Квазиоптические электронные сканеры электромагнитного излучения миллиметрового диапазона длин волн тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат наук Павлов, Роман Александрович

  • Павлов, Роман Александрович
  • кандидат науккандидат наук
  • 2013, Москва
  • Специальность ВАК РФ01.04.01
  • Количество страниц 115
Павлов, Роман Александрович. Квазиоптические электронные сканеры электромагнитного излучения миллиметрового диапазона длин волн: дис. кандидат наук: 01.04.01 - Приборы и методы экспериментальной физики. Москва. 2013. 115 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Павлов, Роман Александрович

Содержание

Введение

Глава 1. Принципы работы квазиоптических сканеров

1.1 Структурная схема систем радиометрии

1.2 Обзор существующих систем радиометрии

1.3 Основные параметры систем радиометрии

1.4 Радиояркостная температура

1.5 Радиотепловой контраст

1.6 Принцип построения радиоизображения

1.7 Построение непрямоугольных растров

1.8 Проблемы аналоговой обработки сигналов

1.9 Сверхразрешение

Глава 2. Квазиоптический сканер ближней радиометрии

2.1 Понятие радиометрии ближнего поля

2.2 Решение поставленной задачи

2.3 Выбор радиооптической схемы

2.4 Структурная схема

2.5 Радиооптическая антенная система

2.6 Компоновка системы радиовидения

2.7 Методика калибровки матрицы приемных сенсоров

2.8 Методика построения радиотепловых изображений

Глава 3. Радиоизображения реальных предметов

3.1 Полученные результаты

Глава 4. Определение основных параметров аппаратной функции

4.1 Измерение коэффициента усиления антенны

4.2 Численное моделирование аппаратной функции

4.3 Экспериментальное построение аппаратной функции

4.4. Соответствие теории, численного моделирования и эксперимента

Глава 5. Квазиоптический сканер дальней радиометрии

5.1 Понятие дальней радиометрии

5.2 Выбор радиооптической схемы

5.3 Структурная схема

5.4 Методика калибровки приемных сенсоров

5.5 Методика построения радиотепловых изображений

5

5.6 Компоновка системы радиовидения

5.7 Полученные результаты

5.8 Поиск источников излучения

5.9 Проведение радиотехнического и экологического мониторинга

5.10 Всепогодное видение

Заключение

Список использованных источников

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Приборы и методы экспериментальной физики», 01.04.01 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Квазиоптические электронные сканеры электромагнитного излучения миллиметрового диапазона длин волн»

Введение

В настоящее время системы радиометрии находят широкое применение во многих областях науки и техники - это сканирование открытой местности, поиск предметов закрытых оптическим камуфляжем, сканирование пассажиропотока в аэропортах, авто и железнодорожных вокзалах, метрополитене для обнаружения опасных предметов под одеждой.

Радиометрические системы или системы радиовидения - устройства, служащие для получения визуализированного изображения объектов с помощью радиоволн, для изучения внутреннего строения объектов, непрозрачных в оптическом диапазоне волн и наблюдения объектов, находящихся в оптически непрозрачной среде. В радиовидении обычно используют радиоволны миллиметрового и сантиметрового диапазонов, что позволяет различать на оптическом изображении достаточно мелкие детали структуры объекта. Основная задача радиометрии (радиовидения) — сбор информации об объекте и отображение её в видимом изображении [1].

Конечно, системы радиометрии, в результате своей работы, должны получать наиболее информативное изображение. В общем случае под информативным изображением мы понимаем изображение с максимально возможным пространственным и температурным разрешением. Увеличение разрешение достигается двумя путями - улучшением аппаратной части и применением методов математической обработки.

Возросшая потребность в радиометрических системах объясняется в том числе, появившимися возможностями создания компактных радиометрических приемников - радиометров, что обусловлено прогрессом в области полупроводниковых приборов миллиметрового диапазона [2]. Именно миллиметровая радиометрия интересна тем, что позволяет получать изображения предметов с разрешением практически близким к оптическому, и в то же время позволяет синтезировать изображения предметов за значительным слоем камуфляжа. Развитие технических средств маскировки в

диапазонах работы тепловизоров и металлодекторов так же способствует развитию систем радиовидения.

Из практического применения радиметрии можно выделить: обеспечение безопасности при воздушном движении [5, 6, 7], обнаружение потенциально опасных предметов под одеждой человека [12, 13, 14, 15], медицинское применение [16, 17], навигация в условиях недостаточной видимости, астрономия [18, 19], а так же экологический и радиомониторинг [8, 9].

Однако широкое распространение подобных систем невозможно без достижения ими параметров, сопоставимых с параметрами систем инфракрасного, оптического и рентгеновского диапазонов. Это необходимо для интуитивного визуального восприятия радиотепловых изображений предметов путем визуализации их формы и местоположения. Основными характеристиками систем радиовидения являются пространственное разрешение, быстродействие и чувствительность. Однако именно быстродействие является наиболее труднодостижимой характеристикой, так как оно непосредственно связано с принципом радиометрии. Физической величиной, характеризующей быстродействие является радиометрический выигрыш [3,4], который пропорционален корню квадратному изпостоянной времени интегрирования, то есть времени накопления сигнала. Для увеличения чувствительности в два раза, при прочих равных условиях, необходимо в 4 раза увеличивать время интегрирования. Типичное время интегрирования на сегодняшний момент - 0,1 с. Для получения 10 пикселей изображения необходимо время порядка 1 с, без учета времени механического позиционирования антенной системы. При этом для получения изображения 200x300 точек необходимо около двух часов. Что является абсолютно неприемлемым при сканировании не стационарных объектов. Варианты преодоления этого недостатка подробно рассмотрены в [22,23]. При сканировании же движущихся объектов и работе в режиме

реального времени необходимо быстродействие минимум порядка 2 - 4-х кадров в секунду.

