способ формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн (варианты), система формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн (варианты), диффузорный осветитель (варианты) и приемо-передатчик (варианты)

Формула изобретения

1. Система формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн, содержащая по крайней мере один источник излучения в миллиметровом или субмиллиметровом диапазоне волн, выполненный в виде набора отдельных независимых элементов излучения, все или часть физических параметров излучения каждого из которых выполнены отличными от физических параметров излучения других элементов излучения, элемент для фокусирования излучения, рассеянного объектом наблюдения, на приемное устройство, которое выполнено с функцией независимого приема излучения, рассеянного различными пространственными частями объекта наблюдения и/или зоны нахождения, расположенных в поле зрения указанного фокусирующего элемента, и преобразования его в соответствующий матричный набор соответствующих электрических сигналов, выходы которого связаны с процессором для преобразования указанного матричного набора электрических сигналов в соответствующее матричное изображение объекта наблюдения и/или зоны нахождения и отображения этого изображения на дисплее, причем каждый элемент изображения сформирован из соответствующего электрического сигнала, который был получен в результате преобразования приемным устройством того излучения, которое рассеяно соответствующей пространственно определенной частью объекта наблюдения и/или зоны нахождения, и соответственно сфокусировано на приемном устройстве указанным фокусирующим элементом, отличающаяся тем, что она снабжена диффузором, расположенным на расстоянии от источника излучения и предназначенным для освещения его излучением указанного источника излучения и последующего рассеяния этого излучения в направлении объекта наблюдения и/или зоны нахождения, независимые элементы излучения выполнены с фиксированными или изменяемыми во времени по величине указанными отличительными физическими параметрами, диффузор выполнен с возможностью реализации функции диффузного рассеяния падающего излучения пространственно различными частями диффузора с дополнительным различным кодированием рассеиваемого излучения посредством различной модуляции рассеивающих свойств указанных частей диффузора и с реализацией функции уменьшения пространственной когерентности рассеиваемого им излучения, приемное устройство выполнено с возможностью независимого приема каждой кодированной составляющей излучения во всех диапазонах изменений физических параметров излучения, падающего от объекта наблюдения и/или из зоны нахождения, и преобразования каждого электрического сигнала из указанного матричного набора электрических сигналов посредством декодирования в дополнительный набор электрических сигналов, каждый из которых соответствует различной кодированной составляющей излучения, каждая из которых сфокусирована на приемном устройстве из соответствующей пространственной части объекта или зоны нахождения и каждая из которых отдельно принята и декодирована в один или в различные моменты времени за время приема приемным устройством излучений, отраженных всеми указанными пространственными частями объекта наблюдения и/или зоны нахождения и за время изменения указанных физических параметров элементов излучения во всех указанных их достаточно отличных значений, процессорный блок выполнен с функциями независимого приема отдельных электрических сигналов, преобразования каждого матричного набора принятых электрических сигналов, полученных из электрических сигналов с одинаковым кодированием и для одинаковых значений физических параметров излучений источника излучений в соответствующее ему отдельное парциальное матричное изображение, и формирования результатного изображения объекта наблюдения и/или зоны нахождения путем объединения отдельных парциальных матричных изображений или их фрагментов.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что процессор выполнен с функциями управления кодирующими частями диффузора и изменением распределения значений кодирующего параметра по указанным частям диффузора по задаваемому алгоритму.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что минимальное разрешение приемного устройства по указанному кодирующему параметру больше минимальной разницы между значениями кодирующих параметров ближайших кодированных составляющих излучения.

4. Система формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн, содержащая по крайней мере один источник излучения в миллиметровом или субмиллиметровом диапазоне волн, выполненный в виде набора отдельных независимых элементов излучения, все или часть физических параметров излучения каждого из которых выполнены отличными от физических параметров излучения других элементов излучения, элемент для фокусирования излучения, рассеянного объектом наблюдения, на приемное устройство, выполненное с функцией независимого приема излучения, рассеянного различными пространственными частями объекта наблюдения и/или зоны нахождения, расположенных в поле зрения указанного фокусирующего элемента, и преобразования его в соответствующий матричный набор соответствующих электрических сигналов, выходы которого связаны с процессором для преобразования указанного матричного набора электрических сигналов в соответствующее матричное изображение объекта наблюдения и/или зоны нахождения и отображения этого изображения на дисплее, причем каждый элемент изображения сформирован из соответствующего электрического сигнала, который был получен в результате преобразования приемным устройством того излучения, которое рассеяно соответствующей пространственно определенной частью объекта наблюдения и/или зоны нахождения, и соответственно сфокусировано на приемном устройстве указанным фокусирующим элементом, отличающаяся тем, что она снабжена диффузором, расположенным на расстоянии от источника излучения и предназначенным для освещения его излучением указанного источника излучения и последующего рассеяния этого излучения в направлении объекта наблюдения и/или зоны нахождения, независимые элементы излучения выполнены с фиксированными или изменяемыми во времени по величине указанными отличительными физическими параметрами, каждый отдельный независимый элемент излучения источника излучения выполнен с возможностью кодирования собственного излучения, включая и его модуляцию, отличным от кодирования излучения других отдельных независимых элементов излучения, диффузор выполнен с возможностью реализации функции диффузного рассеяния падающего излучения или с возможностью реализации функции диффузного рассеяния падающего излучения пространственно различными частями диффузора дополнительным различным кодированием рассеиваемого излучения посредством различной модуляции рассеивающих свойств указанных частей диффузора и/или с реализацией функции уменьшения пространственной когерентности рассеиваемого им излучения, приемное устройство выполнено с возможностью независимого приема каждой кодированной составляющей излучения во всех диапазонах изменений физических параметров излучения, падающего от объекта наблюдения и/или из зоны нахождения, и преобразования каждого электрического сигнала из указанного матричного набора электрических сигналов посредством декодирования в дополнительный набор электрических сигналов, причем каждый электрический сигнал из дополнительного набора электрических сигналов соответствует различной кодированной составляющей излучения, каждая из которых сфокусирована на приемном устройстве из соответствующей пространственной части объекта наблюдения и/или зоны нахождения, и каждая из которых отдельно принята и декодирована в один или в различные моменты времени за время приема приемным устройством излучений, отраженных всеми указанными пространственными частями объекта наблюдения и/или зоны нахождения и за время изменения указанных физических параметров элементов излучения во всех указанных их значений, достаточно отличных для получения статистически различных изображений, процессорный блок выполнен с функциями независимого приема отдельных электрических сигналов, преобразования каждого матричного набора электрических сигналов, полученных из электрических сигналов с одинаковым кодированием и с одинаковыми или близко одинаковыми физических параметров излучений указанных независимых элементов излучений в соответствующее ему отдельное парциальное матричное изображение, и формирования результатного изображения объекта наблюдения и/или зоны нахождения путем объединения отдельных парциальных матричных изображений или их фрагментов.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что отличными и/или сканируемыми физическими параметрами излучений указанных независимых элементов излучений являются пространственные направления распространения пучков этих излучений из условия, что различным направлениям распространения соответствующих излучений отвечают пространственно различные освещаемые этими излучениями части указанного диффузора.

