ES2216555T3 - Aparato de exploracion. - Google Patents

Abstract

Un aparato para explorar radiación de entrada procedente de una escena y para generar una radiación de salida para formar una imagen en un plano de imagen, que comprende: una placa reflectiva giratoria (1), que forma una pupila de entrada al aparato, para recibir y reflejar radiación de entrada, teniendo la placa reflectiva un eje de rotación (50) que atraviesa sustancialmente el centro de la placa, en donde el eje de rotación está inclinado según un ángulo zeta-a no nulo respecto de la placa reflectiva (1) y la normal a la placa reflexiva en el centro de rotación (50), medios (3) para hacer girar la placa reflectiva, medios de enfoque (5; 55) para producir una imagen en el plano de imagen, y un detector (6; 30; 31) situado en el plano de imagen, caracterizado porque el aparato explora radiación de ondas milimétricas o de ondas de radio, porque el detector y el plano de imagen están curvados, y porque los efectos convergentes sobre los medios de enfoque (5; 55) y la placa reflectiva giratoria (1) cooperan con la curvatura del plano de imagen para enfocar la imagen sobre el detector (6; 30; 31).

Description

Aparato de exploración.

La invención se refiere a aparatos de exploración que se pueden usar en sistemas de formación de imágenes en tiempo real y, en particular, en sistemas pasivos de formación de imágenes por ondas milimétricas en tiempo real. El aparato de exploración también puede emplearse en otros sistemas de radiometría.

La patente británica número 700868 (Febrero 1952-Diciembre 1953) describe un reflector de torsión que se refiere a un campo similar que el de la presente invención.

La formación de imágenes por ondas milimétricas es potencialmente útil como ayuda de vigilancia y guiado en todo tiempo pero cualquier sistema prácticamente útil debe ser capaz de formar imágenes en tiempo real. Esto no es posible utilizando los sistemas existentes. En un formador de imágenes por ondas milimétricas, la radiación procedente de la escena que se ha de explorar es recogida por medio de un espejo cóncavo o una lente y es enfocada sobre una red de receptores de ondas milimétricas. Actualmente, no están disponibles grandes redes bidimensionales de receptores que cubran la totalidad de una imagen requerida. En vez de ello, un número bastante más pequeño de receptores es explorado a través de la imagen con el fin de componer el cuadro completo. Una técnica similar se usa en algunos formadores de imágenes por infrarrojos (por ejemplo, documento EP 0226273).

Los actuales sistemas formadores de imágenes por ondas milimétricas utilizan una exploración mecánica de uno o varios canales para sintetizar una imagen. Últimamente, se podrían desarrollar técnicas de redes de exploración electrónica y de enfoque fijo para implementar una formación de imágenes por ondas milimétricas en tiempo real, aunque existen varios problemas asociados con semejante solución. En primer lugar, dado que la longitud de onda es necesariamente grande, con el fin de formar imágenes en condiciones climáticas adversas la abertura del sistema debe ser grande para obtener una resolución adecuada. En algunos sistemas de formación de imágenes por ondas milimétricas la abertura de entrada puede ser del orden de 1 m de diámetro. En segundo lugar, el coste por canal es alto de modo que cualquier técnica de redes de exploración electrónica o de enfoque fijo es cara. Además, en el caso de redes de enfoque fijo de ondas milimétricas existen problemas fundamentales análogos a los problemas de blindaje en frío encontrados en sistemas de infrarrojos.

Otro requisito de un sistema práctico de formación de imágenes por ondas milimétricas es que debe ser capaz de funcionar a frecuencias compatibles con la televisión (es decir, 50 Hz para Reino Unido, 60 Hz para los Estados Unidos de América). En los infrarrojos, los sistemas de exploración son a menudo espejos planos articulados alrededor de un eje contenido dentro de su superficie. Esta no es una opción práctica en la banda de ondas milimétricas dado que se necesitarían espejos de gran abertura para oscilar hacia atrás y hacia delante a frecuencias compatibles con la televisión, requiriendo un gran cambio inercial al final de cada exploración.