При фиксированной чувствительности приёмника существуют другие способы увеличения скорости получения изображений. Возможно увеличение ширины входной полосы частот радиометра или применение охлаждения его входных каскадов для уменьшения уровня собственных шумов. Оправдывает себя использование многоканальных систем [42], когда различные радиометрические приемники одновременно сканируют различные области объекта. При использовании п радиометрических каналов время получения изображения уменьшается в п раз. В тоже время возникают трудности согласования каналов в многоканальных системах [36, 37].

Другой принципиальной проблемой радиорметрии является пространственное разрешение, которое характеризует минимальные размеры обнаруживаемого предмета. Пространственное разрешение непосредственно связано с угловым разрешением через расстояние до объекта сканирования. Угловое разрешение (Лф) ограничеваетсяРелеевским пределом [23]:

Аф ~ АЛ),

где X - длинна воны, О - апертура антенной системы. Повысить разрешение системы можно, изменяя X и Однако эти изменения, как правило, дорогостоящи, технически труднореализуемы и не могут превосходить разумных пределов.

Еще одним способом повышения разрешения является применение математической обработки к полученным данным. Цель такой обработки — компенсация искажений изображения, вызванных конечным угловым разрешением системы. Это реализуется путем математического решения обратной задачи восстановления исходного изображения после сканирования его антенной системой с определенной диаграммой направленности. Разрешение, получаемое после такой обработки, будем называть сверхразрешением. А алгоритмы и методы его получения - алгоритмами

сверхразрешения [25, 26]. Для максимально эффективного использования алгоритмов сверхразрешения необходимо знать, какие именно изменения вносит диаграмма направленности. В общем случае - система должна формировать радиоизображение точечного источника. При вычитании из полученного радиоизображения изображения точечного источника полученный результат и будет искомой диаграммой направленности [27, 28].

Безусловно, диаграмма направленности любой антенной системы вносит сильные искажения в получаемые радиоизображения. Именно по этому, знание ее параметров и формы исключительно важно для решения обратной задачи и применения в алгоритмах сверхразрешения [34, 35].

Диаграмму направленности антенной системы будем называть аппаратной функцией (ДФ) системы радиометрии. Таким образом, для создания и применения алгоритмов сверхразрешения необходимо знать аппаратную функцию конкретной системы с высокой точностью.

Системы радиометрии, в зависимости от решаемых задач, могут производить измерения на расстояниях от единиц метров до сотен метров и даже километров. При столь различных расстояниях сканируемые предметы могут оказаться в так называемых ближней или дальней зонах. По дальности действия системы радиометрии можно разделить на системы ближнего и дальнего действия. Как правило, наблюдение за местностью, построение радиоизображений зданий и поиск источников излучения производится системами дальнего действия. Обнаружение предметов под одеждой человека, определение их формы и пространственной ориентации производится системами ближнего действия.

Системы радиометрии могут производить построение радиотепловых изображений используя собственное излучение предметов, а могут создавать искусственную подсветку. Применение подсветки значительно увеличивает отношение сигнал/шум, что позволяет получать большее разрешение, однако это лишает систему скрытности и делает ее небезопасной при сканировании.

Системы, работающие в таком режиме будем называть активными.

10

Использование пассивного режима, без внешнего излучения, позволяет сделать систему не обнаруживаемой и абсолютно безопасной для сканируемых лиц и оператора [48].

В настоящей работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать систему ближней радиометрии с современными параметрами по быстродействию, пространственному и температурному разрешению для поиска предметов под одеждой человека. Разработать методику построения радиотепловых изображений в разрабатываемой системе. Разработать методики наиболее точного определения АФ систем радиометрии.Получитьрадиоизображения реальных предметов под одеждой человека выполненных из металла, керамики и пластика.

2. Разработать экспериментальный макет радиометрического сканера для проведения технического и экологичекогорадиомониторинга местности.Разработать методику поиска источников излучения и получения их радиоизображений. Получить радиоизображения источников излучения.

В процессе решения задач были созданы 2 действующие системы радиометрии, стенд по измерению АФ, кабина низкотемпературного подсвета и другие вспомогательные системы и механизмы. Разработаны методика юстировки ближней многоканальной системы, методика калибровки дальней системы и методика измерения аппаратной функции.

Научная новизна работы заключается в разработке новых систем радиометрии ближнего и дальнего действия миллиметрового диапазона и методов их работы, разработке методик построения и способов повышения их пространственного и температурного разрешения, разработке системы радиотехнического и экологического радиомониторинга.

Практическая значимость подтверждается созданием действующих систем, позволяющих получать радиотепловые изображения предметов под одеждой человека - холодного и огнестрельного оружия, взрывных устройств, а так же создании систем для получения радиоизображений

пространства и систем радиомониторинга.

11

Диссертант был соисполнителем НИОКР, проводимых по государственным контрактам в 2007-2012 годах, принимал активное участие в разработке и создании систем пассивной радиометрии миллиметрового диапазона, для решения задач поиска потенциально опасных предметов под одеждой человека, построения радиотепловых изображений местности и систем проведения технологического и экологического радиомониторинга [3]. Практическая значимость подтверждена патентами Российской Федерации на изобретение «Тепловизор» № 2369847 и полезную модель «Тепловизор» № 77424.

