ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2015, № 10 · СМЕЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Моделирование формирования изображения с субдифракционным разрешением на одномерной экспериментальной модели сканирующего одноапертурного терагерцового телескопа

А.Н. Выставкин1,2, С.Е. Банков1,2, М.Е. Жуковский2,3, С.В. Подоляко2,3, О.В. Корюкин1, Ю.Н. Казанцев1, А.Г. Коваленко1, Е.А. Выставкин1,2, А.С. Ильин3, А.В. Уваров3

1 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
2 ООО «Лаборатория терагерцовых мс радиометров» (резидент "Инновационного центра Сколково"), Россия
3 Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Россия
Полный текст УДК 520.622 EDN UNJSGD

Аннотация

Предложен способ получения изображений с субдифракционным угловым разрешением с помощью сканирующего одноапертурного терагерцового телескопа. Описываются кратко схема телескопа и предлагаемый для процедуры сканирования и реконструкции изображения алгоритм. В статье поставлена простейшая задача моделирования формирования изображения с субдифракционным разрешением на одномерной экспериментальной модели сканирующего одноапертурного телескопа. Результатом моделирования явилась оценка возможности улучшения углового разрешения до ~ 140 раз. Предварительно намечены задачи, которые необходимо решить на пути создания одноапертурного двухмерного телескопа с формированием изображения с субдифракционным разрешением.

  • радиоастрономия терагерцового диапазона электромагнитного излучения
  • телескопы космические и наземные
  • способы улучшения характеристик телескопов
  • способы улучшения углового разрешения телескопов
  • radio astronomy of terahertz range
  • space and ground telescopes
  • methods of improvement of telescopes characteristics
  • angular resolution improvement
Abstract (in English)

A method of imaging formation with sub-diffraction angular resolution using a scanning one - aperture terahertz telescope was offered. We describe briefly the scheme of the telescope and the proposed algorithm for the procedure of scanning and reconstruction of images. The simplest problem of simulation of imaging formation with sub- diffraction resolution on one-dimensional experimental model of scanning one - aperture terahertz telescope has been put in the article. The estimation of the possibility of improvement of angular resolution up to ~ 140 times was the result of the simulation. Tasks which should be solved in the way of creating a one-aperture two-dimensional telescope with imaging formation with sub- diffraction resolution have been a prescheduled.

Для цитирования

Выставкин А.Н., Банков С.Е., Жуковский М.Е., Подоляко С.В., Корюкин О.В., Казанцев Ю.Н., Коваленко А.Г., Выставкин Е.А., Ильин А.С., Уваров А.В. Моделирование формирования изображения с субдифракционным разрешением на одномерной экспериментальной модели сканирующего одноапертурного терагерцового телескопа // Журнал радиоэлектроники. – 2015. – № 10.

