeter-wave Stand-off Video Camera for Security Applications, J. Infrared Milli Terahz Waves, DOI 10.1007 / s 10762-010-9716-y, 28 Sept. 2010).
  • This method of constructing the image is based on the use of the mapping functions ⁇ ( ⁇ , ⁇ ),)? ⁇ , ⁇ ). display functions are determined during calibration of the radio system.
  • the maximum of the hardware function can be found, which is located on the source plane at the point with coordinates x, y.
  • Display functions relate the coordinates of points in the source plane to the coordinates of points in the focal plane.
  • an array of values of the image intensity U n t is formed as follows: un, t ⁇ Pn, t '(6) where p p t is the formed array of electrical signals that are received from the outputs of the receiving elements located at points n, m> ⁇ ⁇ , ⁇ ⁇ using mapping functions are coordinates of points X n m, n m Y plane on sources that correspond to the array of image intensity values of U n m.
  • An array of discrete values of the image intensity carries sufficient information for constructing by the approximation methods a continuous function U (x, y), describing the intensity of the image in a certain area on the plane of the sources.
  • the disadvantage of this method of constructing an image is its low resolution.
  • the direct use of an array of electrical signals p n ⁇ t to form an array of image intensities U n t does not allow one to eliminate the influence of diffraction distortions associated with the final sizes of the Airy spot. As a result, the image is “blurry”. It is not able to transmit rapid changes in the intensity distribution of radiation sources located in the plane of the sources.
  • the image of radiation sources in the ranges of millimeter, terahertz and far infrared waves located in the plane of the sources is formed using an optical system configured to stepwise move the radiation field, which is created by radiation sources in the focal plane of the optical system, by converting the specified field radiation at each step of moving into electrical signals at the outputs of the matrix receiver, which is located in the focal plane of the optical system, and the subsequent formation of an array of values of these electrical signals p p t .
  • the radiation field in the focal plane of the optical system in a known method of constructing an image moves in a circle, that is, performs a circular movement.
  • the center of this movement is offset from the center of the matrix receiver.
  • N x is the number of cells of the rectangular grid along the Ox axis
  • Ny is the number of cells of the rectangular grid along the Oy axis.
  • S is the region in which the image is built, is a small parameter.
  • This method of constructing an image allows you to get images with a resolution that exceeds the limit set by the Rayleigh criterion.
  • the proposed solution is aimed at obtaining a technical result, expressed in increasing the resolution of the image in the presence of optical, specifically diffraction distortion, as well as noise and other noise.
  • the result obtained is expressed in the construction of images of radiation sources in the ranges of millimeter, terahertz and far infrared waves with a clarity exceeding the Rayleigh criterion for an optical system with given dimensions in the presence of interference of a different nature.
  • Achieving the specified technical result allows to reduce the cost of radio-vision systems by reducing the size of the optical system at a fixed level of image resolution or to increase the resolution at given dimensions of the optical system.
  • the proposed method of imaging created by radiation sources that emit in the ranges of millimeter, terahertz and far infrared waves and are located in the plane of the sources using an optical system made with the possibility of step-by-step movement of the radiation field, which is created by the radiation sources in the focal plane of the optical system, by converting the specified radiation field at each movement step into electrical signals at the outputs of the matrix receiver, which is located in the focal plane of the optical system, and the subsequent formation of an array of values of the indicated electrical signals p n ⁇ ⁇ n ⁇ N, 1 ⁇ m ⁇ M, where the magnitude of the electric signal at the n-th step of the radiation field at the t-th output of the matrix receiver, N is the total number of steps to move the radiation field, M is the total number of elements of the matrix receiver, solves the problem of image formation with high resolution in the presence of diffraction distortion, as well as noise and other noise in the optical system and the environment.
  • N x is the number of cells of the rectangular grid along the Ox axis
  • Ny is the number of cells of the rectangular grid along the Oy axis
  • an independent point source is sequentially placed at the nodes of the rectangular grid, and the radiation field is moved stepwise a point source and the array of electrical signals generated at the outputs of the receiver matrix values ⁇ n, m, i, j »on each step motion field of a point source of radiation for each position of the point source at the nodes of a rectangular grid formed by two-dimensional array of values and Ufj image intensities at the nodes of a rectangular grid, wherein the two-dimensional array is formed from U j conditions minimize intensity variations of the image L ():
  • the dimension of the array of quantities of electrical signals at the outputs of the matrix receiver ⁇ is selected from a larger number of nodes of the rectangular grid N x Ny. This ensures data redundancy over the number of variables in the problem, which is necessary to obtain its solution.
  • FIG. 1 shows one of the possible embodiments of a device that implements the proposed method of image formation.
  • the device contains an optical system 1 and a matrix receiver 2.
  • the optical system 1 is made in the form of a two-mirror telescope according to the Cassegrain scheme. It contains the main mirror 3 and the subreflector 4.
  • the subreflector 4 is arranged to move, and specifically, to rotate and change the angle of inclination relative to the axis of the main mirror 3.
  • the possibility of rotation and change of the angle of inclination is provided by a set of two engines 5.
  • the matrix receiver is located in the focal planes of the optical system 1.
  • the signals p n ⁇ t and q n ⁇ m j from the outputs 6 of the matrix receiver 2 are received in the device for storing arrays of values of electrical signals 7, which can be performed in the form of a memory register.
  • the generated arrays of values of electrical signals can be transmitted from the output of the device for storing arrays of values of electrical signals 7 to an external device for their further use in the implementation of the imaging method.
  • FIG. 2 shows, as an embodiment, an element of a matrix receiver 2, which is made in the form of an immersion lens 8, which is integrated with the substrate.
  • the substrate serves as a metal screen in which a double-slot antenna 9 is made.
  • On the opposite side of the substrate is a microstrip conductor.
  • a receiving element 10 is included in the gap of said conductor, which can be made, for example, in the form of a superconducting bolometer.
  • Superconducting bolometers have a low level of intrinsic noise and are used in terahertz radiation receivers. The low-frequency signal from the output of the superconducting bolometer enters the microstrip line, which is used as output 6 of the matrix receiver 2.
  • FIG. 3 shows the placement of the optical system 1 relative to the plane of the sources 1 1.
  • the radiation sources have a different nature. These can be real sources of radiation in the form of emitters, to which power is supplied from the generator. Also, radiation sources can serve as reflecting objects that scatter radiation from external sources located outside the plane of the sources 11. It is also possible the appearance of virtual sources, for example, in the form of radiation passing through the plane of the sources 11.
  • the task of a device that implements an image forming method is to construct an image of sources located in the plane of sources 1 1.
  • the source plane 1 1 can be located at a finite distance from the optical system 1. In this case, the optical system 1 must be focused on the plane of the sources 1 1. In radio astronomy, the source plane 1 1 is located at a distance that is many times larger than the dimensions of the optical system 1. Such a distance can be considered infinitely large. In this case, the optical system should be focused on infinity. Focusing at different distances is achieved by choosing the shape of the main mirror 3. At a finite distance, it has an elliptical shape, and at infinite - parabolic.
  • a rectangular grid 12 is introduced in the plane of the sources 1 1, as shown in FIG. 4.
  • the nodes of the rectangular grid 12 are characterized by indices, j, which vary within:
  • the dimension of the array of quantities of electrical signals at the outputs of the matrix receiver NM is selected by a larger number of nodes rectangular grid N x Ny, as mentioned above. This inequality determines the parameters of the displacement of the radiation field, which is created by radiation sources in the focal plane of the optical system 1.
  • the image is formed in several stages. At the first stage, the optical system 1 and the matrix receiver 2 receive signals from radiation sources, which we call the studied radiation sources.
  • the image of the investigated sources should be formed in accordance with the proposed method.
  • the radiation of the studied sources is converted by the optical system 1 in the radiation field in the focal plane of the optical system 1.
  • the optical system 1 is configured to stepwise move the radiation field in the focal plane.
  • the cycle of moving the radiation field in the focal plane or the scanning cycle includes N steps. Each scan step is described by the number P, 1 p ⁇ N.