Защищаемые положения.

1. Разработаны и созданы оригинальные конструкции квазиоптических электронных сканеров, позволяющие обнаруживать источники излучения в миллиметровом диапазоне длин волн с обзором в секторе 25 градусов.

2. Построена квазиоптическая многоцелевая система для обнаружения пассивных спрятанных предметов и удаленных объектов при любых погодных условиях с пространственным и угловым разрешением.

3. Визуализация объектов основана на использовании 8 канальной матрицы микроволновых сенсоров с применением механического растрового сканирования.

4. Измерение основных параметров аппаратной функции, играющей ключевую роль в достижении сверхразрешения, проведено на созданном стенде трехмерного позиционирования тестовых источников с привлечением результатов численного моделирования и натурного эксперимента.

5. В серии экспериментов в диапазоне частот 100 ГГц получены микроволновые изображения (1) источников излучения, (2) скрытых под оптическим камуфляжем предметов, а также (3) окружающей местности и удаленных объектов. Эти данные согласуются с развитой теорией.

Глава 1. Принципы работы квазиоптических сканеров 1.1 Структурная схема систем радиометрии

Системы пассивной радиометрии позволяют получать визуальные изображения, соответствующие распределению радиояркостной температуры по поверхности исследуемого объекта или сцены. Регистрация микроволнового теплового излучения осуществляется с помощью сверхчувствительных приемников - радиометров, принцип действия которых основан на накоплении слабого сигнала. Широкое распространение получили системы миллиметрового диапазона. Это связано, во-первых, с относительно короткой длиной волны, что позволяет строить компактные системы, обладающие приемлемым угловым разрешением. Во-вторых, в этом диапазоне существуют окна прозрачности атмосферы, в которых поглощение радиоволн минимально. Так, на частоте 36 ГГц поглощение составляет 0.15 дБ/км; на частоте 95 ГГц - 0.4 дБ/км; на частоте 140 ГГц - 1.5 дБ/км. В случае умеренного дождя поглощение на указанных частотах не превышает 3 дБ/км, что иллюстрирует одно из главных достоинств систем пассивного радиовидения - всепогодность, то есть способность получать изображения объектов на большом удалении независимо от погодных условий.

По задачам наблюдения системы радиовидения можно разделить на

системы ближней и дальней радиометрии. Системы дальнего действия

предназначены для получения изображений предметов, расположенных на

расстоянии сотен метров или даже нескольких километров. Их основная

задача - слежение за местностью и навигация транспортных средств.

Отдельно стоит отметить возможность проведения такими системами

радиотехнического и экологического радиомониторинга, о чем будет сказано

в 3 главе. Системы ближнего действия позволяют получать изображения

близкорасположенных предметов, что позволяет судить об их внешнем виде,

внутреннем строении и свойствах отражения или поглощения волн данного

диапазона. Здесь основным назначением является создание досмотровых

13

комплексов и систем, предназначенных, в том числе, для контроля проноса запрещенных предметов и противодействию террористическим угрозам.

По способу получения радиотеплового излучения от наблюдаемого объекта, существующие системы радиовидения можно разделить на два больших класса - активные и пассивные.

Работа активных систем основана на принципе радиолокации - излучении зондирующего импульса и приема его отражёния от цели. В зависимости от характеристик принятого сигнала определяются характеристики облучаемого предмета. В реальных системах для получения расчетных технических характеристик, в первую очередь чувствительности, в качестве зондирующего сигнала используют подсветку. Она может быть реализована, например, с помощью генератора шума, который обеспечивает по возможности равномерное облучение радиотепловой сцены.

Пассивные же системы напротив, регистрируют собственное радиотепловое излучение объектов. Такие системы абсолютно безопасны для здоровья человека, что особенно актуально при создании систем сканирования пассажиров. Однако у пассивных систем есть принципиальные недостатки, основным из которых является значительно меньшее отношение сигнал/шум, чем у активных систем. Поэтому применение алгоритмов математической обработки для улучшения разрешения становится еще более актуальным.

Дальнейшее рассмотрение систем радиовидения будем проводить на примере систем ближнегорадиовидения, хотя разрабатываемые методы и алгоритмы, после необходимых преобразований, применимы и к системам дальнего радиовидения.

В большинстве существующих систем ближнегорадиовидения

используются радиооптические системы, объединяющие многолучевое и

механическое сканирование. Основной причиной этого является

относительная дороговизна технологии изготовления радиометрических

приемников в настоящее время, что ограничивает их количество. Для

14

сравнения в современных системах видимого диапазона количество измерительных каналов достигает 5-10 млн, в то время как системы радиометрии имеют не более нескольких сотен. Таким образом, количество радиометрических приемников - радиометров сильно ограничено и составляет единицы (системы радиометрии в МГУ), десятки (TADAR ирландской фирмы FarranTechnologies) и сотни (SPO-20 фирмы QinetiQ) единиц в различных системах. Применение даже большого количества радиометрических приемников (SafeScout (Provision) фирмы L3 Communication) не позволяет отказаться от механического сканирования для обеспечения требуемого быстродействия, что особенно актуально при построении изображения человека со всех сторон.

Расстояние до объекта съемки в системах ближнего радиовидения обычно порядка единиц метров, что делает необходимым применение оптимального соотношения многолучевого и механического сканирования для получения требуемого быстродействия.

Рассмотрим структурную схему типовой системы радиометрии, рисунок 1.1.