6. Система по п.4, отличающаяся тем, что диффузор дополнительно снабжен поляризационными средствами, выделяющими из излучения, отраженного диффузором, излучение преимущественно линейно-поляризованное в первом пространственном направлении, а приемное устройство снабжено поляризационными средствами для выделения принимаемого им излучения линейно-поляризованного во втором пространственном направлении.

7. Система по п.6, отличающаяся тем, что первое указанное направление совпадает со вторым указанным направлением.

8. Система по п.6, отличающаяся тем, что первое указанное направление ортогонально второму указанному направлению.

9. Система по п.4, отличающаяся тем, что каждый независимый элемент снабжен регулируемым аттенюатором, управляемым указанным процессором, для допустимого уменьшения среднего уровня мощности электрических сигналов соответствующего парциального изображения.

10. Система по п.4, отличающаяся тем, что отличными и/или сканируемыми физическими параметрами излучений указанных независимых элементов излучений является частота излучения.

11. Система формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн, содержащая один источник излучения в миллиметровом или субмиллиметровом диапазоне волн, элемент для фокусирования излучения, рассеянного объектом наблюдения, на приемное устройство, которое выполнено с функцией независимого приема излучения, рассеянного различными пространственными частями объекта наблюдения и/или зоны нахождения, расположенных в поле зрения указанного фокусирующего элемента, и преобразования его в соответствующий матричный набор соответствующих электрических сигналов, выходы которого связаны с процессором для преобразования указанного матричного набора электрических сигналов в соответствующее матричное изображение объекта наблюдения и/или зоны нахождения и отображения этого изображения на дисплее, причем каждый элемент изображения сформирован из соответствующего электрического сигнала, который был получен в результате преобразования приемным устройством того излучения, которое рассеяно соответствующей пространственно определенной частью объекта наблюдения и/или зоны нахождения, и соответственно сфокусировано на приемном устройстве указанным фокусирующим элементом, отличающаяся тем, что она снабжена диффузором, расположенным на расстоянии от источника излучения и предназначенным для освещения его излучением указанного источника излучения и последующего рассеяния этого излучения в направлении объекта наблюдения и/или зоны нахождения, источник излучения выполнен с фиксированными или изменяемыми во времени по величине физическими параметрами его излучения, диффузор выполнен с возможностью реализации функции диффузного рассеяния падающего излучения пространственно различными частями диффузора с дополнительным различным кодированием рассеиваемого излучения посредством различной модуляции рассеивающих свойств указанных различных частей диффузора и с реализацией функции уменьшения пространственной когерентности рассеиваемого им излучения, приемное устройство выполнено с возможностью независимого приема каждой кодированной составляющей излучения во всех диапазонах изменений физических параметров излучения, падающего от объекта наблюдения и/или из зоны нахождения, и преобразования каждого электрического сигнала из указанного матричного набора электрических сигналов посредством декодирования в дополнительный набор электрических сигналов, каждый из которых соответствует различной кодированной составляющей излучения, каждая из которых сфокусирована на приемном устройстве из соответствующей пространственной части объекта наблюдения и/или зоны нахождения, и каждая из которых принята и декодирована в один или в различные моменты времени за время приема приемным устройством излучений, отраженных всеми указанными пространственными частями объекта наблюдения и/или зоны нахождения и за время изменения указанных физических параметров элементов излучения во всех указанных их значений, достаточно отличных для получения статистически различных изображений, процессорный блок выполнен с функциями независимого приема отдельных электрических сигналов, преобразования каждого матричного набора принятых электрических сигналов, полученных из электрических сигналов с одинаковым кодированием и для одинаковых значений физических параметров излучений источника излучений в соответствующее ему отдельное парциальное матричное изображение, и формирования результатного изображения объекта наблюдения и/или зоны его нахождения путем объединения отдельных парциальных матричных изображений или их фрагментов.

12. Система по п.11, отличающаяся тем, что процессор выполнен с функциями управления элементами кодирующего диффузора и изменением распределения значений кодирующего параметра по указанным частям диффузора по задаваемому указанным процессором алгоритму.

13. Система по п.11, отличающаяся тем, что минимальное разрешение приемного устройства по указанному кодирующему параметру больше минимальной разницы между значениями кодирующих параметров ближайших кодированных составляющих излучения.

14. Система по п.11, отличающаяся тем, что изменяемым физическим параметром излучения источника является частота излучения.