  • Matrix receiver 2 on each movement of the radiation field in the focal plane of the optical system 1 step converts the radiation field of the optical system in the focal plane into electric signals r n t ⁇ ⁇ m ⁇ M, Ra 6 outputs a matrix receiver 2.
  • T receiver output matrix 6 Room 2 and M is the total number of outputs 6 of the matrix receiver 2.
  • the set of electrical signals p p t forms an array of values of electrical signals p, which from the outputs
  • FIG. 5 shows the stepwise movement of the radiation field, i.e., the image in the focal plane of the optical system 1 shown in FIG. 1.
  • Optical system 1 in this example is focused on infinity and takes the radiation field, which is created by the spiral galaxy M101.
  • seven circles are conventionally shown seven receiving elements of the matrix receiver 2.
  • the radiation field in the focal plane performs a circular motion relative to the stationary matrix receiver.
  • the center of the image is offset from the center of the matrix receiver.
  • an independent point source of high intensity is emitted in the plane of sources 1 1, emitting in the same range of radio waves as the radiation sources under study.
  • high intensity is meant such a level of radiated power that provides at each output 6 of the matrix receiver 2 in a position corresponding to the maximum of the hardware function, the signal-to-noise ratio is much larger than unity. In this case, the effect of noise is insignificant.
  • a point source has geometrical dimensions much shorter than the wavelength in free space. As such a source, for example, a radiating electric dipole can be used.
  • a point source is sequentially placed in all nodes of a rectangular grid 12 with indices. For each position of a point source, a stepwise circular movement of the radiation field in the focal plane of the optical system 1 is performed according to the same strategy as the image movement in FIG. 5. At the same time, the electrical signals q n t I j are removed from the outputs 6 of the matrix receiver 2, which are fed to the device for storing arrays of electrical signals 7. Thus, an array of values electrical signals q. Arrays of values of the electrical signals p and q are used in the next stages of image formation.
  • the image to be formed is described by the function U (x, y), which is defined in the plane of sources 1 1.
  • This function is proportional to the intensity (power) of the source at a given point with coordinates X, y on the plane of sources 1 1.
  • the latter is an array of values of the image intensity Uj j at the nodes of the rectangular grid 12. Knowing the image intensity at discrete points, we can, if necessary, find its value at an arbitrary point on the plane sources 1 1, using the approximation process.
  • the well-known linear approximation method allows you to record the image intensity in the form of a bilinear function:
  • an array of values of the image intensity ⁇ i 9 j is determined at the nodal points of the rectangular grid 12. It is determined, as was said, by minimizing the variation in the image intensity L (u), which is determined through the sum of the moduli of the differences in the values of the image intensity at neighboring nodal points of the rectangular mesh 12 by relation (8). Minimizing the variation in the image intensity L (u) in entries (8) and (9) reduces to a linear programming problem, which is solved by the method of successive improvement of the solution, also known as the simplex method (Yudin D. B., Golypteyn E. G., Problems and methods of linear programming,
  • Minimizing the variation in image intensity ensures the stability of the generated image with respect to noise and noise of a stochastic nature, since it eliminates the possibility of sharp random jumps in the image that occur when using the known method of image formation, by which the image is formed by minimizing the functional (7).
  • Condition (9) ensures that the generated image is closer to the true distribution of the studied radiation sources in the plane of the sources 11, described by the values of U j j at the nodal points of the rectangular grid 12.
  • the approximation is achieved due to the fact that the minimum variation in image intensity is sought in the region defined by the inequality ( 9), which includes elements of an array of values of electrical signals q n t g - ⁇ obtained in the second stage.
  • the values of electric signals q n t j j coincide with the values of the hardware function of the optical system 1, which includes the matrix receiver 2, at the points that are determined by the numbers m of outputs 6 of the matrix receiver 2 on nth scanning step when placing a point source in nodes with indices, j.
  • the expression on the left side of inequality (9) corresponds to the maximum set deviation ⁇ between the signals of two types at the outputs 6 of the matrix receiver 2 at all scanning steps.
  • the first type of signals is real signals from the array Pn, m, which was formed at the first stage. They are created by the studied radiation source (object of study).
  • the second type of signals are signals that are generated using the described method with minimizing variations in the image intensity L (u) in records (8) and (9) in the plane of sources 11 with radiation intensity at the nodal points of a rectangular grid 12 with indices equal to the intensities of the components of the generated (desired) image, that is, elements of the j array.
  • Inequality (9) shows that the specified deviation should not exceed the specified error ⁇ , which is a guarantee that the generated (desired) image is close to the intensity distribution of the studied radiation sources (to the real image).
  • An additional embodiment of the image forming method is possible, characterized in that the cell sizes of the rectangular grid Ax r -, y ; are selected in accordance with the condition:
  • K > ⁇ , where p is the intrinsic resolution of the optical system in the plane of the image sources, K is the coefficient of improvement in image resolution.
  • Condition (12) is a condition for improving image resolution compared to the intrinsic resolution of optical system 1, which is determined by diffraction effects.
  • the coefficient of improvement in image resolution K shows how many times the minimum resolvable distance between two point radiation sources located in the plane of sources And, which can be distinguished in the image being formed, is reduced, compared with the parameter p.
  • An additional embodiment of the image forming method is possible, characterized in that the step of moving the radiation field s in the focal plane of the optical system is selected from the condition:
  • An additional embodiment of the image forming method is possible, characterized in that the element of the matrix receiver 2 is made with an area exceeding h.
  • Matrix receivers of millimeter, terahertz and infrared ranges are very expensive devices.
  • the size of the element of the matrix receiver 2 is chosen close to the diameter of the Airy spot h. It is believed that this choice of size provides acceptable energy efficiency without compromising image resolution.
  • to increase the area in which the image is formed it is necessary to increase the number of elements of the matrix receiver 2, since an increase in the size of its element will lead to a deterioration in image resolution.
  • the image forming method it is possible to increase the area in which the image is formed by increasing the area of the element of the matrix receiver 2. Moreover, the image resolution does not deteriorate due to the fact that increasing the area of the element of the matrix receiver 2 is equivalent to increasing the size of the Airy spot, i.e. the deterioration of the resolution of the optical system 1 in the focal plane.
  • this deterioration is not fundamental for the proposed method of image formation, since its resolution can be improved due to the above General procedure.
  • a reduction in the number of elements of the matrix receiver 2 can be achieved and the cost of the entire radio-vision system can be reduced.
  • the effectiveness of the proposed method of image formation is confirmed by the following example of numerical simulation.
  • the problem of forming an image created by one-dimensional radiation sources that are distributed in the plane of sources 1 1 along the Ox axis was solved.
  • the solid curve in Fig. 6 shows the intensity distribution of the studied sources in the plane of sources 11. It is described by a step function that models two studied separately located sources with an intensity of 0.86 over an interval of 0.12 length and located at a distance of 0.25 from each other. It can be seen that the distribution of the studied radiation sources in this example has sharp jumps in intensity.
  • dimensionless coordinates relative units
  • An important parameter is the ratio of their sizes to the width of the hardware function.
  • the radiation of the sources passes through the optical system 1.
  • the hardware function of the optical system 1 is described by the following expression:
  • the width of the hardware function at a level of 0.5 from the maximum is finite and equal to 0.35.
  • the hardware function has the same width in the plane of sources 11 and in the focal plane, that is, its compression ratio is equal to unity.
  • its own resolution p and h in the indicated planes are the same and equal to 0.35.
  • the simulated matrix receiver 2 consists of three virtual receivers located with a period of 0.3.
  • the element size of the matrix receiver is also 0.3.
  • Matrix receiver 2 provided at its outputs 6 a signal-to-noise ratio of 30.
  • the weight function () describing the element of the matrix receiver 2 was taken to be equal to unity in the region occupied by the element of the matrix receiver 2, and equal to zero outside it.
  • an array of values of the electrical signals p which were created by the investigated radiation source (points in Fig. 6), was formed.
  • the points describe an array of signal values p n, which have been received from all 6 matrix outputs of the receiver 2 at all steps displacement field emission sources in the focal plane of the optical system 1.