Радиотепловое излучение объекта принимается антенной системой 1 и фокусируется на приемном СВЧ элементе 2. СВЧ элемент формирует электрические сигналы пропорциональные интенсивности принятого радиотеплового излучения и через блок обработки 3 передает их в аналого-цифровой преобразователь 4. После оцифровки, сигналы поступают в персональный компьютер 5, где проходят предварительную обработку, обработку алгоритмами математической обработки и преобразование в прямоугольное радиотепловое изображение с последующим отображением на мониторе. В процессе работы персональный компьютер корректирует положение радиоптической антенной системы по необходимой программе путем управления узлами механического сканирования 6 и 7, для сканирования последующих точек изображения. Температурный режим

радиометра поддерживается системой термостабилизации 8, так же управляемой с ПК.

1 - Радиооптическая система

2 -Приемный СВЧ модуль (Радиометр)

3 - Блок обработки (синхронный детектор)

4 -АЦП

5 - Персональный компьютер

6 - Монитор

7 - Система сканирования (Узлы механического сканирования)

8 - Система термостабилизации.

Рисунок 1.1. Структурная схема одноканальной системы радиовидения.

По приведенной схеме в настоящее время построены практически все системы пассивной радиометрии. Некоторые отличия могут быть связаны с типом и количеством осей механического сканирования, способом калибровки и согласования каналов радиоприемной матрицы, а также принципом работы системы термостабилизации.

На рисунке 1.2 представлена типовая схема прямого усиления одного канала радиометра.

Рисунок 1.2. Блок-схема канала приемной радиометрической матрицы миллиметрового диапазона. 1 - рупорная (согласующая) антенна, 2 - РШ-диодный модулятор, 3 -ферритовый вентиль, 4 - трехкаскадный усилитель высокой частоты (УВЧ), 5 -квадратичный детектор, 6 - управляемый усилитель низкой частоты (У 114).

Чувствительность типового радиометра составляет 0,1 К при времени накопления порядка 1 секунды. Входная полоса усиливаемых частот > 4 ГГц. Для согласования радиометрических каналов с входным радиооптическим трактом на входе,как правило, устанавливаются рупорные антенны.

Реализованным примером многоканальной системы может быть система радиометрии, созданная в процессе выполнения Государственного контракта № 02.740.11.0230«Разработка системырадиовидения и преобразователей микроволновой энергии» в 209-2011 годах, описанная во второй главе настоящей работы [3].

1.2 Обзор существующих систем радиометрии

В реализуемых и уже существующих системах радиовидения для обзора пространства используется, как правило, механическое построчное, коническое или электронное сканирование. В качестве фокусирующих устройств могут использоваться линзовые или зеркальные антенные системы. Для уменьшения аберраций отношение диаметра апертуры антенны к ее фокусному расстоянию должно быть малым. Часто это значительно увеличивает габариты системы и усложняет систему сканирования.

Рассмотрим подробнее конкретные системы радиовидения. На рисунке 1.3 показано устройство системы TAD AR ирландской фирмы FarranTechnologies, особенностью которой является обеспечение равномерного возвратно-поступательного перемещения лучей антенны посредством равномерно вращающихся скошенных относительно оси вращения плоского и вогнутого зеркал.

Рисунок 1.3.Устройство системы TADAR

Радиооптическая схема и внешний вид системы представлены на рисунке 1.4 Скошенные зеркала вращаются синхронно в противоположных направлениях и осуществляют коническое сканирование. Электромагнитное излучение от сцены дважды отражается от плоского зеркала и один раз от вогнутого, в результате чего реализуется линейное сканирование в вертикальной плоскости.

I

I тяга гаатг

I С0ПС1ТС ПИГГОГ

ПадащпЛтат

Tiled rcAetrig

plane огтог

RF front md

Рисунок 1.4.Радиооптическая схема системы TADAR

Обзор в горизонтальной плоскости в данной системе обеспечивается входным качающимся плоским зеркалом. Пример получаемого на данной установке в миллиметровом диапазоне радиоизображения приведен на рисунке 1.5. На нем отчетливо выделяются спрятанные под одеждой металлические предметы. Недостаток этой системы - многократное отражение луча от зеркал и связанные с этим неизбежные потери на отражение и дифракционное рассеяние.

IV г»

Щ

*

1 1

а б

Рисунок 1.5.Оптическое (а) и радиоизображение (б), полученное системойТАВАЯ

Сенсоры системы Таёаг работают в 3 миллиметровом диапазоне длин волн. Волны данного диапазона в одежде практически не затухают, а плотные объекты (взрывчатка, оружие), спрятанные на теле человека, не пропускают их, что и позволяет зарегистрировать опасные предметы. При этом даже такие вещи, как ключи, монеты, перочинные ножи - все то, что носится в карманах - может быть легко обнаружено. Легко обнаруживается оружие из неметаллических материалов, пластиковая взрывчатка и жидкости.

Система Таёаг может работать как в пассивном, так и в активном режимах. В пассивном режиме обследуемый человек должен стоять перед системой, рисунок 1.4, тогда как в активном режиме система может создавать трехмерную картину удаленных сцен - вплоть до расстояния 50 метров.

При сканировании человека камера Таёаг измеряет интенсивность излучения, отраженного его телом. В этом случае присутствие любого

скрытого плотного объекта приводит к изменению интенсивности, и на экране появляется его четкое изображение.

Основное применение системы - сканирование людей в аэропортах и зданиях, где сейчас используются стандартные детекторы металла [4].

