Устройство для моделирования преобразованиягильберта
ОПИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
34!047
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 06 1.1971 (№ 1610591!18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 05.V1.1972. Бюллетень № 18
Дата опубликования описания 27.VI.1972
М. Кл. G 06д 7/48
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 681..333(088 8) Авторы изобретения
В. В. Садовский и А. М. Бурковский
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
ГИЛ ЬБЕРТА
Изобретение относится к вычислительной темнике, а именно к выполнению преобразования Гильберта от заданной функции.
Известно, что физический сигнал преобразования Гильберта, представленного в частотной области, заключается в фазовом сдвиге всех спектральных составляющих функций на 90 .
Так как на практике не удается вьтполнигь идеальное широкополосное устройство,,производящее, поворот фазы всех спектральных составляющих сигналов на 90, известные устройства, основанные на этом свойстве преобразования Гильберта, из-за невысокой точности не |получили распространения; в некоторых случаях их заменяют схемой с линией задержки.
В предлагаемом устройстве, с целью повышения точности преобразова пия, увеличения широкополосности, а также упрощения конструкции, в когерентном оптическом фильтре в плоскости пространственных частот устанавливают четвертьволновую фазовую пластину, сдвигающую фазы всех спектральных составляющих сигнала на 90 . В когерентном оптическом фильтре в плоскости пространственных частот устанавливают фазосдв игающее устроиство, производящее одновременный поворот фаз всех спектральных составляющих в широком диапазоне частот, причем это устройство выполнено в виде четвертьволновой фазовой пластины.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
На схеме лриняты следующие обозначения: пучок 1 когерентного монохроматического све5 та; транспарант 2 со входным си гналом f(x); первая интегрирующая линза 8; плоскость 4 простраотственных частот; вторая интегрирующая линза 5; плоскость б формироваиия преобразования Гильберта сигнала f(x).
10 Пучок 1 когерентного монохроматнческого света последовательно проходит транспарант с входным сигналом 2, первую, интегрирующую линзу 8, четвертьволновую фазовую пластину
4, вторую интегрирующую линзу 5 и образуег
15 некоторое распределение в плоскости б. Транс.парант 2, интегрирующие линзы 8 и 5, фазовая пластина 4,и плоскость б формирования преобразования Г ильберта расположены в пространстве на оптической оси устройства от20 носительно друг друга,на строго определенных расстояниях.
Устройство работает следующим образом.
На транспаранте тем или иным известным способом образована пространственная,мо25 дель си гнала f(x), от которого необходимо полу чить преобр.азование Гилыберта. Транспара нт, установленный в передней фокальной плоскости интегрирующей линзы 8, освещается пучком 1 когерентного монохроматического
ЗО света, нормально, падающего на него. В результате в задней фокальной плоскости лин,341047 и
/ (х) 1(/(х)) f (х>
Составитель Е. Тимохина
Редактор А. Батыгии Техред Т, Ускова Корректор А. Васильева
Заказ 1927!17 Изд. № 797 Тираж 448 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открьггий при Совете Министров СССР
Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4)5
Типография, пр. Сапунова, 2 зы 8 формируется распределение света, соответствующее спектру пространственных частот (преобразование Фурье) функции f(x).
В задней фокальной,плоскости л инзы 8 установлена прозрачная четвертьволновая фазовая пластина, производящая поворот фазы всех спектральных составляющих на 90 сигнала.
На расстоянии, равном .переднему фокусу от фазовой пластины 4, установлена вторая интегрирующая линза 5, производящая обратное преобразование фурье-сигнала f(x), у,которого фазы .всех спектральных составляющих получили сдвиг 90 . Поэтому в выходной фокальной плоскости 6 л и нзы 5 образуется раопределение света, соответсгвующее преобразованию
Гильберта функции f(x). Это распределение может быть зафиксировано одним из известных способов.
Таким образом,предлатаемое устройство выполняет преобразование Гильберта функции
f(x).
В случае, если функция f(x) одномерная, в качестве и нтегрирующих линз 8 и 5 должны быть использованы цилиндрическпе линзы, производящие преобразование Фурье только по одной координате.
В случае, если функция ((х)-двумерная, в качестве интегрирующих линз необходимо использовать сферические линзы, которые выполняют .преобразование Фурье по двум переменным. В этом случае в плоскости б будет получено двумерное преобразование Гильберта.
Предлагаемое устройство, просто по конструкции, так как отпадает необходимость в сложных электронных устройствах-фазовращателях, линиях задержки и большом количестве вспомогательных элементов. Устройство обеспсчивает возможность работы в реальном масштабе времени (благодаря .в воду сигнала в реальном времени), широкополосность, обусловлен ную возможностью создания оптических фильтров, у которых произведение времени на ширину полосы может достигать больших значений, и высокую точность, которая достигается тем, что lIIQBopoT спектральных составляющих на 90 .производится фазовой нластиной с большой точностью независимо от частоты составляющей. го Пр едм ет изобретения
Устройство для,моделирования преобр азо вания Гильберта, содержа щee источник когерентного света, транспарант входного сигнала, интегрируюц;ие линзы и регистрирующий блок, установленные на одной о птической оси, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделиро|вания, оно содержит фазовую пластину, установленную между первой и второй интегрирующими ли нзами и рас поло®О жсн в плоскости заднего фолк уса первой и переднего фокуса второй интегрирующей линзы.