  • the dimension of this array is equal to 201 N. From the distribution of signal values (points in Fig. 6) it can be seen that image formation according to one of the known methods, according to which the elements of the p array are taken as the image intensities (see relation (6)), cannot reflect sharp jumps in distribution of radiation intensity of the studied sources. From FIG. 6 also shows the noise component in the recorded signals. Thus, the use of this known method of image formation does not eliminate distortions due to diffraction effects and noise interference.
  • an array of image intensities Uj was formed.
  • the formation of an array of image intensity values was carried out by minimizing the variation in image intensity L (u)
  • Curve 8.1 corresponds to the initial distribution of the radiation intensity of the studied radiation sources; it is constructed on a slightly different vertical scale and corresponds to the solid curve in FIG. 6, in which an additional frame denotes the region of figure 8.
  • Curve 8.2 shows an image obtained from the radiation sources in FIG. 8.1, passed through the optical system, as described above, and formed using the proposed method of image formation.
  • Curves 8.3 and 8.4 are obtained using the known method of image formation, in which the functional (7) is minimized, also reduced to a one-dimensional form; curves 8.3 and 8.4 correspond to different values of parameter a.
  • FIG. Figure 8 shows that the image formed in accordance with the proposed method (curve 8.2) most closely conveys the characteristic features of the intensity distribution of the two studied sources. In particular, it has the same sharp jumps that are present in the intensity distribution of the studied sources. It can also be noted that in the generated image, two separate sources separated in space are clearly distinguished, which indicates a high degree of resolution obtained using the proposed image forming method.
  • Images formed in accordance with known methods differ from the intensity distribution of the studied sources significantly more than the image, formed by the proposed method. In them, the images of the two studied sources merge, which indicates a relatively low degree of resolution of the formed image.
  • the above example shows that the use of the proposed method of image formation ensures the achievement of the stated goal (technical result), which consists in increasing the resolution of the image in the presence of diffraction, noise and other types of interference.
  • the claimed method of image formation allows you to implement the following technical result: to preserve the resolution of images of the studied radiation sources in the ranges of millimeter, terahertz and far infrared waves while reducing the size of the optical system and thereby reduce the cost of radio-vision systems of these ranges or increase the resolution of images of the studied radiation sources with the same size of the optical system.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области радиотехники и предназначен для использования в оптических системах радиовидения, радиолокации радиоастрономии. Технический результат - повышение разрешающей способности изображений в условиях дифракционных искажений, а также шумовых и других помех. Для этого в плоскости наблюдаемого объекта вводится прямоугольная сетка х0у, в узлах которой создается двумерный массив ui,j значений интенсивности формируемого изображения, которые определяются путем минимизации вариации интенсивности изображения L(u).

Description

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ
ИЗОБРАЖЕНИЯ С СУБДИФРАКЦИОННЫМ РАЗРЕШЕНИЕМ
Изобретение относится к способам и устройствам радиовидения, радиолокации и радиоастрономии миллиметрового, терагерцового и дальнего инфракрасного диапазонов электромагнитного излучения и может быть использовано для построения радиоизображений различных объектов, являющихся источниками первичного и/или вторичного излучения радиоволн указанных диапазонов.
Устройства радиовидения используются для получения изображений различных объектов искусственного и естественного происхождения, являющихся источниками электромагнитного излучения. Такое устройство включает в себя оптическую систему, осуществляющую пространственное преобразование поля излучения источников. Типовым вариантом построения оптической системы является система, имеющая две фокальные плоскости. Идеальная оптическая система такого типа преобразует поле источников излучения, расположенных в одной фокальной плоскости, в электромагнитное поле (поле изображения) в другой фокальной плоскости. При этом, преобразованное поле идентично исходному полю с точностью до линейного смещения и масштабирующего множителя, задающего сжатие или растяжение исходного поля. В неидеальной оптической системе существуют оптические искажения изображения (аберрации) и помехи шумовой и другой природы. Предлагаемый способ формирования изображения предназначен для избавления преобразованного поля от искажений и помех в неидеальной оптической системе и формирования (построения) соответствующего изображения, насколько возможно близкого к идеальному.
Принято плоскость, в которой расположены источники излучения, называть плоскостью источников изображения. Реконструированное изображение формируется в этой плоскости. Точки в плоскости источников изображения описываются в системе координат хОу.
Вторую фокальную плоскость оптической системы, в которой создается преобразованное поле, называют просто фокальной плоскостью оптической системы. Она может быть единственной фокальной плоскостью в том случае, когда плоскость источников удалена на достаточно большое расстояние от оптической системы, которое можно считать бесконечным. Такая ситуация характерна для устройств радиоастрономии. Точки в фокальной плоскости оптической системы описываются в системе координат ξθη .
В качестве оптической системы могут использоваться зеркальные антенны. Известна оптическая система в виде двухзеркальной антенны Кассегрена (Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высшая школа. 1988). Она может быть сфокусирована как на конечном, так и на бесконечном расстоянии до источника излучения.
Известны оптические системы на основе диэлектрических линз (Зелкин Е. Г., Петрова Р. А. Линзовые антенны. М. Советское радио 1974). Для построения оптических систем используются также более сложные линзы, например, линза Ротмана и линза Люнеберга (Корнблит С, СВЧ оптика, М.: «Связь», 1980).
Известны стационарные и сканирующие оптические системы.
Заявляемое изобретение относится к сканирующим оптическим системам. В них имеется возможность перемещения поля в фокальной плоскости. Такое перемещение достигается разными способами. Наиболее простым из них является перемещение всей оптической системы. В радиоастрономии при исследовании удаленных объектов используется частный вид перемещения оптической системы - ее вращение. Достоинством сканирования путем механического перемещения оптической системы является отсутствие дополнительных искажений — аберраций, связанных с процессом сканирования.
Известна сканирующая оптическая система на основе двухзеркальной антенны Кассегрена, в которой сканирование достигается за счет перемещения вспомогательного зеркала— субрефлектора (May Т., Zieger G., Anders S., Zakosarenko V. M., Meyer H.-G., Thorwirth G., Kreysa E., Passive stand-off Terahertz imaging with 1 Hertz frame rate // Proc. SPIE, Vol. 6949, 6949C (2008); DOI: 10.11 17/12.777952). Перемещение субрефлектора, имеющего массу, существенно меньшую массы всей оптической системы, реализуется намного проще. Поэтому скорость сканирования в данном случае много больше, чем при перемещении всей оптической системы. Однако, перемещение субрефлектора приводит к появлению дополнительных аберраций оптической системы.
Выше отмечалось, что идеальная оптическая система преобразует поле в плоскости источников изображения в поле в фокальной плоскости, осуществляя с ним две операции: перемещение и масштабирование. Как правило, оптические системы строятся так, что в них осуществляется сжатие поля. Математически преобразование поля источников с интенсивностью U(x,y) в поле в фокальной плоскости
Figure imgf000005_0001
описывается для идеальной оптической системы следующим образом:
Uf tf, ri = Aj х, γ)δ(α(ξ - ξ') - χ)δ(α(η - η') - y)dxdy , ( 1 )
S
где А - амплитудный множитель, а - коэффициент масштабирования поля, ζ', η' - параметры, задающие сдвиг поля, δ(χ) - дельта функция, S - участок плоскости источников, в котором находятся источники изображения.
Figure imgf000005_0002
под интегралом в (1) называется аппаратной функцией оптической системы. Для конкретной реальной оптической системы она описывается более сложным образом, который позволяет учитывать существующие в ней аберрации.
Аберрации имеют разную физическую природу и по-разному влияют на вид аппаратной функции оптической системы. Известны геометрооптические аберрации: астигматизм, кома и т. д. Они связаны с тем, что оптическая система осуществляет фокусировку поля неидеально. Аберрации этого типа не носят принципиального характера. Они могут быть уменьшены путем улучшения оптической системы. В качестве путей улучшения можно указать увеличение точек идеальной фокусировки, то есть, переход к полифокальным системам. Идеальной безаберрационной оптической системой, например, является упомянутая выше линза Люнеберга, представляющая собой сферу с переменной по радиусу диэлектрической проницаемостью.