Фирмой QinetiQLtd (UnitedKingdom) совместно с RedingUniversity (UnitedKingdom)[5] разработана быстродействующая камера миллиметрового диапазона QinetiQ MERIT с конусным сканированием, радиооптическая схема которой представлена на рисунке 1.6. Система состоит из фарадеевскоговращателя плоскости поляризации на 45°, двух сеточных плоского и вогнутого зеркал и вращающегося скошенного плоского зеркала. Угол между осью вращения зеркала и его нормалью составляет 55.

grid centre of curvature

5° tilt

Рисунок 1.6. Радиооптическая схема системы СНпеи<ЗМЕ1ИТ

Сеточные зеркала обладают свойством пропускать электромагнитную волну определенной поляризации, угол направления электрического поля которой перпендикулярен направлению нитей сетки. Оси поляризации сеточных зеркал повёрнуты относительно друг друга на 45 \ Угол поляризации прошедшего плоское зеркало луча поворачивается на 455. Луч проходит через вогнутое зеркало, отражается от вращающегося зеркала, при

этом угол его поляризации изменяется ещё на 45 s и он отражается от плоского зеркала из-за суммарного поворота угла поляризации на 90 е. После ещё одного поворота на 45° луч отражается от вогнутого зеркала и поворачивается ещё на 45°. Суммарный угол поворота поляризации луча достигает 180°, поэтому он проходит входное плоское зеркало и попадает в приёмник, расположенный в фокальной плоскости вогнутого зеркала.Угол скоса вращающегося зеркала в 5° приводит к тому, что каждый луч обозревает участок сцены, расположенный на окружности с углом зрения 20°. Применяемая линейка детекторов захватывает еще 20°. Суммарное поле зрения составляет 20° х 40°.

а б

Рисунок 1.7. Оптическое (а) и радиозображение (б), полученное системой

QinetiQMERIT

На рисунке 1.7 показан результат работы такой системы: слева изображение в миллиметровом диапазоне, справа в видимом диапазоне. Скорость сканирования системы определяется угловой скоростью вращения скошенного зеркала и может составлять 50 оборотов в секунду. К недостаткам этой системы следует отнести потери в радиооптике, связанные с многократным прохождением лучей через решетчатые зеркала и фарадеевскийвращатель плоскости поляризации. Существенным недостатком является также механическое сканирование за счет вращения широкоформатного зеркала - вибрации, акустические шумы, недостаточная

механическая надежность системы в целом резко ограничивают область применения такого прибора радиовидения.

В США в целях безопасности пассажиров в многолюдных местах широко используются системы 8РО-20 компании С^пейС^. На рисунке 1.8 представлена фотография данной системы и полученные с ее помощью радиоизображения. Устройство принимает естественные волны, излучаемые человеческим телом, таким образом, являясь пассивной системой[6].

в б б в

Рисунок 1.8. Система 8РО-20 и полученныерадиоизображения. Внешний вид системы (а),

радио (б) и оптические изображения (в).

Ограниченное распространение в России получило устройство В18-

\VDSGEN2 компании Вгуо1:1п^т§8у81ет81пс. (США), разработанное

22

совместно с Кар1зсап8у81еш8 (Великобритания; продукт, реализуемый компанией 11ар18сап8у81ет8 имеет название \Мауе8сап200), которое представляет собой пассивный радиоволновый детектор скрытых на теле человека объектов, оснащенный компьютером в комплексе со встроенной видеокамерой. В этом устройстве радиоволновый детектор принимает исходящие от тела человека электромагнитные волны миллиметрового диапазона, а видеокамера в режиме реального времени передает изображение досматриваемого субъекта.

Похожие диссертационные работы по специальности «Приборы и методы экспериментальной физики», 01.04.01 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Павлов, Роман Александрович, 2013 год

Список использованных источников

1. Большая советская энциклопедия: в 30 т. — М.: «Советская энциклопедия», 1969— 1978.

2. Пирогов, Ю.А. Пассивное радиовидение в миллиметровом диапазоне длин волн / Ю.А.Пирогов // Известия ВУЗов, Радиофизика. - 2003. - T. XLV1, №89. - С.660-670.

3. Есепкина, Н. А. Радиотелескопы и радиометры / Н.А.Есепкина, Д.В.Корольков, Ю.Н. Парийский. - М.: Наука, 1973. - 416 с.

4. Разработка системы радиовидения и преобразователей микроволновой энергии : отчет о НИР / Центр магнитной томографии и спектроскопии ; рук. работы Ю.А. Пирогов ; исполн. Д.А.Тищенко, В.В. Гладун, Р.А. Павлов и др. - М., 2011. - 127 с. Государственный контракт № 02.740.11.0230.

5. Терагерцовая система безопасности [Электронный ресурс] : живая наука. - Режим доступа : http://livescience.ru/content/view/323/258.

6. Официальный сайт разработчика Web: http://www.qinetiq.com/Pages/default.aspx

7. Демонстрация технологий [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://technologyshowcase.qinetiq.com.

8. Досмотровый комплекс "Rapiscan WaveScan 200" [Электронный ресурс] : Техника для спецслужб . - Режим доступа : http://www.bnti.ru/des.asp7itm =6193&tbl=03.06

9. Радиоволновый сканер "SafeScout" (Provision) L3 Communications [Электронный ресурс] : Техника для спецслужб . - Режим доступа : http://www.bnti.ru/des.asp?itm=4494&tbl=03.06

10. Официальный сайт разработчика Web: http://www.smithsdetection.com/

11. Пирогов, Ю.А. Пассивная система радиовидения сверхвысокого разрешения для мониторинга объектов природной среды / Ю.А, Пирогов, В.В. Гладун, Д.А. Тищенко и др.// Физические проблемы экологии (Физическая экология) : сборн. тезисов докладов. - М.: МГУ, 1999. - С. 37-45.