15. Система формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн, содержащая по крайней мере один источник излучения в миллиметровом или субмиллиметровом диапазоне волн, элемент для фокусирования излучения, рассеянного объектом наблюдения, на приемное устройство, которое выполнено с функцией независимого приема излучения, рассеянного различными пространственными частями объекта наблюдения и/или зоны нахождения, расположенных в поле зрения указанного фокусирующего элемента, и преобразования его в соответствующий матричный набор соответствующих электрических сигналов, выходы которого связаны с процессором для преобразования указанного матричного набора электрических сигналов в соответствующее матричное изображение объекта наблюдения и/или зоны нахождения и отображения этого изображения на дисплее, причем каждый элемент изображения сформирован из соответствующего электрического сигнала, который был получен в результате преобразования приемным устройством того излучения, которое рассеяно соответствующей пространственно определенной частью объекта наблюдения и/или зоны нахождения, и соответственно сфокусировано на приемном устройстве указанным фокусирующим элементом, отличающаяся тем, что она снабжена диффузором, расположенным на расстоянии от источника излучения и предназначенным для освещения его излучением указанного источника излучения и последующего рассеяния этого излучения в направлении объекта наблюдения и/или зоны нахождения, источник излучения выполнен с изменяемыми во времени по величине по крайней мере одним физическим параметром его излучения, диффузор выполнен с возможностью реализации функции уменьшения пространственной когерентности рассеиваемого им излучения, приемное устройство выполнено с возможностью независимого приема каждой составляющей излучения во всех диапазонах изменений физических параметров излучения, падающего от объекта наблюдения и/или из зоны нахождения, и преобразования каждого электрического сигнала из указанного матричного набора электрических сигналов в дополнительный набор электрических сигналов, каждый из которых соответствует одинаковым или почти одинаковым физическим параметрам излучения источника излучения, каждая из которых сфокусирована на приемном устройстве из соответствующей пространственной части объекта наблюдения и/или зоны нахождения, и каждая из которых принята в один или в различные моменты времени за время приема приемным устройством излучений, отраженных всеми указанными пространственными частями объекта наблюдения и/или зоны нахождения и за время изменения указанных физических параметров элементов излучения во всех указанных их значений, достаточно отличных для получения статистически различных изображений, процессорный блок выполнен с функциями независимого приема отдельных электрических сигналов, преобразования каждого матричного набора принятых электрических сигналов, полученных из электрических сигналов с одинаковым или почти одинаковыми значениями физических параметров излучений источника излучений в соответствующее ему отдельное парциальное матричное изображение, и формирования результатного изображения объекта наблюдения и/или зоны нахождения путем объединения отдельных парциальных матричных изображений или их фрагментов.

16. Система по п.15, отличающаяся тем, что изменяемым физическим параметром излучения источника является направленность его распространения, изменение которого во времени приводит к последовательному во времени освещению различных пространственных участков указанного диффузора.

17. Система по п.15, отличающаяся тем, что изменяемым физическим параметром излучения источника является частота излучения.

18. Система формирования объемных изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн, содержащая по крайней мере один источник излучения в миллиметровом или субмиллиметровом диапазоне волн, выполненный в виде набора отдельных независимых элементов излучения, все или часть физических параметров излучения каждого из которых выполнены отличными от физических параметров излучения других элементов излучения, элемент для фокусирования излучения, рассеянного объектом наблюдения, на приемное устройство, выполненное с функцией независимого приема излучения, рассеянного различными пространственными частями объекта наблюдения и/или зоны нахождения, расположенных в поле зрения указанного фокусирующего элемента, и преобразования его в соответствующий матричный набор соответствующих электрических сигналов, выходы которого связаны с процессором для преобразования указанного матричного набора электрических сигналов в соответствующее матричное изображение объекта наблюдения и/или зоны нахождения и отображения этого изображения на дисплее, причем каждый элемент изображения сформирован из соответствующего электрического сигнала, который был получен в результате преобразования приемным устройством того излучения, которое рассеяно соответствующей пространственно определенной частью объекта наблюдения и/или зоны нахождения, и соответственно сфокусировано на приемном устройстве указанным фокусирующим элементом, отличающаяся тем, что она снабжена диффузором, расположенным на расстоянии от источника излучения и предназначенным для освещения его излучением указанного источника излучения и последующего рассеяния этого излучения в направлении объекта наблюдения и/или зоны нахождения, указанный элемент для фокусирования излучения выполнен частотно-зависимым, для которого фокусное расстояние этой линзы зависит от частоты фокусируемого излучения, указанный набор состоит из независимых элементов излучения, выполненных с фиксированными, с частотным шагом N=(3-15) ГГц и более, отличными центральными частотами излучения и/или по крайней мере из одного источника излучения с изменяемой центральной частотой в широком диапазоне частот, каждый отдельный независимый элемент излучения источника излучения выполнен с возможностью кодирования собственного излучения, включая и его модуляцию, отличным от кодирования излучения других отдельных независимых элементов излучения, диффузор выполнен с возможностью реализации функции диффузного рассеяния падающего излучения пространственно различными частями диффузора дополнительным различным кодированием рассеиваемого излучения посредством различной модуляции рассеивающих свойств указанных частей диффузора и/или с реализацией функции уменьшения пространственной когерентности рассеиваемого им излучения, приемное устройство выполнено с возможностью независимого приема каждой кодированной составляющей излучения во всех диапазонах изменений физических параметров излучения, падающего от объекта наблюдения и/или из зоны нахождения, и преобразования каждого электрического сигнала из указанного матричного набора электрических сигналов посредством декодирования в дополнительный набор электрических сигналов, причем каждый электрический сигнал из дополнительного набора электрических сигналов соответствует различной кодированной составляющей излучения, каждая из которых сфокусирована на приемном устройстве из соответствующей пространственной части объекта наблюдения и/или зоны нахождения, и каждая из которых принята и декодирована в один или в различные моменты времени за время приема приемным устройством излучений, отраженных всеми указанными пространственными частями объекта наблюдения и/или зоны нахождения и за время изменения указанных физических параметров элементов излучения во всех указанных их значений, достаточно отличных для получения статистически различных изображений, процессорный блок выполнен с функциями независимого приема отдельных электрических сигналов, преобразования каждого матричного набора электрических сигналов, полученных из электрических сигналов с одинаковым кодированием и с одинаковыми или близко одинаковыми физических параметров излучений указанных независимых элементов излучений в соответствующее ему отдельное парциальное матричное изображение, и формирования набора результатных изображений объекта наблюдения и/или зоны нахождения путем объединения отдельных парциальных матричных изображений с одинаковыми или близко одинаковыми значениями частоты указанного источника излучения или их фрагментов и формирования объемного изображения из указанного набора указанных результатных изображений.

19. Система по п.18, отличающаяся тем, что частотно-зависимым элементом фокусирования является зонная линза Френеля.

20. Система по п.18, отличающаяся тем, что набор независимых элементов излучения включает по крайней мере два изменяемых по частоте источника излучения в достаточно широких пределах, каждый из которых предназначен для освещения пространственно-различные участки указанных диффузоров.