En sistemas de formación de imágenes de infrarrojos, en los que las aberturas de entrada son típicamente de sólo 10 mm de diámetro, se han usado sistemas giratorios (EP 0226273). Además, en los infrarrojos, es usual emplear telescopios afocales para emparejar el campo de visión de la escena con el del polígono giratorio. Esto no es práctico en la formación de imágenes por ondas milimétricas de alta resolución en donde las aberturas de entrada tienen diámetros considerablemente mayores y los telescopios afocales tendrían que ser excesivamente grandes.

Cualquier mecanismo de exploración empleado en un sistema de formación de imágenes por ondas milimétricas debe situarse, por tanto, en el objeto o en el plano de imagen. Además, cualquier mecanismo de exploración situado en el plano de imagen debe tener un buen rendimiento fuera del eje. Esto es difícil de lograr utilizando la tecnología existente.

Otro método de exploración conocido utilizado en formadores de imágenes de infrarrojos es un sistema de dos discos que giran alrededor de ejes que están ligeramente inclinados respecto de las normales a sus superficies (US-A-4923263). La radiación incidente sobre el primer disco es reflejada oblicuamente desde el primer disco giratorio y pasa al segundo disco para experimentar una segunda reflexión. Variando la orientación y la velocidad relativa de rotación de los discos, se pueden lograr patrones de exploración variables. Sin embargo, tal sistema de disco giratorio en dos ejes no sería ideal para uso en la formación de imágenes por ondas milimétricas dado que el sistema sería inconvenientemente grande.

Es un objeto de la presente invención proporcionar un aparato compacto de exploración espacial de objetos que se pueda utilizar, en particular, para implementar formación de imágenes por ondas milimétricas en tiempo real, o en sistemas radar. Es también un objeto de la invención proporcionar un aparato de exploración que tenga necesidades de alimentación limitadas y una inercia mínima y proporcione un buen rendimiento fuera del eje.

Un aparato para realizar exploraciones de radiación de entrada procedente de una escena y para generar una radiación de salida para formar una imagen en una red de detectores curvada según la invención aparece expuesto en la reivindicación 1.

La placa reflectiva giratoria puede ser un reflector sustancialmente plano.

En una realización preferida, el aparato puede comprender una placa reflectiva giratoria que muestra un perfil cóncavo para producir una imagen en el detector, incorporando así la función de los medios de enfoque en la placa reflectiva giratoria.

Preferiblemente, los medios de enfoque comprenden

una disposición de lente, capaz de transmitir y enfocar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular y dispuesta para recibir tanto radiación de entrada procedente de la escena como radiación de entrada reflejada desde la placa giratoria, comprendiendo la disposición de lente un primer elemento polarizante, para transmitir selectivamente y reflejar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular, teniendo el primer elemento polarizante un primer eje de polarización y teniendo una superficie sustancialmente plana, un segundo elemento para girar la dirección de polarización de radiación sustancialmente 45º y un tercer elemento polarizante, para transmitir selectivamente y reflejar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular, teniendo el tercer elemento polarizante un tercer eje de polarización y una superficie sustancialmente esférica que tiene un centro de curvatura, C, y un radio de curvatura, R, formando el tercer eje de polarización un ángulo de sustancialmente 45º con el primer eje de polarización, y

en donde (i) el eje de rotación de la placa atraviesa el centro de curvatura, C, y

(ii) la separación del primer elemento de polarización y el centro de curvatura a lo largo del eje de rotación y la separación entre el primer elemento polarizante y el disco a lo largo del eje de rotación son sustancialmente iguales,

siendo tal la disposición del aparato que se minimizan en uso las aberraciones ópticas de la imagen formada en el detector.

El aparato puede comprender además una red de bocinas de alimentación, formando parte las bocinas de alimentación de una superficie esférica que tiene un radio de curvatura sustancialmente igual a R/2 y que es concéntrica con el tercer elemento polarizante. El aparato puede comprender además una red de elementos de detectores.

En una realización preferida, la red de detectores forma parte de una cámara de formación de imágenes por ondas milimétricas.

Ventajosamente, el primer elemento polarizante es una rejilla plana de hilos y el tercer elemento polarizante es una rejilla sustancialmente esférica de hilos.