Имеются также аберрации, связанные с волновой природой электромагнитного поля. Они носят принципиальный характер, поскольку устранить их путем улучшения конструкции оптической системы невозможно. Влияние таких аберраций на аппаратную функцию оптической системы ΚΟ (χ,γ, ξ,η) выражается в том, что даже в отсутствие геометрооптических аберраций она не может быть представлена в виде произведения дельта функций. Типичная аппаратная функция оптической системы без геометрооптических аберраций имеет следующий вид:
Figure imgf000006_0001
(х, У, ξ, η) = ΐ((ξ - ξ') - χ/ α)2 + ((η - η') - γ/α)2 , где b - параметр, определяемый оптической системой, J\ (x) - функция
Бесселя первого порядка. Параметр Ъ = nD/ F обратно пропорционален длине волны Я.
Из выражений (2) и (3) видно, что любой точечный источник изображения, независимый или входящий в состав источников изображения, находящийся в плоскости источников изображения превращается в фокальной плоскости в «пятно», ширина которого задается параметром Ъ и свойствами оптической системы. Искажения такого типа получили название дифракционных искажений, а пятно, названное выше, получило название пятна Эйри (Сивухин Д. В., Общий курс физики, том IV, Оптика, Москва, Наука, 1985). Диаметр пятна Эйри h определяется так называемым критерием Рэлея, который устанавливает предел концентрации (фокусировки) электромагнитного поля с помощью оптических систем:
λ
г = 2,44— F, (4) где λ - длина волны излучения, D - диаметр первичного зеркала или линзы оптической системы, F - фокусное расстояние оптической системы. Для однозеркальной или однолинзовой системы эквивалентное фокусное расстояние равно фокусному расстоянию зеркала или линзы. Для более сложных многоэлементных систем оно может быть определено по известным соотношениям.
Диаметр пятна Эйри h является важным параметром оптической системы, который определяет ее собственную разрешающую способность в фокальной плоскости. Он показывает минимальное расстояние между полем точечных источников в фокальной плоскости, которое способна зарегистрировать данная оптическая система. Важно отметить, что в силу того, что оптическая система осуществляет масштабирующее преобразование поля в плоскости источников излучения к полю изображения в фокальной плоскости, то для определения минимального расстояния различимых точечных источников в плоскости источников р использовать параметр h непосредственно невозможно, поскольку указанное расстояние связано с ним следующим образом:
h = kp,
где к - коэффициент сжатия поля, который обычно меньше единицы. При к > 1 правильнее говорить о растяжении поля в фокальной плоскости.
Параметр р определяет собственную разрешающую способность оптической системы в плоскости источников.
Другим важным элементом системы радиовидения является матричный приемник. Матричный приемник представляет собой решетку приемных элементов, которые преобразуют энергию падающего на них электромагнитного поля изображения в электрические сигналы. Приемные элементы располагаются в фокальной плоскости оптической системы. Типичным является размещение приемных элементов периодически в узлах прямоугольной или гексагональной сеток.
Матричный приемник содержит М элементов, каждый из которых описывается своим номером т, \ < т < М . Электрический сигнал на выходе m-ого приемного элемента рт связан с полем в фокальной плоскости следующим образом:
Pm = U ( > У)Кт (*» У> )dxdy ' (5) S
где
Кт(х,у,) = А \Ε(ξ,η)Κ05 {χ,γ,ξ,η)άξάη,
Ρ(ξ,η) - известная весовая функция, которая определяется структурой приемного элемента, Sm - область в фокальной плоскости, в которой функция
F{^^rf) отлична от нуля, и А - амплитудный множитель. Функции Km (x, y, ) называются аппаратными функциями оптической системы вместе с матричным приемником. Аппаратная функция сканирующей оптической системы в общем случае меняется в процессе сканирования. Для их описания используют функции с индексом Kos n{x, y, , Tl) , которые являются аппаратными функциями оптической системы на каждом шаге сканирования. Соответственно для сканирующей оптической системы вместе с матричным приемником электрические сигналы и аппаратные функции также имеют два индекса: рп т и
Figure imgf000009_0001
Аппаратная функция комплекса "оптическая система плюс матричный приемник" является важнейшей характеристикой системы радиовидения. Она может быть рассчитана, а в практическом случае может быть получена в результате ее прямого измерения с помощью независимого точечного источника излучения с характеристикой U(x, у) = CS (х— XQ )S(y— _Уо ) > гДе С - интенсивность излучаемого этим источником сигнала, при пошаговом перемещении этого точечного источника в плоскости источников изображения и формирования массива значений соответствующих электрических сигналов на выходах матричного приемника. Из приведенных выше соотношений видно, что в этом случае сигналы рп т совпадают с искомыми аппаратными функциями. Чтобы отличать их от электрических сигналов, получаемых при измерении излучения от изображения, обозначим их q„m. Далее эта процедура рассмотрена более подробно.
Известны разные способы получения изображения источников излучения с помощью сканирующей оптической системы. Они основаны на преобразовании указанного поля излучения на каждом шаге сканирования в электрические сигналы на выходах матричного приемника, который расположен в фокальной плоскости оптической системы, и формирования массива значений указанных электрических сигналов рп т, \ < n < N, \ < m < M , N - общее число шагов перемещения поля излучения в ходе цикла сканирования, М - общее число элементов матричного приемника.
Известен наиболее простой способ получения изображения (Heinz Е., May Т., Zieger G., Born D., Anders S., Thorwirth G., Zakosarenko V. M., Schubert M., Krause Т., Starkloff M., Kriiger A.,Schulz M., Bauer F., Meyer H.- G., Passive Submillimeter-wave Stand-off Video Camera for Security Applications, J. Infrared Milli Terahz Waves, DOI 10.1007/s 10762-010-9716-y, 28 Sept. 2010). Этот способ построения изображения основан на использовании функций отображения χ{ξ,η), )?{ξ,η) . функции отображения определяются в ходе калибровки системы радиовидения. Для каждого положения приемного элемента в фокальной плоскости, характеризуемого координатами ξ,η , может быть найден максимум аппаратной функции, который находится на плоскости источников в точке с координатами х, у . Функции отображения связывают координаты точек на плоскости источников с координатами точек в фокальной плоскости.
В рамках названного способа формируется массив значений интенсивности изображения Un т следующим образом: ип,т ~ Рп,т ' (6) где рп т - сформированный массив электрических сигналов, которые получены с выходов приемных элементов, расположенных в точках п,т > ^η,ηι · С помощью функций отображения находятся координаты точек Хп т , Уп т на плоскости источников, которые соответствуют массиву значений интенсивности изображения Un т . Массив дискретных значений интенсивности изображения несет достаточную информацию для построения методами аппроксимации непрерывной функции U (х, у) , описывающей интенсивность изображения в некоторой области на плоскости источников.
Недостатком такого способа построения изображения является его низкая разрешающая способность. Непосредственное использование массива электрических сигналов рп^т для формирования массива значений интенсивности изображения Un т не позволяет устранить влияние дифракционных искажений, связанных с конечными размерами пятна Эйри. В результате изображение оказывается «размытым». Оно не способно передать быстрых изменений распределения интенсивности источников излучения, расположенных в плоскости источников.
Наиболее близкий способ построения изображения к заявляемому описан в патенте РФ (Выставкин А. Н. , Пестряков А. В. , Банков С. Е. , Чеботарев В. М. , Патент РФ на изобретение N° 2398253 «Устройство формирования изображения с субдифракционным разрешением», приоритет от 18 марта 2009 г.). В этом известном способе изображение источников излучения в диапазонах миллиметровых, терагерцовых и дальних инфракрасных волн, расположенных в плоскости источников, формируется с помощью оптической системы, выполненной с возможностью пошагового перемещения поля излучения, которое создается источниками излучения в фокальной плоскости оптической системы, путем преобразования указанного поля излучения на каждом шаге перемещения в электрические сигналы на выходах матричного приемника, который расположен в фокальной плоскости оптической системы, и последующего формирования массива значений указанных электрических сигналов рп т . Поле излучения в фокальной плоскости оптической системы в известном способе построения изображения перемещается по окружности, то есть совершает круговое перемещение.