12. Гладун, В.В. Система ближнего пассивного радиовидения 3-мм диапазона [Электронный ресурс] / В.В.Гладун, А.В.Котов, В.И.Криворучко, Р.А.Павлов, Ю.А.Пирогов, Д.А.Тищенко // Журнал Радиоэлектроники. - 2010. - № 07. - Режим доступа : http://jre.cplire.ru/jre/jullO/2/text.html.

13. Пирогов, Ю.А. Получение и обработка изображений в системах пассивного радиовидения миллиметрового диапазона / Ю.А Пирогов, В.В. Гладун, A.JI. Тимановский, Д.А. Тищенко // Труды Всероссийского семинара по радиофизике миллиметрового и субмиллиметрового диапазона. - Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2005.-С. 13-15.

14. Горишняк, В. П. Пассивная многоканальная система формирования изображений в миллиметровом диапазоне длин волн / В.П. Горишняк, А.Г. Денисов, С.Е. Кузьмин и др. // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии, Международная Крымская конференция (КрыМиКо'2004). Международная Крымская конференция "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии" : материалы конференции / Севастоп. нац. техн. ун-т, ЦНИРТИ, Предпрятие "Вебер", Тавр. нац. ун-т им. проф. В. И. Вернадского и др. - Севастополь : Вебер, 2004, секция 8 : Радиолокация и прикладные аспекты СВЧ. - Ст. 8.1. - С. 693-694.

15. Оптимизация, процесса регистрации радиометрического сигнала при непрерывном сканировании радиометром : дипломная работа / Мантиков А.О. - Физический факультет МГУ. - М., 2004. - 96 с.

16. Раутиан, С. Г. Реальные спектральные приборы / С.Г. Раутиан // Успехи физических наук. - 1958. - Т. 66, вып. № 3. - С. 475-515.

17. Пирогов, Ю.А. Пассивное радиовидение в миллиметровом диапазоне длин волн / Ю.А. Пирогов // Радиотехника. - 2003. - T. XLVI, № 8 - 9. - С. 660 - 670.

18. Разработка технологии и создание программно-аппаратных средств обнаружения скрытно переносимых человеком потенциально-опасных предметов на основе метода пассивного радиовидения миллиметрового диапазона длин волн : отчет ОКР / ЦМТС МГУ; рук. Пирогов Ю.А. ; исполн. Гладун В.В. и др. - М., 2007. - 153 с. -ГК № 02.522.11.2010 от 01 июня 2007 г.

19. Визуализация изображений в системах пассивного радиовидения миллиметрового диапазона : дипломная работа / Котов A.B. - Физический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова. - М., 2007. - 107 с.

20. Программа-методика испытаний системы «Изделие ИМ РТ», с 3-4. Составная часть научно исследовательской работы «Авгур-ИМ РТ» 2012 г.

21. Гладун, В.В. Система ближнего пассивного радиовидения 3-мм диапазона / В.В.Гладун, А.В.Котов, В.И.Криворучко, Р.А.Павлов, Ю.А.Пирогов, Д.А.Тищенко // Журнал Радиоэлектроники. - 2010. - № 07. С. ??

22. Отчет о выполнении опытно-конструкторской работы «Разработка технологии и создание программно-аппаратных средств обнаружения скрытно переносимых человеком потенциально-опасных предметов на основе метода пассивного радиовидения миллиметрового диапазона длин волн», с 20-24. Контракт от 5 июня 2007 г. В рамках ГК№ 02.522.11.2010 от 01 июня 2007 г.

23. Системы радиовидения миллиметрового диапазона с коническим сканированием : дипломная работа / P.A. Павлов. - Физический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова. - М., 2007. - 105 с.

24. ConstantineA. Baianis. Antennatheory: analysisanddesign, 1997

25. Официальный сайт разработчика Web: https://www.cst.com/

26. Официальный сайт разработчика Web:http://www.feko.info/

27. Банков, С.Е. : практикум проектирования СВЧ структур при помощи FEKO / С.Е. Банков, A.A. Курушин. - М.: ЗАО НПП «РОДНИК», 2009. - 200 с.

28. Павлов Р. А. «Системы радиовидения миллиметрового диапазона с коническим сканированием», с 15 - 18. Дипломная работа, физический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва 2007 г.

29. Разработка радиооптической фокусирующей системы, обеспечивающей прием миллиметрового излучения из локализованной области в ближней зоне приемной апертуры : отчет ОКР / Институт радиотехники и электроники РАН. - М, 2008. -213 с.

30. Клоков, В.В. Рупорные антенны : методические указания к лабораторным работам / В.В. Клоков, С.Н. Павликов. - Владивосток: Морской государственный университет имени адм. Г. И. Невельского, 2008. - 34 с.

31. Отчет о выполнении составной части научно-исследовательской работы «Бронепоезд-2РУ», Москва, 2011 г.

32. Павлов Р. А. «Системы радиовидения миллиметрового диапазона с коническим сканированием». Приложение 1. Дипломная работа, физический факультет МГУ

• имени М.В. Ломоносова, Москва 2007 г.

33. Системы радиовидения : отчет о НИР (закл.) / организация^; рук. ; исполн. - М. 2005.- 132 с.-ГК №02.445.11.7475 """

34. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка системы радиовидения и преобразователей микроволновой энергии», с 102 - 105. Государственный контракт № 02.740.11.0230 // НИР 2009 - 2011 г.