21. Приемо-передатчик системы формирования изображений для получения полной информации о рассеянном объектом излучении в условиях низкого уровня мощности освещения объекта, содержащий гетеродинный приемник миллиметрового и субмиллиметрового излучения, предназначенный для приема миллиметрового и субмиллиметрового излучения изображений указанной системы формирования изображений, источник миллиметрового и субмиллиметрового излучения, предназначенный для освещения объекта или диффузора, который рассеивает излучение источника в направлении объекта, при этом гетеродинный приемник включает в себя приемную антенну, соединенную с субгармоническим первым смесителем для приема его на опорном входе сигнала, первый генератор излучения, выполняющий функцию гетеродина для указанного смесителя, первый полосовой фильтр, соединенный с первым смесителем для выделения сигнала промежуточной частоты, субгармонический второй смеситель, сигнальный вход которого электрически связан с выходом первого полосового фильтра, а опорный вход предназначен для приема умноженного по частоте первым умножителем частоты сигнала генератора опорного сигнала, второй полосовой фильтр, вход которого связан с выходом второго смесителя, высокочастотный или низкочастотный анализатор сигнала, вход которого соединен с выходом второго смесителя, средства отображения и обработки сигнала, связанные с выходом анализатора сигнала, источник излучения представляет собой второй генератор излучения, выход которого соединен со входом второго умножителя частоты, выход которого соединен с излучательной антенной, и включает в себя контролирующий блок для контроля частоты излучения второго генератора излучения частотой первого генератора излучения посредством формирования сигнала разностной частоты указанных генераторов и обеспечения фазовой синхронизации указанного разностного сигнала сигналом генератора опорного сигнала путем регулирования частоты второго генератора, генератор опорного сигнала предназначен для активирования контролирующего блока и генерации опорного сигнала для указанного анализатора сигнала, а первый и второй умножители частоты источника сигнала и первый субгармонический смеситель выполнены с возможностью функционирования на гармонике одного и того же порядка.

22. Приемо-передатчик по п.21, отличающийся тем, что анализатор сигнала представляет собой два аналогово-цифровых преобразователя, осуществляющих синхронное оцифровывание сигнала с выхода второго полосового фильтра и умноженного сигнала генератора опорного сигнала с выхода первого умножителя частоты; и процессор, имеющий память для загрузки цифровых массивов оцифрованных указанных сигналов, и выполненный с возможностью вычисления амплитудной и фазовой информации принимаемых приемников сигналов.

23. Приемо-передатчик по п.21, отличающийся тем, что контролирующий блок представляет собой первый направленный ответвитель, соединенный с выходом первого генератора и осуществляющий деление сигнала первого генератора по мощности на меньшую и большую части, второй направленный ответвитель, соединенный с выходом второго генератора и осуществляющий деление сигнала первого генератора по мощности на меньшую и большую части, смеситель, входы которого предназначены для приема меньших частей сигналов указанных первого и второго генераторов, и который осуществляет выделение сигнала разностной частоты из указанных сигналов для подачи этого разностного сигнала через полосовой фильтр на один вход фазового детектора, другой вход которого предназначен для приема сигнала указанного генератора опорного сигнала, а сигнал ошибки фазового детектора, являющийся сигналом фазового рассогласования между сигналом разностной частоты сигналов указанных первого и второго генераторов и сигналом генератора опорной частоты, подается на управляющий электрод второго генератора для изменения частоты сигнала второго генератора и уменьшения указанного фазового рассогласования.

24. Приемо-передатчик по п.21, отличающийся тем, что гетеродинный приемник установлен на сканирующем устройстве с возможностью приема излучения полного изображения, сформированного системой формирования изображений путем сканирования гетеродинного приемника в плоскости резкого изображения этой системы.

25. Приемо-передатчик по п.24, отличающийся тем, что гетеродинный приемник выполнен в виде матрицы гетеродинных приемников, расположенных таким образом, что фазовые центры указанных антенных приемников каждого гетеродинного приемника совпадают с плоскости резкого изображения системы формирования изображений, а каждый гетеродинный приемник снабжен направленным ответвителем для передачи части мощности второго генератора на гетеродинный вход соответствующего первого смесителя, а указанный второй генератор является общим для всех гетеродинных приемников, каждый из которых выполнен с возможностью приема части его мощности через соответствующий направленный ответвитель.

26. Приемо-передатчик системы формирования миллиметровых и субмиллиметровых изображений для получения детальной информации о рассеянном объектом излучении в условиях низкого уровня мощности освещения объекта, содержащий приемник прямого усиления и детектирования миллиметрового и субмиллиметрового излучения, предназначенный для приема миллиметрового и субмиллиметрового излучения изображений указанной системы формирования изображений, источник составного миллиметрового и субмиллиметрового излучения, предназначенный для освещения объекта или диффузора, который рассеивает излучение источника в направлении объекта, при этом приемник прямого усиления и детектирования включает в себя приемную антенну, соединенную с усилителем высокой частоты, сигнал которого подается на квадратичный детектор, анализатор сигнала, вход которого соединен через фильтр с выходом указанного квадратичного детектора, средства отображения и обработки сигнала, связанные с выходом анализатора сигнала, источник составного излучения, состоящий из первого генератора излучения, соединенного с первым направленным ответвителем, делящего сигнал первого генератора по мощности на большую и меньшую части и второго генератора излучения, соединенного со вторым направленным ответвителем, делящего сигнал второго генератора по мощности на большую и меньшую части, выходной антенной системы, предназначенной для передачи указанных больших частей мощности сигналов первого и второго генераторов в свободное пространство преимущественно одинаковым образом, контролирующий блок, на входы которого с соответствующих выходов указанных направленных ответвителей подаются указанные сигналы меньшей мощности соответственно первого и второго генераторов, и который предназначен для контроля частоты излучения второго генератора излучения частотой первого генератора излучения, генератор опорного сигнала предназначенный для активирования контролирующего блока и генерации опорного сигнала для указанного анализатора сигнала.

27. Приемо-передатчик по п.26, отличающийся тем, что указанный анализатор сигнала представляет собой полосовой фильтр с центральной частотой пропускания, соответствующей частоте указанного генератора опорного сигнала, связанный со аналого-цифрового преобразователя, осуществляющего цифровые выборки сигнала и заполнения этими выборками памяти процессора, который осуществляет обработку этих выборок с целью получения спектрального состава этого сигнала.