El aparato puede comprender dos o más disposiciones de lente dispuestas en serie.

En una realización preferida adicional, la capa dieléctrica situada sobre la superficie de la placa reflectiva giratoria forma una configuración de espejo Mangin giratorio, para proporcionar una corrección óptica.

En una realización preferida, el aparato comprende además

una disposición de lente, capaz de transmitir y enfocar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular, situada entre la placa reflectiva giratoria y el detector y dispuesta para recibir tanto radiación de entrada procedente de la escena como radiación de entrada reflejada desde la placa reflectiva giratoria, comprendiendo la disposición de lente un primer elemento polarizante, para transmitir selectivamente y reflejar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular, teniendo el primer elemento polarizante un primer eje de polarización y teniendo una superficie sustancialmente plana, un segundo elemento para girar la dirección de polarización de radiación sustancialmente 45º y un tercer elemento polarizante, para transmitir selectivamente y reflejar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular, teniendo el tercer elemento polarizante un tercer eje de polarización y teniendo una superficie sustancialmente plana, formando el tercer eje de polarización un ángulo de sustancialmente 45º con el primer eje de polarización,

siendo tal la disposición del aparato que se reduce la trayectoria óptica dentro del aparato y se logra una configuración compacta.

El perfil de la capa dieléctrica puede ser diferente del perfil de la placa reflectiva giratoria.

La superficie de la capa dieléctrica y la superficie de la placa reflectiva giratoria son ambas preferiblemente asféricas.

El aparato puede comprender además una placa correctora situada entre la placa reflectiva giratoria y el tercer elemento polarizante para eliminar aberraciones esféricas de una imagen formada en la red de detectores.

Preferiblemente, placa correctora es un elemento convergente débil, siendo tal la disposición que el diámetro de la disposición de lente se puede reducir.

En otra realización, la placa correctora muestra un perfil convexo asférico.

En una realización preferida, la placa reflectiva giratoria es un elemento convergente débil para eliminar aberraciones asféricas de la imagen formada en la red de detectores.

En una realización preferida adicional, la placa reflectiva giratoria es un elemento convergente débil, siendo tal la disposición que se reduce el diámetro de la disposición de lente.

Preferiblemente, la placa reflectiva giratoria es una elemento convergente fuerte, siendo tal la disposición que se reduce la potencia convergente de la disposición de lente. La placa reflectiva giratoria puede mostrar un perfil cóncavo asférico.

Ventajosamente, el aparato también puede incluir una receptor de radar.

Preferiblemente, el ángulo de inclinación \theta_{a} es de entre 1º y 10º.

Para los fines de esta descripción, el término "elemento polarizante" ha de entenderse como que significa cualquier elemento que actúa sobre una polarización de radiación particular, incluyendo elementos que actúan sobre radiación no polarizada, pero que no producen radiación polarizada.

La invención se describirá ahora, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a las siguientes figuras, en las que:

La figura 1 muestra un diagrama de un sistema giratorio convencional de dos discos y dos ejes,

Las figuras 2(a) y 2(b) muestran ejemplos de los patrones de exploración que se pueden lograr utilizando el sistema giratorio de dos discos de la figura 1,

La figura 3 muestra el sistema de dos discos de eje único de la presente invención,

La figura 4 muestra un sistema de exploración de un solo disco que comprende un reflector de techo,

La figura 5 muestra un reflector de techo,

La figura 6 muestra un sistema compacto de exploración de un disco que comprende un reflector de techo polarizante,

La figura 7 muestra un diagrama esquemático de una lente de reflector que se puede usar en el aparato de exploración,

La figura 8 muestra un diagrama de un sistema de exploración de un disco, incluyendo la lente reflectiva sensible a la polarización de la figura 7,

La figura 9 muestra un sistema de exploración de un disco que emplea una serie de elementos de reflector de techo,

La figura 10 muestra un patrón de exploración abierto casi lineal,

La figura 11 muestra una realización del aparato que puede usarse para proporcionar un patrón de exploración cónico,

La figura 12 muestra el patrón de exploración que se puede lograr utilizando el aparato mostrado en la figura 11,

La figura 13 muestra un diagrama adicional de un sistema de exploración que proporciona un patrón de exploración cónico, incluyendo la lente reflectiva sensible a la polarización de la figura 7,

La figura 14 muestra una realización del aparato que incorpora una placa correctora para reducir el sobredimensionamiento de la lente de reflector estática principal,

La figura 15 muestra un diagrama de una configuración compacta para la realización de la figura 14,

La figura 16 muestra una realización del aparato que incorpora un disco de exploración cóncavo corregido para reducir el sobredimensionamiento de la lente de reflector estática principal.