При этом, центр этого перемещения смещен относительно центра матричного приемника. В плоскости источников вводится прямоугольная сетка с узлами в точках с координатами х{ и у 1 < i < Νχ , 1 < j < Ny , где Nx - число ячеек прямоугольной сетки по оси Ox, a Ny - число ячеек прямоугольной сетки по оси Оу. Далее формируется двумерный массив Uj j значений интенсивности изображения в узлах прямоугольной сетки, двумерный массив Uf j определяется из условия минимизации функционала L(u) :
Figure imgf000012_0001
где
U{x, y) = Uitj
x{ < x < xi+1; у{ < у < у Ί{+1
и S - область, в которой строится изображение, - малый параметр.
Такой способ построения изображения позволяет получать изображения с разрешающей способностью, превышающей ограничение, устанавливаемое критерием Рэлея.
Недостатком данного способа построения изображения является его неустойчивость по отношению к шумам и помехам других видов. Моделирование практического применения этого способа построения изображения (Bankov S. Е., Chebotarev V. М., Cherepenin V. А., Korjenevsky А. V., Pestryakov А. V., Vystavkin A. N., Image production with sub-diffraction resolution in radio vision devices of the terahertz range using receiving arrays and image scanning procedure, Vestnik Novosibirsk State University, Series: Physics, 2010, Volume 5, issue 4) показало, что формирование изображения с его помощью возможно при отношении сигнал/шум на выходах матричного приемника не меньшем 50. Под сигналом на выходе матричного приемника при определении отношения сигнал/шум понимается сигнал, который получается при настройке аппаратной функции оптической системы вместе с матричным приемником на максимум. Под шумом понимается собственный шум матричного приемника.
Аналогичная картина имеет место и для других случаев применения названного метода с применением процедуры минимизации функционала (7)·
Предлагаемое решение нацелено на получение технического результата, выражающегося в повышении разрешающей способности изображения при наличии оптических, конкретно дифракционных искажений, а также шумов и других помех. Получаемый результат выражается в построении в диапазонах миллиметровых, терагерцовых и дальних инфракрасных волн изображений источников излучения с четкостью, превышающей критерий Рэлея для оптической системы с заданными размерами при наличии помех разной природы. Достижение указанного технического результата позволяет снизить стоимость систем радиовидения за счет уменьшения размеров оптической системы при фиксированном уровне разрешающей способности изображения или повысить разрешающую способность при заданных размерах оптической системы.
Предлагаемый способ формирования изображения, создаваемого источниками излучения, которые излучают в диапазонах миллиметровых, терагерцовых и дальних инфракрасных волн и расположены в плоскости источников, с помощью оптической системы. выполненной с возможностью пошагового перемещения поля излучения, которое создается источниками излучения в фокальной плоскости оптической системы, путем преобразования указанного поля излучения на каждом шаге перемещения в электрические сигналы на выходах матричного приемника, который расположен в фокальной плоскости оптической системы, и последующего формирования массива значений указанных электрических сигналов рп \ < п < N , 1 < т < М , где величина электрического сигнала на п -ом шаге перемещения поля излучения на т-ом выходе матричного приемника, N - общее число шагов перемещения поля излучения, М - общее число элементов матричного приемника, решает задачу формирования изображения с повышенным разрешением при наличии дифракционных искажений, а также шумов и других помех в оптической системе и окружающей среде.
Эта задача решается за счет того, что в плоскости источников вводится прямоугольная сетка с узлами в точках с координатами xi и IJj ,
1 < < Νχ , 1 < j < Ny , где Nx - число ячеек прямоугольной сетки по оси Ox, a Ny - число ячеек прямоугольной сетки по оси Оу, в узлах прямоугольной сетки последовательно размещается независимый точечный источник, осуществляется пошаговое перемещение поля излучения точечного источника и формируется массив значений электрических сигналов на выходах матричного приемника ^n,m,i,j » на каждом шаге перемещения поля излучения точечного источника для каждого положения точечного источника в узлах прямоугольной сетки формируется двумерный массив Ufj значений интенсивности изображения в узлах прямоугольной сетки, причем двумерный массив Uj формируется из условия минимизации вариации интенсивности изображения L( ) :
Figure imgf000014_0001
при ограничениях
Figure imgf000015_0001
где Axj = Xj+ — χζ·, yj = yj+i— j , δ - заданная погрешность формирования массива значений интенсивности изображения в узлах прямоугольной сетки, размерность массива величин электрических сигналов на выходах матричного приемника ΝΜ выбирается большей числа узлов прямоугольной сетки NxNy . Это обеспечивает избыточность данных над числом переменных в задаче, что необходимо для получения ее решения.
На фиг. 1 показан один из возможных вариантов выполнения устройства, реализующего предлагаемый способ формирования изображения. Устройство содержит оптическую систему 1 и матричный приемник 2. Оптическая система 1 выполнена в виде двухзеркального телескопа по схеме Кассегрена. Она содержит главное зеркало 3 и субрефлектор 4. Субрефлектор 4 выполнен с возможностью перемещения, а конкретно, с возможностью вращения и изменения угла наклона относительно оси главного зеркала 3. Возможность вращения и изменения угла наклона обеспечивается комплектом из двух двигателей 5. Матричный приемник расположен в фокальной плоскости оптической системы 1.
Следует заметить, что возможны близкие варианты выполнения устройства, реализующего предлагаемый способ формирования изображения, например, с установкой на выходе оптической системы вращающегося К-зеркала, или другого подвижного зеркала или системы подвижных зеркал, осуществляющих пошаговое перемещение поля излучения в оптической системе. Описываемый способ формирования изображения с субдифракционным разрешением может быть реализован и с их помощью. Дальнейшее описание способа формирования изображения с субдифракционным разрешением проводится на примере оптической системы с двухзеркальной антенной Кассегрена.
Сигналы рп^т и qn^mj с выходов 6 матричного приемника 2 поступают в устройство запоминания массивов значений электрических сигналов 7, которое может быть выполнено в виде регистра памяти. Сформированные массивы значений электрических сигналов могут быть переданы с выхода устройства запоминания массивов значений электрических сигналов 7 на внешнее устройство для дальнейшего их использования при осуществлении способа формирования изображения.
На фиг. 2 показан в качестве одного из вариантов элемент матричного приемника 2, который выполнен в виде иммерсионной линзы 8, которая объединена с подложкой. Подложка служит металлическим экраном, в котором выполнена двухщелевая антенна 9. На противоположной стороне подложки размещается проводник микрополосковой линии. В разрыв указанного проводника включен приемный элемент 10, который может быть выполнен, например, в виде сверхпроводникового болометра. Сверхпроводниковые болометры имеют низкий уровень собственных шумов и применяются в приемниках терагерцового излучения. Низкочастотный сигнал с выхода сверхпроводникового болометра поступает в микрополосковую линию, которая используется в качестве выхода 6 матричного приемника 2.
На фиг. 3 показано размещение оптической системы 1 относительно плоскости источников 1 1. Источники излучения имеют различную природу. Это могут быть реальные источники излучения в виде излучателей, на которые подается мощность от генератора. Также источниками излучения могут служить отражающие объекты, которые рассеивают излучение от внешних источников, расположенных вне плоскости источников 11. Возможно также появление виртуальных источников, например, в виде излучения, проходящего через плоскость источников 11.
Независимо от типа источника задачей устройства, реализующего способ формирования изображения, является построение изображения источников, расположенных в плоскости источников 1 1.
Плоскость источников 1 1 может находиться на конечном расстоянии от оптической системы 1. В этом случае оптическая система 1 должна быть сфокусирована на плоскость источников 1 1. В радиоастрономии плоскость источников 1 1 расположена на расстоянии, которое многократно превышает размеры оптической системы 1. Такое расстояние можно считать бесконечно большим. В этом случае оптическая система должна быть сфокусирована на бесконечность. Фокусировка на разные расстояния достигается выбором формы главного зеркала 3. При конечном расстоянии оно имеет эллиптическую форму, а при бесконечном - параболическую.
Для формирования (построения) изображения, как указывалось выше, в плоскости источников 1 1 вводится прямоугольная сетка 12, как показано на фиг. 4. Узлы прямоугольной сетки 12 характеризуются индексами , j , которые изменяются в пределах:
\ < i < Nx, (Ю) \ < j < Ny t где Νχ и Ny - числа узлов прямоугольной сетки 12 по осям Ох и Оу, соответственно. Общее число узлов прямоугольной сетки 12 равно NxNy. Прямоугольная сетка 12 может быть выполнена с постоянным шагом, как показано на фиг. 4. Она также может иметь переменный шаг AXj = Xj+i— Xj по оси Ох или j = +l ~ yj по оси Оу.