28. Приемо-передатчик по п.27, отличающийся тем, что указанный анализатор состоит дополнительно из смесителя, сигнальный вход которого соединен с выходом указанного полосового фильтра, а на опорный вход указанного смесителя поступает сигнал генератора опорного сигнала, и выходной сигнал указанного смесителя через фильтр подается на вход аналого-цифрового преобразователя, осуществляющего цифровые выборки сигнала и заполнения этими выборками памяти процессора, при этом процессор осуществляет цифровую обработку этих выборок с целью получения спектрального состава этого сигнала.

29. Приемо-передатчик по п.26, отличающийся тем, что контролирующий блок представляет собой смеситель, входы которого предназначены для приема меньших частей сигналов указанных первого и второго генераторов, и соединены с соответствующими выходами указанных первого и второго направленных ответвителей, и который осуществляет выделение сигнала разностной частоты из указанных сигналов для подачи этого разностного сигнала через полосовой фильтр на один вход фазового детектора, другой вход которого предназначен для приема сигнала указанного генератора опорного сигнала, а сигнал ошибки фазового детектора, являющийся сигналом фазового рассогласования между сигналом разностной частоты сигналов указанных первого и второго генераторов и сигналом генератора опорной частоты, подается на управляющий электрод второго генератора для изменения частоты сигнала второго генератора и уменьшения указанного фазового рассогласования.

30. Приемо-передатчик по п.26, отличающийся тем, что приемник прямого усиления и детектирования установлен на сканирующем устройстве с возможностью приема излучения полного изображения, сформированного системой формирования изображений, путем сканирования гетеродинного приемника в плоскости резкого изображения этой системы.

31. Приемо-передатчик по п.26, отличающийся тем, что в области резкого изображения фокусирующего элемента расположена матрица указанных приемников прямого усиления и детектирования таким образом, что антенны указанных приемников расположены около плоскости резкого изображения фокусирующего элемента.

32. Приемо-передатчик по п.27, отличающийся тем, что используется набор указанных источников составного излучения, при этом частоты сигналов генераторов опорных сигналов соответствующих источников отличаются друг от друга, а к выходу квадратичного детектора приемника прямого усиления и детектирования параллельно подсоединяется несколько указанных анализаторов сигналов, число которых равно числу указанных источников составного излучения в указанном наборе, и центральная частота полосового фильтра соответствующего анализатора равна частоте сигнала опорного генератора соответствующего источника составного излучения.

33. Приемо-передатчик по п.27, отличающийся тем, что используется набор указанных источников составного излучения, при этом частоты сигналов генераторов опорных сигналов соответствующих источников отличаются друг от друга, а к выходу квадратичного детектора приемника прямого усиления и детектирования параллельно подсоединяется несколько указанных анализаторов сигналов, число которых равно числу указанных источников составного излучения в указанном наборе, и центральная частота полосового фильтра соответствующего анализатора равна частоте сигнала опорного генератора соответствующего источника составного излучения, при этом на опорный вход смесителя указанного анализатора сигнала подается сигнал опорного генератора указанного источника составного излучения.

34. Приемо-передатчик по п.28, отличающийся тем, что разные источники составного излучения из набора источников предназначены для освещения преимущественно пространственно-различные части диффузора или объекта.

35. Приемо-передатчик по п.28, отличающийся тем, что разные источники составного излучения из набора источников имеют существенно различные их средние частоты, вычисляемые как среднеарифметическое частот соответствующих парных генераторов.

36. Приемо-передатчик по п.26, отличающийся тем, что распространяющееся в свободном пространстве излучение указанной большей части сигнала первого генератора преимущественно линейно поляризовано в первом пространственном направлении, а распространяющееся в свободном пространстве излучение указанной большей части сигнала второго генератора преимущественно линейно поляризовано во втором пространственном направлении.

37. Приемо-передатчик по п.36, отличающийся тем, что первое пространственное направление совпадает со вторым пространственным направлением.

38. Приемо-передатчик по п.36, отличающийся тем, что первое пространственное направление ортогонально второму пространственному направлению.

39. Приемо-передатчик по п.36, отличающийся тем, что приемник снабжен поляризационными средствами, выделяющими из падающего на него излучения излучение, линейно-поляризованное в первом пространственном направлении.

40. Приемо-передатчик по п.36, отличающийся тем, что приемник снабжен поляризационными средствами, выделяющими из падающего на него излучения излучение, линейно-поляризованное во втором пространственном направлении.

41. Приемо-передатчик по п.26, отличающийся тем, что частоты первого и второго генераторов источника составного излучения одновременно увеличиваются или уменьшаются по частоте в достаточно широком диапазоне частот, а указанный контролирующий блок сохраняет указанное управление частоты и фазы второго генератора частотой и фазой первого генератора во всем указанном диапазоне частот.

42. Приемо-передатчик системы формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн для получения детальной информации о рассеянном объектом излучении в условиях низкого уровня мощности освещения объекта, содержащий приемник прямого усиления и детектирования миллиметрового и субмиллиметрового излучения, предназначенный для приема миллиметрового и субмиллиметрового излучения изображений указанной системы формирования изображений в плоскости резкого изображения ее фокусирующего элемента, источник миллиметрового и субмиллиметрового излучения, предназначенный для освещения объекта, приемник прямого усиления и детектирования включает в себя приемную антенну, соединенную с усилителем высокой частоты, сигнал которого подается на квадратичный детектор, высокочастотный или низкочастотный анализатор сигнала, вход которого соединен через фильтр с выходом указанного квадратичного детектора, средства отображения и обработки сигнала, связанные с выходом анализатора сигнала, источник излучения состоит из источника составного излучения и диффузора, освещаемого излучением указанного источника составного излучения и рассеивающий падающее на него излучения в сторону объекта, указанный диффузор состоит из пространственно распределенных точечных рассеивателей, осуществляющих отличительную модуляцию рассеиваемого ими излучения, источник составного излучения состоит из первого генератора излучения, соединенного с первым направленным ответвителем, делящего сигнал первого генератора по мощности на большую и меньшую части, и второго генератора излучения, соединенного со вторым направленным ответвителем, делящего сигнал второго генератора по мощности на большую и меньшую части выходной антенной системы, предназначенной для передачи указанных больших частей мощности сигналов первого и второго генераторов в свободное пространство преимущественно одинаковым образом, контролирующий блок, на входы которого с соответствующих выходов указанных направленных ответвителей подаются указанные сигналы меньшей мощности соответственно первого и второго генераторов, и который предназначен для контроля частоты излучения второго генератора излучения частотой первого генератора излучения, генератор опорного сигнала, предназначенный для активирования контролирующего блока и генерации опорного сигнала для указанного анализатора сигнала.