La figura 17 muestra una realización del aparato que incorpora un disco de exploración de espejo de Mangin giratorio en vez de un disco de exploración y una lente correctora independientes.

La figura 18 muestra un diagrama de una configuración compacta para la realización de la figura 14, que incluye la lente reflectiva sensible a la polarización de la figura 7.

Haciendo referencia a la figura 1, un sistema giratorio convencional de dos discos comprende dos discos 1a, 1b, cada uno apoyado en un eje independiente 2a, 2b que está conectado a un mecanismo de rotor 3a, 3b. Cada eje 2a, 2b está inclinado unos pocos grados respecto de las normales a las superficies de los discos 1a, 1b. Típicamente, el ángulo de inclinación es de 5º. A medida que los discos 1a, 1b giran alrededor de sus ejes respectivos, la radiación incidente 4 procedente de la escena incide sobre el primer disco giratorio 1a y es reflejada oblicuamente hacia el segundo disco giratorio 1b en donde experimenta una segunda reflexión. Desde el segundo disco giratorio 1b, la radiación puede hacerse pasar a un sistema de formación de imágenes o de recepción, comprendiendo típicamente una óptica de recogida 5 y una receptor 6 (o una red de receptores). Por ejemplo, el receptor 6 puede ser el elemento de receptor de una cámara de formación de imágenes por ondas milimétricas o el elemento de receptor de un sistema de radar.

Los dos discos 1a, 1b pueden inclinarse según ángulos iguales o diferentes respecto de la normal a la superficie de disco respectivo y pueden girar a la misma o a diferentes velocidades, dependiendo del patrón de exploración requerido por el formador de imágenes. Si los dos discos 1a, 1b están inclinados en ángulos diferentes respecto de sus ejes de rotación y se hacen girar a velocidades diferentes, se logrará un patrón de exploración bidimensional. Si los ángulos de inclinación de los dos discos son los mismos, dos discos girando en la misma dirección dan lugar a un patrón de exploración de pétalo, según se muestra en la figura 2a. Si los ángulos de inclinación de los dos discos son los mismos y los discos giran a la misma velocidad pero en direcciones opuestas, se puede lograr un patrón de exploración casi lineal, según se muestra en la figura 2b.

Para funcionamiento en longitudes de onda milimétricas se necesita que el aparato mostrado en la figura 1 sea grande y, además, bastante complejo. Por tanto, no es práctico para uso en estas longitudes de onda. Haciendo referencia a la figura 3, un aparato de exploración compacto, adecuado para uso en sistemas de formación de imágenes por ondas milimétricas, comprende dos placas reflectivas, por ejemplo los discos 1a, 1b, apoyados en un único eje 7 que atraviesa el centro de la superficie de cada disco 1a, 1b, un mecanismo giratorio 3 y un espejo plano fijo 8. La radiación 4 procedente de la escena de la imagen cae sobre el primer espejo giratorio 1a. Cualquier dirección de la radiación incidente 4 experimenta una exploración cónica durante la reflexión y cae sobre el espejo plano 8. Desde el espejo 8, la radiación se refleja hacia el segundo disco giratorio 1b en donde es reflejada hacia la óptica de recogida 5 del formador de imágenes. Desde la óptica de recogida, la radiación es enfocada hacia el elemento receptor 6 del sistema de formación de imágenes situado en el plano de imagen de la óptica de enfoque 5.