35. Мантиков А.О. «Оптимизация процесса регистрации радиометрического сигнала при непрерывном сканировании радиометром», с 6 - 7. Дипломная работа, физический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва 2007.Г.__ .. ___

36. Active and passive millimeter and sub-millimeter-wave imaging

37. Douglas T. Petkie, Frank C. De Lucia, Corey Casto, Paul Helming er, Eddie L. Jacobs, StevenK. Moyer, Steve Murrill, Carl Halford, Steve Griffin, and Charmaine Franck

38. Загорин, Г.К. Факторы, влияющие на распространение мм волн в приземном слое атмосферы / Г.К. Загорин, А. Ю. Зражевский, Е. В. Коньков и др. // Журнал радиоэлектроники. - 2001. № 8. - Режим доступа : http://jre.cplire.rU/iso/aug01/9/text.html.

39. Розанов, Б.А. Радиотелескопу МГТУ 35 лет. Вестник МГТУ. Приборостроение, 1998, вып.4, с. 66-72.

40. Лебедев, А.В. Аппаратная функция двухэлементного корреляционного радиометра с незаполненной апертурой / В.В. Гладун, А.В. Котов, Р.А. Павлов, Ю.А. Пирогов, Д.А. Тищенко, ЧжэнСюй-фэн // Журнал Радиоэлектроники. - 2010. - № 08. URL: http ://j re. cplire.ru/koi/aug 10/2/text.pdf

41. Бахрах, JI.Д. Методы измерения излучающих систем в ближней зоне / Л.Д. Бахрах, С.Д. Кременецкий, А.П. Курочкин и др.- Л.: Наука, 1985. - 272 с.

42. Пирогов, Ю.А. Пассивное радиовидение в миллиметровом диапазоне длин волн, Известия ВУЗов. Радиофизика, 2003, т.46, №8-9, с.660-670.

43. Пирогов, Ю.А. Сверхразрешение в системах радиовидения миллиметрового диапазона / Ю.А, Пирогов, В.В. Гладун, Д.А. Тищенко и др. // Журнал радиоэлектроники. - 2004. - № 3. - Режим доступа: http ://j re.cplire.ru/koi/mar04/3/text.html

44. Пирогов, Ю.А. Получение и обработка изображений в системах пассивного радиовидения / Ю.А. Пирогов, А.Л. Тимановский, В.В. Гладун // Известия ВУЗов. Радиофизика. - 2006. - Том XLIX; №8. - С.664-672.

45. Shoucri М., Davidheiser R., HaussB., Lee P., Musetto M., Young S., Yujiri L. A passive millimeter wave camera for landing in low visibility conditions // Aircraft Design, Systems and Operations Meeting, Aug 11-13, 1993. -Monterey, CA, USA. P. 1-7.

46. Blankson I.M. Passive Millimeter-Wave Imaging: Application To Aviation Safety In Extremely Poor Visibility // 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 10-13 Jan. 2005. Reno, NV, USA, 2005. - P. 15.

47. Физическая экология (Физические проблемы экологии): Сб. статей. Ред. Трухин В.И., Пирогов Ю.А., Показеев К.В. // Спец. выпуск Вести. МГУ. Сер.З, Физ. Астроном. 1998. - №4. - С.84

48. Lesurf J.C.G. MMW Imagingfor Volcanology. University of St. Andrews, 2001. - P. 6778.

49. Robertson D.A., Macfarlane D.G. AVTIS: All-weather Volcano Topography Imaging Sensor // Joint 29th Int. Conf. on IR and MM Waves and. 12th Int. Conf. on THz Electronics: Conference Didgest. Karlsruhe, 2004. - P.813-814.

50. Baharav Z.I., Lee G.S., Taber R.C. Millimeter wave imaging system .for personnel screening: scanning 107 points a second and using no moving parts // Proc. of SPIE. 2006. -Vol.6211.

51. Robertson D.A. MISTM: Medical Imager for Sub-surface Temperature Mapping // Joint 29th Int. Conf. on IR and MM Waves and 12th Int. Conf. on THz Electronics: Conference Didgest. Karlsruhe, 2004. - P.519-520.

52. Dallinger A., Schelkshorn S., Detlefsen J. Millimeter-Wave Imaging of Humans — Basic Experiments // Joint 29th Int. Conf. on IR and MM Waves and 12th Int. Conf. on THz Electronics: Conference Didgest. -Karlsruhe, 2004. P.521-522.

53.3инчвнко И-И. "Радиовидение" в астрономии // XXXIV студенческая научная конференция "Физика Космоса". Коуровка, 2005.

54. Doyle R., Lyons B.,Walshe J., Curtin P., Lettington A.H., McEnroe Т., McNaboe J. Low Cost Millimetre Wave Camera Imaging up to 140GHz // 34th European Microwave Conference. Amsterdam, 2004. - P. 1285-1289.

55. Пирогов Ю.А., ГладунВ.В., Иванов B.C., Тищенко Д.А., Терентьев Е.Н. Многолучевые системы пассивного радиовидения миллиметрового диапазона // Препринт N7p/1999, МГУ, физический факультет.

56. Gladun Y.V., Pirogov Y.A., Ivanov V.S., Tischenko D.A., Terentiev E.N. Multiple-ray passive radiovisión systems of millimeter-wave range // Proc. of SPIE. 1999. - Vol.3703. -P.76-85.