43. Приемо-передатчик по п.42, отличающийся тем, что указанный анализатор сигнала представляет собой полосовой фильтр с центральной частотой пропускания, соответствующей частоте указанного генератора опорного сигнала, связанный со входом аналого-цифрового преобразователя, осуществляющего цифровые выборки сигнала и заполнения этими выборками памяти процессора, который осуществляет обработку этих выборок с целью получения спектрального состава этого сигнала.

44. Приемо-передатчик по п.43, отличающийся тем, что указанный анализатор состоит дополнительно из смесителя, сигнальный вход которого соединен с выходом указанного полосового фильтра, а на опорный вход указанного смесителя поступает сигнал генератора опорного сигнала, и выходной сигнал указанного смесителя через фильтр подается на вход аналого-цифрового преобразователя, осуществляющего цифровые выборки сигнала и заполнения этими выборками памяти процессора, при этом процессор осуществляет цифровую обработку этих выборок с целью получения спектрального состава этого сигнала.

45. Приемо-передатчик по п.42, отличающийся тем, что контролирующий блок представляет собой смеситель, входы которого предназначены для приема меньших частей сигналов указанных первого и второго генераторов, и соединены с соответствующими выходами указанных первого и второго направленных ответвителей, и который осуществляет выделение сигнала разностной частоты из указанных сигналов для подачи этого разностного сигнала через полосовой фильтр на один вход фазового детектора, другой вход которого предназначен для приема сигнала указанного генератора опорного сигнала, а сигнал ошибки фазового детектора, являющийся сигналом фазового рассогласования между сигналом разностной частоты сигналов указанных первого и второго генераторов и сигналом генератора опорной частоты, подается на управляющий электрод второго генератора для изменения частоты сигнала второго генератора и уменьшения указанного фазового рассогласования.

46. Приемо-передатчик по п.42, отличающийся тем, что приемник прямого усиления и детектирования установлен на сканирующем устройстве с возможностью приема излучения полного изображения, сформированного системой формирования изображений, путем сканирования гетеродинного приемника в плоскости резкого изображения этой системы.

47. Приемо-передатчик по п.42, отличающийся тем, что в области резкого изображения фокусирующего элемента расположена матрица указанных приемников прямого усиления и детектирования таким образом, что антенны указанных приемников расположены в зоне плоскости резкого изображения фокусирующего элемента.

48. Приемо-передатчик по п.43, отличающийся тем, что используется набор указанных источников составного излучения, при этом частоты сигналов генераторов опорных сигналов соответствующих источников отличаются друг от друга, а к выходу квадратичного детектора приемника прямого усиления и детектирования параллельно подсоединяется несколько указанных анализаторов сигналов, число которых равно числу указанных источников составного излучения в указанном наборе, и центральная частота полосового фильтра соответствующего анализатора равна частоте сигнала опорного генератора соответствующего источника составного излучения.

49. Приемо-передатчик по п.43, отличающийся тем, что используется набор указанных источников составного излучения, при этом частоты сигналов генераторов опорных сигналов соответствующих источников отличаются друг от друга, а к выходу квадратичного детектора приемника прямого усиления и детектирования параллельно подсоединяется несколько указанных анализаторов сигналов, число которых равно числу указанных источников составного излучения в указанном наборе, и центральная частота полосового фильтра соответствующего анализатора равна частоте сигнала опорного генератора соответствующего источника составного излучения, при этом на опорный вход смесителя указанного анализатора сигнала подается сигнал опорного генератора указанного источника составного излучения.

50. Приемопередатчик по п.48, отличающийся тем, что разные источники составного излучения из набора источников освещают преимущественно пространственно-различные части диффузора или объекта.

51. Приемо-передатчик по п.48, отличающийся тем, что разные источники составного излучения из набора источников имеют существенно различные их средние частоты, вычисляемые как среднеарифметическое частот соответствующих парных генераторов.

52. Приемо-передатчик по п.42, отличающийся тем, что распространяющееся в свободном пространстве излучение указанной большей части сигнала первого генератора преимущественно линейно поляризовано в первом пространственном направлении, а распространяющееся в свободном пространстве излучение указанной большей части сигнала второго генератора преимущественно линейно поляризовано во втором пространственном направлении.

53. Приемо-передатчик по п.52, отличающийся тем, что первое пространственное направление совпадает со вторым пространственным направлением.

54. Приемо-передатчик по п.52, отличающийся тем, что первое пространственное направление ортогонально второму пространственному направлению.

55. Приемо-передатчик по п.52, отличающийся тем, что приемник снабжен поляризационными средствами, выделяющими из падающего на него излучения излучение, линейно-поляризованное в первом пространственном направлении.

56. Приемо-передатчик по п.52, отличающийся тем, что приемник снабжен поляризационными средствами, выделяющими из падающего на него излучения излучение, линейно-поляризованное во втором пространственном направлении.

57. Приемо-передатчик по п.42, отличающийся тем, что частоты первого и второго генераторов источника составного излучения одновременно увеличиваются или уменьшаются по частоте в достаточно широком диапазоне частот, а указанный контролирующий блок сохраняет указанное управление частоты и фазы второго генератора частотой и фазой первого генератора во всем указанном диапазоне частот.

58. Приемо-передатчик по п.42, отличающийся тем, что указанная отличительная модуляция излучения рассеиваемого точечными рассеивателями диффузора является фазовой модуляцией.

59. Приемо-передатчик по п.42, отличающийся тем, что указанная отличительная модуляция излучения, рассеиваемая точечными рассеивателями диффузора, является амплитудной модуляцией.

