• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ДИНАМИЧЕСКАЯ СПЕКТРАЛЬНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ СИГНАЛОВ В ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМАХ ОБНАРУЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

Купченко, ЛФ, Рыбьяк, АС, Гурин, ОА
Organization: 

Харьковский национальный университет Воздушных Сил имени Ивана Кожедуба
77/79, ул. Сумская, Харьков, 61023, Украина

E-mail: anattoliy@meta.ua

https://doi.org/10.15407/rej2017.04.039
Язык: русский
Аннотация: 

В работе обобщаются и развиваются принципы динамической спектральной фильтрации, которая является дальнейшим развитием изображающей спектроскопии. В отличие от видеоспектрометров, в оптико-электронных системах с динамической спектральной фильтрацией реализуется управляемая спектральная фильтрация, обеспечивающая максимальное подавление спектральных составляющих излучения фона при минимальном ослаблении оптического сигнала объекта в преддетекторной области. Целью статьи является обобщение и развитие принципов динамической спектральной фильтрации в интересах создания оптико-электронных систем обнаружения объектов по спектральным признакам. Задачу оптимального выделения оптических сигналов из фоновых помех удалось свести к решению задачи обнаружения сигналов с априорно известными параметрами, используемой в теории радиолокации. В статье изложены принципы динамической спектральной фильтрации оптического излучения, описаны алгоритм оптимального обнаружения объектов по спектральным признакам и синтез оптимального обнаружителя оптических сигналов. В работе определены количественные характеристики обнаружителя, позволяющие при заданном уровне ложной тревоги определить условную вероятность правильного обнаружения объекта наблюдения в зависимости от отношения сигнал/помеха. Количественные характеристики обнаружителя получены в предположении, что сигналы объекта и фона подчиняются нормальному закону распределения, а их корреляционные характеристики (корреляционные матрицы фона и объекта) одинаковы. Экспериментально установлена возможность создания управляемого акустооптического селектирующего устройства, обеспечивающего спектральную селекцию двух оптических сигналов, отличающихся по спектральному составу, путем изменения амплитуды частотных компонент ультразвуковой волны. При этом в качестве источников излучения использовались три лазера, работающие в красном, зеленом и синем участках спектра. В ходе эксперимента спектральная селекция осуществлялась путем дифракции полихроматического лазерного излучения на многочастотном ультразвуке. Эффективность процесса фильтрации определялась по величине контраста до и после фильтрации. Экспериментально установлено, что при наличии трех спектральных каналов селекции удается повысить контраст на выходе в несколько раз. 

Ключевые слова: акустооптический светофильтр, динамическая спектральная фильтрация, оптико-электронная система

Статья поступила в редакцию 12.09.2017
PACS 42.30.Va
​УДК 535.36:534.29:621.38(043.3)
Radiofiz. elektron. 2017, 22(4): 39-48
Полный текст (PDF)
 

References: 
  1. Manolakis D., Marden D., Shaw G. A. Hyperspectral image processing for automatic target detection applications. Linc. Lab. J. 2003. Vol. 14, N 1. P. 79–113.
  2. Купченко Л. Ф., Рыбьяк А. С. Динамическая спектральная фильтрация оптического излучения в оптоэлектронных сис-темах. Электромагнитные волны и электронные системы. 2011. Т. 16, вып. 4. С. 32–43.
  3. Shnitser P., Rheaum L., Mcnamee S. Real-time spectrally efficient target imaging. Small business innovation research. URL: http://arizona.openrepository.com/arizona/bitstream/10150/ 608289/1/ITC_2000_00-23-3.pdf
  4. Купченко Л. Ф., Рыбьяк А. С., Проклов В. В., Антонов С. Н.  Обнаружение объектов по спектральным признакам в оптико-электронных системах с использованием принципов динамической фильтрации. Прикладная радиоэлектроника. 2011. Т. 10, № 1. С. 22–26.
  5. Купченко Л. Ф., Рыбьяк А. С., Гурин О. А., Вдовенков В. Ю. Экспериментальные исследования процесса динамической спектральной фильтрации с использованием взаимодействия лазерного излучения с многочастотной акустической волной. Прикладная радиоэлектроника. 2016. Т. 16, № 2. С. 100–104.
  6. Тихонов В. И. Оптимальный прием сигналов. Москва: Радио и связь, 1983. 320 с.
  7. Ширман Я. Д., Манжос В. Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. Москва: Радио и связь, 1981.  416 с.
  8. Акустооптические эффекты при сильном взаимодействии: теория и эксперимент. Метод непрерывных дробей при решении акустооптических задач. Монография. Под ред. Л. Ф. Купченко. Харьков: ООО «ЭДЕНА», 2009. 264 c.
  9. Балакший В. И., Парыгин В. Н., Чирков Л. Е. Физические основы акустооптики. Москва: Радио и связь, 1985. 285 с.
  10. Купченко Л. Ф., Слабунова Н. В., Гурин О. А. Акустооптический процессор в оптоэлектронной системе, обеспечивающий динамическую спектральную фильтрацию. Прикладная радиоэлектроника. 2016. Т. 15, № 4. С. 359–361.