Las normales, n_{a}, n_{b}, a los dos discos 1a, 1b forman un ángulo \theta_{a}, \theta_{b}, respectivamente, respecto al eje de rotación 7. Para la configuración mostrada en la figura 3, en la que los discos 1a, 1b están inclinados en direcciones opuestas, la dirección de la exploración es perpendicular al plano que contiene tanto el eje de giro 7 como una normal al plano del espejo 8. Si los dos espejos están inclinados en la misma dirección, en vez de en direcciones opuestas, la dirección de la exploración está en el plano que contiene tanto el eje de giro 7 como una normal al plano del espejo 8. Típicamente, los ángulos \theta_{a}, \theta_{b} pueden estar entre 1º y 10º.

Es ventajoso tener los ángulos de inclinación (\theta_{a}, \theta_{b}) de los discos giratorios 1a, 1b en el mismo plano y sustancialmente de la misma magnitud (\theta_{a} = \theta_{b} = \theta) pero en direcciones opuestas. En este caso, las fuerzas debidas a la inclinación de los espejos y su resistencia aerodinámica se cancelan en el eje de rotación 7. Con la configuración mostrada en la figura 3, el haz incidente de radiación 4 es explorado a través de un ángulo de \pm 4\theta (en donde \theta es el ángulo de inclinación de los espejos respecto de la normal al eje de rotación 7). En consecuencia, por ejemplo, una inclinación de 4º produce un campo de visión total de 32º en la escena.

Después de que la radiación 4' ha sido reflejada desde los dos discos reflectivos 1a, 1b, es enfocada por la óptica de recogida 5 sobre el receptor 6 del sistema formador de imágenes. El receptor 6 puede tener típicamente uno o más detectores de ondas milimétricas en una red. Una forma codificada temporal de la imagen es registrada por el detector o detectores en el plano de imagen y, a partir de un conocimiento del patrón de exploración, puede desplegarse una imagen bidimensional a partir de la señal o señales codificadas temporales.

Para velocidades y fases angulares particulares de los discos el patrón de exploración resultante es una exploración de trama. Por motivos asociados con la manera según la cual el ojo procesa una imagen en movimiento, una exploración de trama puse ser la forma más deseable de exploración. Además, utilizando una exploración de trama se podría usar una red de detectores, registrando cada detector una o varias líneas de la imagen. La arquitectura facilita el despliegue de los datos para formar la imagen requerida.

Por ejemplo, con los dos discos (figura 3) girando a la misma velocidad, la exploración resultante es una exploración de líneas en una dimensión. La segunda dimensión de la imagen puede formarse por una red lineal de detectores posicionados a 90º respecto de la exploración de líneas. En este caso, el número de pixeles de imagen en una dirección sería el mismo que el número de detectores.

En una realización alternativa del aparato de exploración, los dos discos giratorios pueden reemplazarse por únicamente un disco giratorio 1, según se muestra en la figura 4, reduciendo adicionalmente el tamaño de todo el aparato. En esta configuración, el aparato también comprende un reflector de techo 9 de 90º (\pi/2).

Se describe la construcción del reflector de techo 9 con referencia a la figura 5. El reflector de techo 9 puede comprender dos superficies reflectivas planas 10a, 10b que están inclinadas sustancialmente 90º una con respecto a la otra y que están en contacto a lo largo de un vértice 11. En la figura, una línea hipotética 12 está dibujada entre las dos superficies reflectivas 10a, 10b, en donde la línea 12 es sustancialmente ortogonal respecto al vértice 11. De ahora en adelante, se hace referencia a la línea 12 como la línea de intersección de las dos superficies 10a, 10b.

Haciendo referencia a la figura 4, la radiación 4 procedente de la escena incide sobre el disco 1 y es reflejada al reflector de techo 9 de 90º (\pi/2), en donde es reflejada de vuelta hacia el disco giratorio 1 y luego reflejada hacia la óptica de recogida 5 del sistema formador de imágenes, a través de un divisor de haz 13 que separa la trayectoria de la radiación entrante y saliente. Aunque es preferible separar la trayectoria de la radiación de entrada 4 de la trayectoria de la radiación de salida 4', en algunas configuraciones operativas esto puede no ser esencial y el divisor de haz 13 puede omitirse del aparato mostrado en la figura 4.