60. Диффузорный осветитель для систем формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн, предназначенный для освещения зоны досмотра кодированным пространственно-некогерентным излучением, подаваемым по крайней мере одним источником излучения в миллиметровом или субмиллиметровом диапазоне волн, выполненным в виде конечного числе одинаковых наборов отдельных независимых элементов излучения, все или часть физических параметров излучения каждого из указанных элементов излучения внутри каждого набора выполнены отличными от физических параметров излучения других элементов излучения, содержащий диффузор, расположенный на расстоянии от источника излучения и предназначенный для освещения его излучением указанного источника излучения и последующего рассеяния этого излучения в направлении зоны досмотра, диффузор выполнен с возможностью реализации функции уменьшения пространственной когерентности рассеиваемого им излучения, каждый отдельный независимый элемент излучения источника излучения из любого указанного набора выполнен с возможностью кодирования его излучения, включая и модуляцию его излучения, отличным от кодирования излучения других отдельных независимых элементов излучения из одного и того же набора или любого другого набора, при этом независимые источники из одного указанного набора освещают преимущественно одну и ту же пространственную часть указанного диффузора, а независимые источники из различных наборов освещают преимущественно пространственно различные части указанного диффузора.

61. Диффузорный осветитель по п.60, отличающийся тем, что диффузор выполнен в виде пространственно-распределенного набора точечных рассеивающих элементов, рассеивающих падающее излучение отличительным друг от друга образом из-за отличительной модуляции их рассеивающих свойств и расположенных вдоль произвольной формы подстилающей поверхности.

62. Диффузорный осветитель по п.61, отличающийся тем, что указанная подстилающая поверхность выполнена заданной формы, а освещающие диффузор наборы независимых элементов излучения расположены относительно диффузора с возможностью обеспечения наибольшего диапазона углов падения рассеянного диффузором излучения в зону досмотра.

63. Диффузорный осветитель по п.61, отличающийся тем, что рассеивающий элемент выполнен в виде зеркально-отражающего элемента, смонтированного на кусочно-плоской подложке, причем различные зеркально-отражающие элементы выполнены с возможностью перемещения относительно соответствующей подложки отличительным друг от друга образом и на расстоянии, не превышающем половину длины волны подсвечивающего излучения.

64. Диффузорный осветитель по п.63, отличающийся тем, что для осуществления перемещения элементов последние присоединены к подвижным магнитным сердечникам индуктивных токовых катушек, или к пьезоэлементам, питаемым случайными или регулярными изменяемыми во времени отличительным образом электрическими токами.

65. Диффузорный осветитель по п.61, отличающийся тем, что рассеивающий элемент выполнен в виде жидкокристаллической ячейки, причем оптические свойства различных независимых жидкокристаллических ячеек такого диффузора выполнены изменяемыми случайным или регулярным отличительным образом для различных ячеек.

66. Диффузорный осветитель по п.60, отличающийся тем, что диффузор выполнен в виде вращающегося отражателя со случайной поверхностью отражения.

67. Диффузорный осветитель по п.60, отличающийся тем, что диффузор выполнен в виде набора относительно небольших отражателей со случайной поверхностью отражения, каждый из которых вращается относительно собственной оси вращения и каждый из которых освещается собственным указанным набором независимых элементов излучения и которые расположены вместе с указанными наборами в пространстве таким образом, чтобы обеспечить наибольший диапазон углов падения рассеянного диффузором излучения в зону досмотра.

68. Диффузорный осветитель по п.60, отличающийся тем, что диффузор выполнен в виде фазовой антенной решетки, фазовращатель каждого элемента которого выполнен с функцией отличительного во времени изменения фазы проходящего или отраженного излучения.

69. Диффузорный осветитель по п.61, отличающийся тем, что указанные независимые элементы выполнены с возможностью генерирования излучения линейно-поляризованным в первом пространственном направлении, а указанный рассеивающий элемент выполнен в виде независимого квазиоптического переключателя излучения, представляющего собой набор пространственно-распределенных независимых проводящих элементов, расположенных на плоской подложке, причем соседние проводящие элементы соединены нелинейными элементами преимущественно в первом пространственном направлении, причем модулирование импеданса нелинейного элемента приводит к модулированию амплитуды или фазы падающего нормально на такой переключатель волнового фронта в зависимости от резистивного или емкостного характера импеданса указанного нелинейного элемента.

70. Диффузорный осветитель по п.61, в котором рассеивающий элемент выполнен в виде импедансно-нагруженной антенны.

71. Диффузорный осветитель по п.70, отличающийся тем, что каждая импедансно-нагруженная антенна представляет собой по меньшей мере две проводящих антенных части, соединенных между собой нелинейным элементом для обеспечения импедансной нагрузки и оснащенных каждая соответствующими контактами для подачи на упомянутую импедансную нагрузку напряжения смещения и/или модуляционного сигнала для управления величиной импеданса этой нагрузки.

72. Диффузорный осветитель по п.71, отличающийся тем, что в качестве нелинейного элемента импедансной нагрузки выбран фотопроводящий элемент, а модуляционным сигналом является оптический сигнал.

73. Диффузорный осветитель по п.71, отличающийся тем, что в качестве нелинейного элемента импедансной нагрузки выбран нелинейный полупроводниковый прибор из группы, включающей в себя по меньшей мере диод с барьером Шоттки, или pin-диод, или транзистор, или болометр.

74. Диффузорный осветитель по п.71, отличающийся тем, что в качестве нелинейного элемента импедансной нагрузки выбран микромеханический переключатель.

75. Диффузорный осветитель по п.60, отличающийся тем, что в котором каждый указанный набор состоит из одного независимого элемента излучения.

76. Диффузорный осветитель для систем формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн, предназначенный для освещения зоны досмотра кодированным пространственно-некогерентным излучением, содержащий по крайней мере один источник излучения в миллиметровом или субмиллиметровом диапазоне волн, и диффузор, расположенный на расстоянии от источника излучения и предназначенный для освещения его излучением указанного источника излучения и последующего рассеяния этого излучения в направлении зоны досмотра, диффузор выполнен в виде набора пространственно-распределенных точечных рассеивателей излучения, выполненных осуществляющими амплитудное модулирование рассеиваемое ими излучения отличительным друг от друга образом.