Размерность массива величин электрических сигналов на выходах матричного приемника NM выбирается большей числа узлов прямоугольной сетки NxNy , о чем говорилось выше. Это неравенство определяет параметры перемещения поля излучения, которое создается источниками излучения в фокальной плоскости оптической системы 1.
Рассмотрим детально формирование изображения в соответствии с предлагаемым способом. Изображение формируется в несколько этапов. На первом этапе оптическая система 1 и матричный приемник 2 принимают сигналы от источников излучения, которые назовем исследуемыми источниками излучения. Изображение исследуемых источников должно быть сформировано в соответствии с предлагаемым способом.
Излучение исследуемых источников преобразуется оптической системой 1 в поле излучения в фокальной плоскости оптической системы 1. Оптическая система 1 выполнена с возможностью пошагового перемещения поля излучения в фокальной плоскости. Цикл перемещения поля излучения в фокальной плоскости или цикл сканирования включает N шагов. Каждый шаг сканирования описывается номером П , 1 п < N . Матричный приемник 2 на каждом шаге перемещения поля излучения в фокальной плоскости оптической системы 1 преобразует поле излучения в фокальной плоскости оптической системы в электрические сигналы рп т , \ < т < М, яа выходах 6 матричного приемника 2. Здесь т номер выхода 6 матричного приемника 2, а М - общее число выходов 6 матричного приемника 2. Множество электрических сигналов рп т образует массив значений электрических сигналов р , который с выходов
6 поступает в устройство запоминания массива значений электрических сигналов 7.
Процесс сканирования поясняется на фиг. 5, на которой отображено пошаговое перемещение поля излучения, т. е. изображения в фокальной плоскости оптической системы 1, показанной на фиг. 1. Оптическая система 1 в рассматриваемом примере сфокусирована на бесконечность и принимает поле излучения, которое создается спиральной галактикой М101. На фиг. 5 белыми кружками условно показаны семь приемных элементов матричного приемника 2. Поле излучения в фокальной плоскости совершает круговое перемещение относительно неподвижного матричного приемника. При этом, центр изображения смещен относительно центра матричного приемника. На фиг. 5 представлено четыре кадра, отображающих круговое перемещение для числа шагов N = 4. В реальной процедуре сканирования их намного больше с тем, чтобы обеспечить условие NM » NxNy, о котором говорилось выше и которое необходимо для получения решения задачи.
На втором этапе в плоскость источников 1 1 помещается независимый точечный источник большой интенсивности, излучающий в том же диапазоне радиоволн, что и исследуемые источники излучения. Под большой интенсивностью понимается такой уровень излучаемой мощности, который обеспечивает на каждом выходе 6 матричного приемника 2 в положении, соответствующем максимуму аппаратной функции, отношение сигнал/шум много большее единицы. В этом случае влияние шумов оказывается несущественным. Точечный источник имеет геометрические размеры, много меньшие длины волны в свободном пространстве. В качестве такого источника может использоваться, например, излучающий электрический диполь.
Точечный источник последовательно помещается во все узлы прямоугольной сетки 12 с индексами Для каждого положения точечного источника осуществляется пошаговое круговое перемещение поля излучения в фокальной плоскости оптической системы 1 по той же стратегии, что и перемещение изображения на фиг. 5. Одновременно с выходов 6 матричного приемника 2 снимаются электрические сигналы qn т I j , которые поступают в устройство запоминания массивов электрических сигналов 7. Таким образом, формируется массив значений электрических сигналов q . Массивы значений электрических сигналов р и q используются на следующих этапах формирования изображения.
Изображение, подлежащее формированию, описывается функцией U(x, y) , которая определена в плоскости источников 1 1. Эта функция пропорциональна интенсивности (мощности) источника в задаваемой точке с координатами X, у на плоскости источников 1 1. В соответствии с предлагаемым способом формирования изображения последнее представляет собой массив значений интенсивности изображения Uj j в узлах прямоугольной сетки 12. Зная интенсивность изображения в дискретных точках, мы можем, если потребуется, найти ее значение в произвольной точке на плоскости источников 1 1, используя процедуру аппроксимации. Хорошо известный способ линейной аппроксимации позволяет записать интенсивность изображения в виде билинейной функции:
U(x,y) = ^^ ((x - xM)(y - yj+i)uu - (x - x^ -
-(х - х.)(у - yj+x)uM j - {х - х,)(у - yj) M +x ) ,
(П) х. < х < я;. , , , V . < V <
В случае, если оптическая система и матричный приемник принадлежат космической обсерватории, по понятным причинам первый и второй этапы меняются между собой местами. На третьем этапе определяется массив значений интенсивности изображения ^i9j в узловых точках прямоугольной сетки 12. Он определяется, как было сказано, путем минимизации вариации интенсивности изображения L(u) , которая определяется через сумму модулей разностей значений интенсивности изображения в соседних узловых точках прямоугольной сетки 12 соотношением (8). Минимизация вариации интенсивности изображения L(u) в записи (8) и (9) сводится к задаче линейного программирования, которая решается методом последовательного улучшения решения, известного также как симплекс-метод (Юдин Д. Б., Голыптейн E. Г., Задачи и методы линейного программирования,
Советское Радио, гл. 3 «Метод последовательного улучшения плана»,
Москва, 1961), который, в свою очередь, сводится к перебору вершин выпуклого многогранника с применением модифицированного метода последовательного улучшения плана, известного как метод обратной матрицы, при реализации которого используется априорная информация о решении, что дает возможность избежать потерь точности в процессе выполнения процедуры последовательного улучшения решения, обусловленных переопределенностью исходной задачи.
Минимизация вариации интенсивности изображения обеспечивает устойчивость формируемого изображения по отношению к шумам и помехам стохастической природы, так как она исключает возможность появления в изображении резких случайных скачков, которые возникают при использовании известного способа формирования изображения, по которому изображение формируется путем минимизации функционала (7).
Условие (9) обеспечивает приближение формируемого изображения к истинному распределению исследуемых источников излучения в плоскости источников 11, описываемых значениями Uj j в узловых точках прямоугольной сетки 12. Приближение достигается за счет того, что минимум вариации интенсивности изображения ищется в области, которая задается неравенством (9), в которое входят элементы массива значений электрических сигналов qn т г- · , полученные на втором этапе. Поскольку на втором этапе в качестве источника используется независимый точечный источник, то значения электрических сигналов qn т j j совпадают со значениями аппаратной функции оптической системы 1, включающей в себя матричный приемник 2, в точках, которые определяются номерами т выходов 6 матричного приемника 2 на п - ом шаге сканирования при размещении точечного источника в узлах с индексами , j . Таким образом, выражение, стоящее в левой части неравенства (9) соответствует максимальному установленному отклонению δ между сигналами двух видов на выходах 6 матричного приемника 2 на всех шагах сканирования. Первый вид сигналов - это реальные сигналы из массива Рп,т , который был сформирован на первом этапе. Они созданы исследуемым источником излучения (объектом изучения). Второй вид сигналов - это сигналы, которые формируются с помощью описываемого метода с минимизацией вариации интенсивности изображения L(u) в записи (8) и (9) в плоскости источников 11 с интенсивностью излучения в узловых точках прямоугольной сетки 12 с индексами равные интенсивности компонентов формируемого (искомого) изображения, то есть элементов массива j . Из неравенства (9) видно, что указанное отклонение не должно превышать заданную погрешность δ , что является гарантией того, что формируемое (искомое) изображение близко к распределению интенсивности исследуемых источников излучения (к реальному изображению).
Требование положительности элементов массива значений интенсивности изображения Uj j исключает из указанного массива физически нереализуемые элементы, так как интенсивность изображения по определению является положительной величиной.
Возможен дополнительный вариант выполнения способа формирования изображения, отличающийся тем, что размеры ячеек прямоугольной сетки Ахг-, у; , выбираются в соответствии с условием:
Figure imgf000022_0001
К > \ , где p - собственная разрешающая способность оптической системы в плоскости источников изображения, К - коэффициент улучшения разрешения изображения.