Como en el ejemplo anterior, el disco giratorio está inclinado ligeramente respecto de la normal al eje de rotación 6 en un ángulo \theta. Típicamente, el ángulo de inclinación, \theta, puede ser de 5º. Utilizando esta configuración, se logra una exploración angular casi lineal (según se muestra en la figura 2(b)) en un plano paralelo a la línea de intersección 12 de las dos superficies reflectivas 10a, 10b.

Aunque es preferible usar un reflector de techo en esta disposición, también pueden usarse dos superficies reflectivas independientes, en donde las dos superficies reflectivas están inclinadas de tal manera que están en un ángulo de sustancialmente 90º una con respecto a la otra, pero no están necesariamente en contacto. Sin embargo, esta disposición daría como resultado una pérdida de alguna radiación reflejada desde el disco hacia las superficies reflectivas.

El divisor de haz 13 puede ser un espejo polarizante convencional y proporciona un medio para separar la radiación de salida 4', para su transmisión al sistema de formación de imágenes, de la radiación de entrada 4. Un espejo polarizante convencional consta típicamente de una lámina de plástico transparente plana con unos hilos conductores paralelos delgados muy próximos. Si los hilos están orientados en un ángulo de 45º (\pi/4) respecto de la radiación incidente, únicamente se transmite una radiación polarizada lineal de 45º. Los hilos conductores paralelos del espejo polarizante están orientados en un ángulo de 45º respecto de la radiación incidente 4 y, por tanto, únicamente se propaga una radiación polarizada lineal de 45º hacia el reflector de techo 9. En consecuencia, la radiación transmitida incide en el reflector de techo 9 con su polarización inclinada 45º con respecto a la línea de intersección 12 de las dos superficies reflectivas 10a, 10b. La radiación 4 experimenta un giro de 90º de su dirección de polarización durante la reflexión en reflector de techo 9 y se transmite al disco reflectivo.

Tras la reflexión procedente del disco giratorio 1 durante este segundo tiempo la radiación es, por tanto, polarizada linealmente en -\pi/4 y es reflejada subsiguientemente por el espejo polarizante 13 y pasada a la óptica de recogida 5. Por tanto, el espejo polarizante 13 es transparente para la radiación entrante polarizada en una dirección perpendicular a la dirección de los hilos conductores y es reflectivo para radiación entrante polarizada paralela a la dirección de los hilos conductores. Consecuentemente, la disposición mostrada en la figura 4 únicamente permitiría que se detectara una polarización única en el receptor 6.

En esta realización, el disco giratorio 1 tiene que estar sobredimensionado en comparación con la abertura de la óptica de recogida 5, en primer lugar porque su eje de rotación está inclinado respecto de la dirección de los haces incidentes y reflejados y en segundo lugar porque existe un desplazamiento significativo del haz respecto de su posición media a medida que el espejo gira alrededor de su eje.

Estos dos efectos pueden superarse colocando el disco giratorio 1 cerca del reflector de techo 9, según se muestra en la figura 6. Como en los ejemplos anteriores, la normal al disco giratorio 1 está ligeramente inclinada un ángulo, \theta, respecto del eje de rotación 7. En esta configuración, el aparato de exploración incluye un reflector de techo polarizante 14 que comprende dos polarizadores sustancialmente planos 15a, 15b inclinados sustancialmente 90º uno con respecto a otro. Los dos polarizadores 15a, 15b ocupan el lugar de las dos superficies reflectivas 10a, 10b de la figura 5. Los polarizadores 15a, 15b tiene ejes de polarización orientados para transmitir radiación que tiene sustancialmente la misma polarización y sustancialmente paralela o perpendicular a la línea de intersección 12 de los dos polarizadores 15a, 15b, y, por tanto, sustancialmente perpendicular o paralela al vértice 11 (véase figura 5). Según se mencionó anteriormente, también sería posible utilizar dos polarizadores independientes en vez del reflector de techo polarizante, en donde los dos polarizadores están inclinados sustancialmente 90º pero no están necesariamente en contacto.

