Оптоэлектронные процессоры радиосигналов с использованием сканирующих ПЗС-фотоприемников

• Автор: Лавров, Александр Петрович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 378 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОПТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССОРЫ РАДИОСИГНАЛОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЗС-ФОТОПРИЕМНИКОВ
1 Л. Введение
1.2. Структура оптоэлектронной системы обработки сигналов
1.3. Оптические процессоры с традиционным использованием ПЗС-фотоприемников
1.4. Оптические процессоры с применением сканирующих ПЗС-фотоприемников
Выводы по главе
ГЛАВА 2. ПЗС-ФОТОПРИЕМНИКИ ТРАДИЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ И ИХ ВОЗМОЖНОСТИ ПО ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ СИГНАЛОВ
2.1. Введение
2.2. Организация традиционных ПЗС-фотоприемников
2.3. Возможности по дополнительной обработке сигналов в ФПЗС
2.3.1. Дополнительная обработка в выходном узле ФПЗС
2.3.2. Формирование виртуальных элементов в матричных ФПЗС
2.3.3. Использование антиблюминговой защиты для дополнительной обработки сигналов
2.3.4. Повышение временного разрешения ФПЗС
2.3.5. Возможности использования узла электрического ввода
для обработки оптических сигналов в ФПЗС
Выводы по главе
ГЛАВА 3. СКАНИРУЮЩИЕ ПЗС-ФОТОПРИЕМНИКИ И ИХ ОСОБЕННОСТИ
3.1. Введение
3.2. Принцип действия
3.3. Структура сканирующих ПЗС-фотоприемников
3.3.1. Матричные сканирующие ПЗС-фотоприемники

3.3.2. Линейные сканирующие ПЗС-фотоприемники
3.3.3. Реализация режима сканирования в традиционных ФПЗС
при специальном управлении
3.4. Особенности характеристик сканирующих ФПЗС. Апертурные
и частотно-контрастные характеристики
3.5. Расчет выходного сигнала сканирующих ФПЗС с учетом апертурных и частотно-контрастных характеристик
Выводы по главе
ГЛАВА 4. АКУСТООПТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССОРЫ ЛЧМ РАДИОСИГНАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СКАНИРУЮЩИХ ПЗС-ФОТОПРИЕМНИКОВ
4.1. Введение
4.2. Акустооптический процессор ЛЧМ радиосигналов
со сканирующим ФПЗС
4.3. Обработка ЛЧМ сигналов с отклонением параметров от номинальных. Электронная перестройка процессора
4.4. Влияние нелинейности частотной модуляции в обрабатываемом сигнале
на выходной сигнал АО процессора со сканирующим ФПЗС
4.5. Экспериментальные исследования макетов акустооптических процессоров ЛЧМ сигналов со сканирующими ФПЗС
4.6. Анализ частотно-временной структуры частотно модулированных радиосигналов методом томографических проекций
4.7. Использование сканирующего ПЗС-фотоприемника для сжатия оптических сигналов с линейной модуляцией по длине волны
Выводы по главе
ГЛАВА 5. АКУСТООПТИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАТОР ДИСПЕРСИИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ПУЛЬСАРОВ
5.1. Введение
5.2. Особенности радиоизлучения пульсаров и методы компенсации влияния дисперсии межзвездной среды
5.3. Акустооптический компенсатор дисперсии

5.4. Ограничение полосы частот акустооптического компенсатора дисперсии нелинейностью дисперсионной характеристики межзвездной среды
5.5. Экспериментальное исследование макета акустооптического компенсатора дисперсии
Выводы по главе
ГЛАВА 6. АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССОР СО СКАНИРУЮЩИМ ФПЗС ДЛЯ РАДИОСИГНАЛОВ С ДИСКРЕТНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (ДЧМ)
6.1. Введение
6.2. ДЧМ сигнал и его характеристики. Требования к устройствам обработки
6.3. Структурная схема и принцип работы акустооптического процессора ДЧМ сигналов
6.4. Преобразование сигналов в аку стооптическом процессоре ДЧМ сигналов. Форма выходного сигнала
6.5. Экспериментальное исследование макета акустооптического процессора ДЧМ сигналов
6.6. Обработка ДЧМ сигналов при внешней синхронизации процессора
Выводы по главе
ГЛАВА 7. ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРОЦЕССОРЫ С ОПОРНЫМ ТРАНСПАРАНТОМ НА ОСНОВЕ МАТРИЧНОГО СКАНИРУЮЩЕГО ФПЗС
7.1. Введение
7.2. Структура процессора и анализ его работы
7.3. Обработка биполярных и комплексных сигналов
7.4. Оптоэлектронный процессор как вектор-матричный перемножитель
7.5. Экспериментальные исследования макетов оптоэлектронных процессоров с опорными транспарантами
7.5.1. Оптоэлектронный процессор для многоканального
спектрального анализа сигналов

ходной узел) зарядовых пакетов, т.е. узлы, осуществляющие преобразования напряжение —> заряд и заряд —> напряжение. Подробно структура стандартных ПЗС-фотоприемников и их возможности по обработке регистрируемых сигналов на самом кристалле рассматривается нами в главе 2.
В главе 2 показано, что в ФПЗС дополнительная обработка сигналов возможна в его выходном узле. При этом на выходе ФПЗС помимо сигнала, соответствующего пространственному распределению накопленных зарядов по элементам, можно получить сигналы, пропорциональные интегралу или производной от этого пространственного распределения. Обработка сигналов в выходных узлах позволяет изменять апертурные характеристики элементов ФПЗС, изменять их пространственное разрешение.
Использование узла электрического ввода для суммирования в ФПЗС "оптической" и "электрической" информации, позволяет, например, осуществить компенсацию неоднородности оптического фона, на котором наблюдается полезный сигнал, т.е. фактически уменьшить "геометрический" шум и тем самым улучшить параметры оптических процессоров.
Дополнительная обработка сигналов возможна также в специальных нестандартных режимах работы ФПЗС. К таким режимам относится режим накопления сигнала при сдвиге элементов по поверхности ФПЗС - режим сканирования. Подробно особенности работы ФПЗС в режиме сканирования рассмотрены в главе 3.
Отмеченные выше возможности по обработке сигналов могут быть реализованы при использовании уже существующих ФПЗС, помимо этого возможна, конечно, разработка специальных заказных "интеллектуальных" ФПЗС с дополнительной обработкой сигналов, поскольку используемая в производстве ФПЗС МОП-технология является традиционной [103,160].
Использование дополнительной обработки регистрируемых оптических распределений в самих ФПЗС значительно расширяет возможности оптических процессоров. Использование такой дополнительной обработки уже привело к