57. Gorishnyak V., Denisov A., Kuzmin S., Radzikhovsky V., Shevchuk B. 8 mm Passive Imaging System with 32 Sensors // European Radar Conference, 2004. Amsterdam, 2004. - P.333-337.

58. Starck J.-L., Murtagh F. Astronomical Image and signal Processing // IEEE Signal Processing Magazine. 2001. - Vol. 1. - P30-40.

59. Starck J.-L., Pantin E. Deconvolution in Astronomy: A Review // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 2002. - Vol. 114,- P.1051-1069.

60. Richardson W.H. Bayesian-based iterative method of image restoration // J. Opt. Soc. Am. 1972.-Vol. 62.-P.55-59.

61. Lucy L.B. An iterative technique for the rectification of observed distributions // The astronomical journal. 1974. - Vol.79; №6. - P.745-754.

62. Starck J.-L., Murtagh F. Image restoration with noise suppression using the wavelet transform //Astronomy and astrophysics. 1994. - Vol.288. -P.342-348.

63. Pantin E., Starck J.-L. Deconvolution of astronomical images using the multiscale maximum entropy method // Astronomy and astrophysics supplement series. 1996. -Vol.118. -P.575-585.

64. Daube-Witherspoon M.E., Muehllehner G. An Iterative Image Space Reconstruction Algorithm Suitable for Volume ЕСТ // IEEE Transaction on Medical Imaging. 1986. -Vol.MI-5.-P.61.

65. Lanteri H., Soummer R., Aime C. Comparison between ISRA and RLA algorithms. Use of a Wiener Filter based stopping criterion // Astronomy & astrophysics supplement series. 1999. - Vol. 14. - P.235-246.

66. Столниц Э., Де Роуз Т., Салезин Д. Вэйвлеты в компьютерной графике.: Пер. с англ. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2002. - 272с.

67. Zhang Х.-Р., Desai М. Nonlinear adaptive noise suppression based on wavelet transform // Proc. of ICASSP'98. Seatle, Washington, May 1215, 1998.

68. Тимановский AJI. Система пассивного радиовидения с линейной решеткой сенсоров: дипл. работа. М.: Физический факультет МГУ, 2002. - 46с.

69. Установка персонального досмотра "ПЕРСОНА-СКАН" [Электронный ресурс] : Техника для спецслужб . - Режим доступа : http://www.bnti.ru/des.asp?itm=6550&tbl=03.06.

70. Установка персонального досмотра "РЕЛЬЕФ" [Электронный ресурс] : Техника для спецслужб. - Режим доступа : http://www.bnti.ru/des.asp?itm=6607&tbl=03.06

71. Стационарный автоматический инфракрасный сканер "Iscon 1000D" [Электронный ресурс] : Техника для спецслужб. - Режим доступа : http://www.bnti.ru/des.asp?itm=5 801 &tbl=03.06

72. Система рентгеновского контроля СРК "Express Inspection" [Электронный ресурс] : Техника для спецслужб. - Режим доступа : http://www.bnti.ru/des.asp?itm=5190&tbl=03.06

73. Система для досмотра людей "EQO" [Электронный ресурс] : Техника для спецслужб. - Режим доступа : http://www.bnti.ru/des.asp?itm=5189&tbl=03.06

74. Система персонального досмотра "ВЗОР-ТБ" [Электронный ресурс] : Техника для спецслужб. - Режим доступа : http://www.bnti.ru/des.asp?itm=6593&tbl=03.06.

75.Н.В. Анисимов, В.В. Гладун, А.В. Котов, В.И. Криворучко, Р.А. Павлов, Ю.А. Пирогов, Д.А. Тищенко ПАССИВНАЯ СИСТЕМА БЛИЖНЕГО РАДИОВИДЕНИЯ. IV Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» - ИРЭ РАН, 29 ноября -3 декабря 2010 г.

76. Соколова А.В. Вопросы перспективной радиолокации. Радотехника 2003г..

77. Пирогов Ю.А., Гладун В.В., Тищенко Д.А., Дубина А.И., Тереньтьев E.H., Иванов B.C., Пассиная система радиовидения сверхвысокого разрешения для мониторинга объектов природной среды. Вторая всероссийская научная конференция «Физические проблемы экологии (Физическая экология)», Тезисы докладов, Изд. Физического факультета МГУ, 1999, с. 145-146.

78. Пирогов Ю.А., Гладун В.В., Тищенко Д.А., Шлемин И.В., Математическая модель многолучевой линзовой антенной системы. Труды VIII Всероссийской школы-семинара «Физика и применение микроволн» (Волны-2001).

79. Гладун В.В., Пирогов Ю.А. Цифровой метод регистрации данных в радиометрических системах радиовидения миллиметрового диапазона с непрерывным сканированием// Материалы школы-семинара «Физика и применение микроволн», Звенигород, 2005.

80. Львова Л.А. Радиолокационная заметность летательных аппаратов. - Снежинск: Изд-во РФЯЦ - ВНИИТФ, 2003. - 232 с.

81. Скворцов A.B. Триангуляция Делоне и ее применение. - Томск: Изд-во Том. университета, 2002. - 128 с.

82. Пытьев Ю.П. Методы анализа и интерпритации эксперимента. - М.: Изд-во МГУ,

83. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. - С-П: Питер, 2003.

84. Ю. А. Пирогов «Пассивнвя радиолокация в миллиметровом диапазоне», Изв. Вуз. Радиофизика, 2003 т. 46, № 8-9.

85. Калошин В.А., Фролова Е.В. Характеристики осесимметричных двухзеркальных апланатических антенн. - Антенны, 2006, №7, стр.45-51.

1990

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.