Условие (12) является условием улучшения разрешения изображения по сравнению с собственной разрешающей способностью оптической системы 1, которая определяется дифракционными эффектами. Коэффициент улучшения разрешения изображения К показывает, во сколько раз уменьшается минимальное разрешимое расстояние между двумя точечными источниками излучения, расположенными в плоскости источников И, которые могут быть различимы в формируемом изображении, по сравнению с параметром р .
Возможен дополнительный вариант выполнения способа формирования изображения, отличающийся тем, что шаг перемещения поля излучения s в фокальной плоскости оптической системы выбирается из условия:
s < h / K , (13) где h - собственная разрешающая способность оптической системы в фокальной плоскости, К > 1 тот же коэффициент улучшения разрешения изображения. Этот вариант дает возможность усиливать неравенство NM> NxMy, упомянутое выше.
Возможен дополнительный вариант выполнения способа формирования изображения, отличающиеся тем, что элемент матричного приемника 2 выполнен с площадью, превышающей h . Матричные приемники миллиметрового, терагерцового и инфракрасного диапазонов являются весьма дорогостоящими устройствами. Традиционно размер элемента матричного приемника 2 выбирается близким к диаметру пятна Эйри h. Считается, что такой выбор размера обеспечивает приемлемую энергетическую эффективность без ухудшения разрешения изображения. При этом, для увеличения области, в которой формируется изображение необходимо увеличивать число элементов матричного приемника 2, поскольку увеличение размеров его элемента приведет к ухудшению разрешения изображения.
В предлагаемом варианте способа формирования изображения имеется возможность увеличения области, в которой формируется изображение за счет увеличения площади элемента матричного приемника 2. При этом, разрешение изображения не ухудшается в силу того, что увеличение площади элемента матричного приемника 2 эквивалентно увеличению размера пятна Эйри, то есть ухудшению разрешающей способности оптической системы 1 в фокальной плоскости. Однако, это ухудшение не принципиально для заявляемого способа формирования изображения, так как его разрешение может быть улучшено за счет описанной выше общей процедуры. Таким образом, может быть достигнуто уменьшение числа элементов матричного приемника 2 и уменьшена стоимость всей системы радиовидения.
Эффективность предлагаемого способа формирования изображения подтверждается следующим примером численного моделирования. Решалась задача формирования изображения, создаваемого одномерными источниками излучения, которые распределены в плоскости источников 1 1 вдоль оси Ох. На фиг. 6 сплошной кривой показано распределение интенсивности исследуемых источников в плоскости источников 11. Оно описывается ступенчатой функцией, которая моделирует два исследуемых отдельно расположенных источника, имеющих интенсивность 0.86 на интервале длиной 0.12 и расположенных на расстоянии 0.25 друг от друга. Видно, что распределение исследуемых источников излучения в данном примере имеет резкие скачки интенсивности. Отметим, что в примере численного моделирования использовались безразмерные координаты (относительные единицы), поскольку абсолютные значения размеров источников для моделирования предлагаемого способа формирования изображения значения не имеют. Важным параметром является отношение их размеров к ширине аппаратной функции.
Излучение источников проходит через оптическую систему 1. В рассматриваемом примере аппаратная функция оптической системы 1 описывается следующим выражением:
Figure imgf000025_0001
Из формулы (14) видно, что ширина аппаратной функции по уровню 0.5 от максимума конечна и равна 0.35. Аппаратная функция имеет одинаковую ширину в плоскости источников 11 и в фокальной плоскости, то есть ее коэффициент сжатия равен единице. Таким образом, ее собственные разрешающие способности р и h в указанных плоскостях одинаковы и равны 0.35.
Моделируемый матричный приемник 2 состоит из трех виртуальных приемников, расположенных с периодом 0.3. Размер элемента матричного приемника также равен 0.3. Поле в фокальной плоскости оптической системы перемещалось с шагом 5 = 0.015 . Матричный приемник 2 обеспечивал на своих выходах 6 отношение сигнал/шум, равное 30.
Весовая функция ( ) , описывающая элемент матричного приемника 2 принималась равной единице в области, занятой элементом матричного приемника 2, и равной нулю за ее пределами.
В соответствии с заявляемым способом формирования изображения, на первом этапе формировался массив значений электрических сигналов р, которые создавались исследуемым источником излучения (точки на фиг. 6). Точки описывают массив значений сигналов рп, которые были получены со всех выходов 6 матричного приемника 2 на всех шагах перемещения поля излучения источников в фокальной плоскости оптической системы 1. Размерность данного массива N была равна 201. Из распределения значений сигналов (точки на фиг. 6) видно, что формирование изображения по одному из известных способов, в соответствии с которым в качестве значений интенсивности изображения берутся элементы массива р (см. соотношение (6)), не может отразить резкие скачки в распределении интенсивности излучения исследуемых источников. Из фиг. 6 также видна шумовая составляющая в зарегистрированных сигналах. Таким образом, использование данного известного способа формирования изображения не позволяет устранить искажения, обусловленные дифракционными эффектами и шумовыми помехами.
На втором этапе в плоскости источников вводилась одномерная с узлами в точках Xj , = 1...Νχ . Сетка имела равномерный шаг
0.03. Параметр iVx = 100. После этого формировался массив значений электрических сигналов q , которые создавались на выходах 6 матричного приемника 2 независимым точечным источником. На фиг. 7 показано распределение значений электрических сигналов в массиве q по индексу при фиксированных значениях индекса П .
На третьем этапе формировался массив значений интенсивности изображения Uj . Формирование массива значений интенсивности изображения осуществлялось путем минимизации вариации интенсивности изображения L(u)
Figure imgf000026_0001
при ог аничениях:
Figure imgf000026_0002
где параметр δ выбирался равным 0.001. Соотношения (15) и (16) являются одномерным аналогом соотношений (8) и (9). Минимизация вариации интенсивности изображения L(u) осуществлялась на ЭВМ с использованием модифицированного симплекс метода.
На рис. 8 показаны распределения интенсивности изображения, сформированные в соответствии с разными способами. Кривая 8.1 соответствует исходному распределению интенсивности излучения исследуемых источников излучения; она построена в несколько ином вертикальном масштабе и соответствует сплошной кривой на фиг. 6, на которой дополнительной рамкой обозначена область фигуры 8. На кривой 8.2 показано изображение, полученное от источников излучения на фиг. 8.1, прошедшее через оптическую систему, как описано выше, и сформированное с использованием заявляемого способа формирования изображения. Кривые 8.3 и 8.4 получены с использованием известного способа формирования изображения, при котором минимизируется функционал (7), сведенный также к одномерному виду; кривые 8.3 и 8.4 соответствуют разным значениям параметра а.
Из фиг. 8 видно, что изображение, сформированное в соответствии с предлагаемым способом (кривая 8.2) наиболее близко передает характерные особенности распределения интенсивности двух исследуемых источников. В частности, оно имеет такие же резкие скачки, которые присутствуют и в распределении интенсивности исследуемых источников. Также можно отметить, что в сформированном изображении четко различаются два отдельных разделенных в пространстве источника, что говорит о высокой степени разрешения, полученной с помощью предлагаемого способа формирования изображения.
Изображения, формируемые в соответствии с известными способами (кривые 8.3 и 8.4 на фиг. 8) отличаются от распределения интенсивности исследуемых источников значительно сильнее, чем изображение, сформированное по предлагаемому способу. В них изображения двух исследуемых источников сливаются, что говорит о сравнительно низкой степени разрешения сформированного изображения. Таким образом, приведенный пример показывает, что использование предлагаемого способа формирования изображения обеспечивает достижение заявленной цели (технического результата), состоящей в повышении разрешения изображения при наличии дифракционных, шумовых и иных видов помех.