Литература

  1. Патент РФ № 2533502: А. Н. Выставкин, С. Е. Банков, М. Е. Жуковский, С. В. Подоляко, «Способ формирования изображения с субдифракционным разрешением», дата приоритета 20.02.2013, Бюллетень Роспатента № 32, 20.11.2014.
  2. A.N. Vystavkin, A.G. Kovalenko, S.V. Shitov, S.E, Bankov, A.V. Pestryakov et al., Millimeter and Submillimeter Detectors and Instrumentation for Astronomy, Proc. of SPIE, Vol. 7020, P. 702024-1, 26-28 June 2008.
  3. А.Н.Тихонов, В.Я. Арсенин Методы решения некорректно поставленных задач, М.: Наука. 1986.
  4. В. П. Загонов, С. В. Подоляко, Некоторые алгоритмы приближенного решения интегральных уравнений первого рода при наличии априорных ограничений, Математическое Моделирование, 1992, Т.4, N 4, С. 89-100.
  5. В. П. Загонов, Некоторые вариационные методы построения приближений негладких решений некорректно поставленных задач, ЖВМ и МФ, 1987, Т.27, №11, С.1614-1627.
  6. В. П. Загонов, О приближении негладких решений некорректно поставленных задач в метрике Хаусдорфа, Препринт ИПМ им. М. В. Келдыша АН СССР, 1990, № 158.
  7. Д. Б. Юдин, Е. Г. Гольштейн, Задачи и методы линейного программирования, Советское радио, Москва, 1961. Гл. 3 «Метод последовательного улучшения плана».
  8. С.С. Кутателадзе, В.Л. Макаров, И.В. Романовский, Г.Ш. Рубинштейн, «Леонид Витальевич Канторович», Сибирский математический журнал, 2002, т. 43, № 1, с. 3-8, http://www.math.nsc.ru/LBRT/u2/nauka/kant.html.
  9. Ю.А. Криксин, Численное решение интегральных уравнений первого рода мето-дом локальных невязок, Препринт ИПМ им. М.В.Келдыша АН СССР, 1986, №52.
  10. M.E. Zhukovskiy, G.-R. Jaenisch, A. Deresch, S.V. Podoliako, Mathematical model-ing of radiography experiments. Beitrag zu einem Tagungsband, 18th WCNDT - World conference on nondestructive testing, Proceedings, 2012, Paper 305, 1-7 ISBN 978-0-20-52872-6.
  11. Н.А. Ирисова, Метрика субмиллиметровых волн, Вестник АН СССР, 1968, в. 10, с. 63.
  12. НПФ «Электропривод», http://www.eprivod.ru/index.htm
  13. I. A.Cohn, A. G. Kovalenko and A. N. Vystavkin. "Experimental research control software system." In Journal of Physics: Conference Series, vol. 510, no. 1, p. 012004. IOP Publishing, 2014.
  14. Дж. Ф. Смут, Нобелевская лекция, Анизотропия реликтового излучения: от-крытие и научное значение, Успехи физических наук, Декабрь 2007 г., Том 177, № 12.
  15. Community Plan for Far-Infrared/Submillimeter Space Astronomy, paper representing the consensus view of the 124 participants in the "Second Workshop on New Con-cepts for Far-Infrared/Submillimeter Space Astronomy", being held on 7 - 8 March 2002 in College Park, Maryland, issued by February 21, 2003.
  16. D. Leisawitz, T. Armstrong, D.J. Benford et al., Probing the Invisible Universe: The Case for Far-IR / Submillimeter Interferimetry, (the same source).
  17. J. P. Gardner, J. C. Mather, M. Clampin et al, The James Webb space telescope, Space Science Reviews, 2006, 123: 485-606, DOI: 10.1007/s11214-006-8315-7.
  18. D.J. Benford, M.J. Amato, Mission concept for the single aperture far-infrared (SAFIR) observatory, Astrophysics and Space Science 2004, 294, 177-212.
  19. David Leisawitz, Charles Baker at al, The space infrared interferometric telescope (SPIRIT): High-resolution imaging and spectroscopy in the far-infrared, Advances in Space Research, 2007, 40, pp. 689-703.
  20. D. Leisawitz, SPECS: The Kilometer-baseline Far-IR Interferometer in NASA's Space Science Roadmap, Optical, Infrared, and Millimeter Space Telescopes, Advances in Space Research, 2004, 34, pp. 631-636.
  21. A.V. Smirnov, A.M. Baryshev, S.V. Pilipenko, N.V. Myshonkova, V.B. Bulanov, M.Y. Arkhipov, I.S. Vinogradov, S.F. Likhachev and N.S. Kardashev, Space mission Millimetron for terahertz astronomy, Space Telescopes and Instrumentation 2012: Optical, Infrared, and Millimeter Wave, Proc. of SPIE, 2012, Vol. 8442, paper 84424C-1.
  22. Н. С. Кардашев, "РАДИОАСТРОН" - Радиотелескоп много больше Земли. Научная программа, Успехи физических наук, Ноябрь 2009, Том 179, №11. (О программе "Миссия МИЛЛИМЕТРОН", в части бинокулярного интерферометрического телескопа "Космос-Земля", см. в [22], на стр. 1201-1202 и на рис. 17).