77. Диффузорный осветитель по п.76, отличающийся тем, что рассеивающий элемент диффузора выполнен в виде независимого квазиоптического переключателя, выполненного в виде пространственно-распределенного набора проводящих элементов, соседние проводящие элементы внутри указанного набора соединены между собой преимущественно в определенном первом пространственном направлении посредством соединяющих элементов, каждый из которых имеет первое состояние, являющееся высокопроводящим, и второе состояние, являющееся низкопроводящим, проводящие элементы каждой из пространственно-распределенного набора, как отклик на падающее на данный набор излучение, будучи преимущественно поляризованном в первом пространственном направлении, имеют характеристический импеданс которых делается незначительным в комбинации с импедансом соединяющих элементов, находящимися преимущественно в первом состоянии так, что падающее на данный пространственно-распределенный набор излучение, будучи преимущественно поляризованном в первом пространственном направлении, оказывается преимущественно отраженным указанным пространственно-распределенным набором, проводящие элементы каждой из указанного набора, соединенные посредством соединительных элементов, находящихся преимущественно во втором состоянии, имеют характеристический импеданс как отклик на указанное падающее излучение в комбинации со вторым проводящим состоянием указанных соединительных элементов высоким, и такой квазиоптический переключатель оказывается прозрачным для падающего на него излучения.

78. Диффузорный осветитель по п.77, отличающийся тем, что в качестве нелинейного элемента импедансной нагрузки выбран фотопроводящий элемент, а модуляционным сигналом является оптический сигнал.

79. Диффузорный осветитель по п.77, отличающийся тем, что в качестве нелинейного элемента импедансной нагрузки выбран нелинейный полупроводниковый прибор из группы, включающей в себя по меньшей мере диод с барьером Шоттки, или pin-диод, или транзистор, или болометр.

80. Диффузорный осветитель по п.77, отличающийся тем, что в качестве нелинейного элемента импедансной нагрузки выбран микромеханический переключатель.

81. Диффузорный осветитель по п.77, отличающийся тем, что независимая пространственная структура выполнена в виде двух проводящих частей антенны миллиметрового и/или субмиллиметрового диапазона.

82. Диффузорный осветитель по п.77, отличающийся тем, что источник излучения выполнен содержащим дополнительно поляризационные средства, пропускающими излучение в сторону диффузора только линейно-поляризованное в первом пространственном направлении.

83. Диффузорный осветитель по п.76, отличающийся тем, что в выполненном в виде набора отдельных независимых элементов излучения, все или часть физических параметров излучения каждого из которых выполнены отличными от физических параметров излучения других элементов излучения, каждый отдельный независимый элемент излучения источника излучения выполнен с возможностью кодирования собственного излучения, включая и его модуляцию, отличным от кодирования излучения других отдельных независимых элементов излучения.

84. Диффузорный осветитель по п.76, отличающийся тем, что характерные угловые размеры указанных точечных рассеивателей диффузора, наблюдаемые из указанной зоны досмотра, выполнены меньше угловых размеров самого диффузора, наблюдаемого из той же пространственной точки зоны досмотра.

85. Диффузорный осветитель по п.76, отличающийся тем, что указанные точечные рассеиватели преимущественно пространственно-непрерывно и преимущественно прстранственно-регулярно распределены.

86. Способ формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн, заключающийся в формировании излучения в миллиметровом или субмиллиметровом диапазоне волн, состоящего из отдельных парциальных отличающихся друг от друга по физическим параметрам излучений, направлении сформированных излучений в сторону объекта наблюдения, приеме через фокусирующий элемент рассеянного от объекта наблюдения излучения, преобразовании принятого излучения в электрические сигналы и формировании по данным электрическим сигналам визуально воспринимаемого изображения объекта наблюдения, отличающийся тем, что каждое отдельное парциальное излучение дополнительно кодируют путем его модуляции, отличной по параметрам от модуляции других парциальных излучений, направляют парциальные излучения на диффузор для уменьшения их пространственной когерентности и/или рассеяния их различными пространственными частями диффузора для создания дополнительных парциальных излучений с дополнительным модулированием, соответствующим углу падения на объект наблюдения, после отражения излучения от объекта наблюдения осуществляют фокусирование этого излучения и передачу его на приемное устройство, которое осуществляет прием этого излучения независимо из каждой части наблюдаемого пространства в зоне нахождения объекта наблюдения и перевод набора излучений в соответствующий матричный набор электрических сигналов, осуществляет декодирование парциальных электрических сигналов, соответствующих указанным парциальным излучениям, из каждого из указанных электрических сигналов указанного матричного набора формируют парциальные изображения из матричных наборов различных парциальных электрических сигналов, а затем осуществляют объединение парциальных изображений или их фрагментов для формирования визуально воспринимаемого результатного изображения объекта.

87. Способ формирования изображений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн, заключающийся в формировании излучения в миллиметровом или субмиллиметровом диапазоне волн, состоящего из отдельных парциальных отличающихся друг от друга по физическим параметрам излучений, направлении сформированных излучений в сторону объекта наблюдения, приеме через фокусирующий элемент рассеянного из зоны нахождения объекта наблюдения излучения, преобразовании принятого излучения в электрические сигналы и формировании по данным электрическим сигналам визуально воспринимаемого изображения объекта наблюдения, отличающийся тем, что каждое отдельное парциальное излучение дополнительно кодируют путем его модуляции, отличной по параметрам от модуляции других парциальных излучений, направляют парциальные излучения на объект наблюдения, после отражения излучения от объекта наблюдения осуществляют фокусирование этого излучения на приемном устройстве, в котором осуществляют прием этого излучения независимо из каждой части наблюдаемого пространства и перевод набора излучений, падающих из каждой комплементарной части наблюдаемого пространства в соответствующий матричный набор электрических сигналов, осуществляют декодирование парциальных электрических сигналов, соответствующих указанным парциальным излучениям, из каждого указанного электрического сигнала указанного матричного набора формируют парциальные изображения из матричных наборов парциальных электрических сигналов, а затем осуществляют объединение парциальных изображений или их фрагментов для формирования визуально воспринимаемого результатного изображения объекта наблюдения.

Описание изобретения к патенту

Текст описания приведен в факсимильном виде.