В заключение описания отметим, что изложенные в нем сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- способ формирования изображения, создаваемого исследуемыми источниками излучения, которые излучают в диапазонах миллиметровых, терагерцовых и дальних инфракрасных волн, в приложении к устройству, реализующему его, предназначены для использования в промышленности, а именно в системах радиовидения;
- для заявляемого способа формирования изображения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке способов;
- заявляемый способ формирования изображения позволяет реализовать следующий технический результат: сохранить разрешающую способность изображений исследуемых источников излучения в диапазонах миллиметровых, терагерцовых и дальних инфракрасных волн при уменьшении размеров оптической системы и за счет этого снизить стоимость систем радиовидения указанных диапазонов или повысить разрешающую способность изображений исследуемых источников излучения при неизменных размерах оптической системы.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ формирования изображения, создаваемого источниками излучения, которые излучают в диапазонах миллиметровых, терагерцовых и дальних инфракрасных волн и расположены в плоскости источников изображения, с помощью оптической системы, выполненной с возможностью пошагового перемещения поля излучения, которое создается источниками излучения в фокальной плоскости оптической системы, путем преобразования на каждом шаге перемещения указанного поля излучения от источников в электрические сигналы на выходах матричного приемника, который расположен в фокальной плоскости оптической системы, и последующего формирования массива значений указанных электрических сигналов рп т , \ < n < N, \ < т < М , где рп т - величина электрического сигнала на 77-ом шаге перемещения поля излучения на т -ом выходе матричного приемника, N - общее число шагов перемещения поля излучения, М - общее число элементов матричного приемника, отличающийся тем,
что для повышения разрешения изображения при наличии дифракционных ограничений, шумов и других помех в плоскости источников вводится прямоугольная сетка с узлами в точках с координатами х{ и у . , 1 < / < Νχ , l < j < Ny , где Nx- число узлов прямоугольной сетки по оси Ox, a Ny— число узлов прямоугольной сетки по оси Оу, последовательно в узлах прямоугольной сетки размещается независимый точечный источник излучения, осуществляется пошаговое перемещение этого точечного источника и формируется массив значений электрических сигналов на выходах матричного приемника qn т г- j на каждом шаге перемещения поля излучения точечного источника для каждого положения точечного источника в узлах прямоугольной сетки, независимо формируется двумерный массив Uj j значений интенсивности изображения в узлах
27
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) прямоугольной сетки, причем этот двумерный массив формируется из условия минимизации вариации интенсивности изображения Liu) :
Figure imgf000030_0001
при ограничениях
Figure imgf000030_0002
uu > 0,
где Axf = Xj+\ — Xj , yj = yj+i - yj - размеры ячеек прямоугольной сетки, δ - заданная погрешность формирования массива значений интенсивности изображения в узлах прямоугольной сетки, размерность массива величин электрических сигналов на выходах матричного приемника ΝΜ выбирается большей числа узлов прямоугольной сетки NxNy .
2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что размеры ячеек прямоугольной сетки Δχ, , Δ)^ выбираются в соответствии с условием:
Δχ,-, Δ^· < р1К ,
К > \,
где р - собственная разрешающая способность оптической системы в плоскости источников изображения, К - коэффициент улучшения разрешения изображения.
3. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что шаг перемещения поля излучения s в фокальной плоскости оптической системы выбирается из условия:
s < h / K ,
где h - собственная разрешающая способность оптической системы в фокальной плоскости.
28
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
4. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что минимум вариации интенсивности изображения ищется путем последовательного улучшения решения в соответствии с модифицированным симплекс методом линейного программирования.
5. Способ и устройство по п. 1, отличающиеся тем, что элемент матричного приемника выполнен с площадью, превышающей h , где h - собственная разрешающая способность оптической системы в фокальной плоскости.
29
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2014/000178 2013-03-20 2014-03-20 Способ формирования изображения с субдифракционным разрешением WO2014148955A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013112488 2013-03-20
RU2013112488/08A RU2533502C1 (ru) 2013-03-20 2013-03-20 Способ формирования изображения с субдифракционным разрешением

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014148955A1 true WO2014148955A1 (ru) 2014-09-25

Family

ID=51580486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000178 WO2014148955A1 (ru) 2013-03-20 2014-03-20 Способ формирования изображения с субдифракционным разрешением

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2533502C1 (ru)
WO (1) WO2014148955A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5724044A (en) * 1994-01-10 1998-03-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrically scanning microwave radiometer
US6414606B1 (en) * 1997-05-28 2002-07-02 Trw Inc. Enhanced paint for microwave/millimeter wave radiometric detection applications and method of road marker detection
RU2237267C2 (ru) * 2001-11-26 2004-09-27 Волков Леонид Викторович Способ формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн (варианты) и система формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн
RU2357268C2 (ru) * 2003-12-05 2009-05-27 СейфВью, Инк. Активная система с фиксированной антенной решеткой для формирования изображения в миллиметровом диапазоне волн
RU2367976C2 (ru) * 2003-12-05 2009-09-20 СейфВью, Инк. Активная система формирования изображения в миллиметровом диапазоне волн
RU2398253C1 (ru) * 2009-03-18 2010-08-27 Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Устройство формирования изображения с субдифракционным разрешением

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI107407B (fi) * 1997-09-16 2001-07-31 Metorex Internat Oy Alimillimetriaalloilla toimiva kuvausjärjestelmä

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5724044A (en) * 1994-01-10 1998-03-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrically scanning microwave radiometer
US6414606B1 (en) * 1997-05-28 2002-07-02 Trw Inc. Enhanced paint for microwave/millimeter wave radiometric detection applications and method of road marker detection
RU2237267C2 (ru) * 2001-11-26 2004-09-27 Волков Леонид Викторович Способ формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн (варианты) и система формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн
RU2357268C2 (ru) * 2003-12-05 2009-05-27 СейфВью, Инк. Активная система с фиксированной антенной решеткой для формирования изображения в миллиметровом диапазоне волн
RU2367976C2 (ru) * 2003-12-05 2009-09-20 СейфВью, Инк. Активная система формирования изображения в миллиметровом диапазоне волн
RU2398253C1 (ru) * 2009-03-18 2010-08-27 Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Устройство формирования изображения с субдифракционным разрешением

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013112488A (ru) 2014-09-27
RU2533502C1 (ru) 2014-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schurig et al. Negative index lens aberrations
JP6843600B2 (ja) 画像取得装置、これを用いた画像取得方法及び照射装置
Ruze Antenna tolerance theory—A review
CN111367088B (zh) 一种基于超构表面的正交偏振光成像衍射光学器件
Gopalsami et al. Passive millimeter-wave imaging with compressive sensing
CN110989152A (zh) 一种共光路柔性离轴四反变焦距光学系统
Cole Modelling CPV.
CN103698900A (zh) 用于大规模高分辨率遥感相机的光学成像方法及其系统
CN104168429A (zh) 一种多孔径分波段高分辨率成像装置及其成像方法
Abdalla et al. The BINGO Project-III. Optical design and optimization of the focal plane
WO2014148955A1 (ru) Способ формирования изображения с субдифракционным разрешением
Llombart et al. Refocusing a THz imaging radar: Implementation and measurements
CN108987937B (zh) 一种双焦点赋形反射面天线的设计方法和装置
Monti et al. Design and applications of spatially-dispersive phase-gradient metasurfaces
RU2398253C1 (ru) Устройство формирования изображения с субдифракционным разрешением
CN110018537B (zh) 一种基于介质连续结构实现大视场成像的高效率超表面器件
Zhou et al. Aspheric dielectric lens antenna for millimeter-wave imaging system
JP2021081443A (ja) 画像取得装置、これを用いた画像取得方法及び照射装置
CN103746187B (zh) 一种卡塞格伦天线探测系统及其设计方法
Kaloshin et al. Synthesis of Planar Bifocal Two Mirror, Lens and Mirror-Lens Beamforming Systems
Letrou et al. Analysis of RATAN-600 radiation patterns in new operation modes using the MLPO algorithm
Molebny et al. Free-form two-mirror antenna for millimeter wave imaging
Yao et al. Linear Detector Arrays for Terahertz Imaging at 220 GHz
CN117806033B (zh) 超表面光学器件的光学单元几何参数确定方法及光学器件
Zhou et al. Bifocal Gregorian reflector antenna designed for terahertz imaging

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14768050

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A SENT ON 11.02.2016)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14768050

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1