En esta realización, el aparato de exploración también comprende un rotor de Faraday 16 para girar la dirección de polarización de radiación en 45º (\pi/4). La radiación incidente sobre el rotor de Faraday 16 experimenta un giro en su dirección de polarización cada vez que lo atraviesa (es decir, un giro de 45º por pasada). Radiación 4 con una dirección particular de polarización es hecha entrar a través del reflector de techo 14 en el rotor de Faraday 16. La radiación es reflejada por el disco giratorio 1 y, por tanto, su dirección de polarización es hecha girar en 45º adicionales a medida que es transmitida de vuelta a través del rotor de Faraday 16. La radiación es reflejada entonces en el reflector de techo 14 y experimenta un giro total adicional en su dirección de polarización de 90º a medida que atraviesa hacia atrás y hacia delante el rotor de Faraday 16, al tiempo que se refleja una segunda vez en el disco giratorio 1. En este punto, la dirección de polarización es tal que la radiación 4' es capaz de atravesar el reflector de techo 14.

Alternativamente, el rotor de Faraday 16 puede reemplazarse por una superficie birrefringente de ondas milimétricas, tal como una línea meandriforme. Para una radiación polarizada plana incidente, que se puede resolver en dos componentes perpendiculares, cada una de ellas orientada a \pi/4 (45º) respecto de la dirección de polarización del haz incidente, se puede construir una línea meandriforme para introducir un desplazamiento de fase de 90º (\pi/2) entre las dos componentes perpendiculares. Por tanto, se introduce un desplazamiento de fase de 90º (\pi/2) en el estado de polarización de radiación cada vez que la radiación atraviesa la línea meandriforme. Detalles adicionales relativos a líneas meandriformes pueden encontrarse en las siguientes referencias; L. Young et al., IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol AP-21, páginas 376-378, mayo 1973, y R-S Chu et al., IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol AP-35, número 6, páginas 652-661, junio 1987.

Habiendo atravesado el reflector de techo 14, la radiación polarizada plana incidente sobre la línea meandriforme es polarizada, por tanto, circularmente. La radiación circularmente polarizada es reflejada desde el disco giratorio 1 y atraviesa de vuelta la línea meandriforme hacia el reflector de techo polarizante 14 en donde es reflejada sobre la primera pasada, volviendo a través de la línea meandriforme y el disco reflectivo, pero es transmitida en la pasada siguiente.

En la práctica, puede ser necesario usara pluralidad de líneas meandriformes en una configuración apilada para dar el desplazamiento de fase requerido de \pi/2 entre los dos ejes. Las líneas meandriformes pueden ser más adecuadas para uso en formación de imágenes por ondas milimétricas en el extremo de grandes longitud de onda de la banda de ondas (por ejemplo, 35 GHz).

La trayectoria de la radiación de salida 4' reflejada desde el aparato de exploración es separada de la radiación de entrada 4 usando un polarizador plano inclinado 17 y un rotor de Faraday adicional 18 de 45º. La radicación de salida 4' es separada, por tanto, de la trayectoria de la radiación de entrada 4 y es dirigida hacia la óptica de recogida 5 del sistema de formación de imágenes. En esta configuración, es esencial que el polarizador 17 refleje la radiación a sustancialmente 45º respecto de la dirección de polarización transmitida por los dos polarizadores 15a, 15b (es decir, 45º respecto del vértice 11). Cuando se usa este reflector de techo 14, la dirección de la exploración en el formador de imágenes es paralela a la línea de intersección 12 de los dos polarizadores 14a, 14b del reflector de techo 15. En esta configuración, el sistema formador de imágenes detectará únicamente un solo estado de polarización.

Aunque es preferible separar la trayectoria de la radiación de entrada 4 de la trayectoria de la radiación de salida 4', en algunas configuraciones operativas esto puede no ser esencial y el polarizador 17 y el rotor de Faraday 18 pueden, por tanto, omitirse del aparato mostrado en la figura 6.

La figura 8 es una modificación de la figura 6 e incluye componentes ópticos alimentados para permitir que la radiación enfocada pase directamente hacia el receptor 6. Por ejemplo, la figura 7 muestra una lente 19 de reflector que se puede incluir en el aparato de exploración. La lente 19 del reflector comprende tres elementos; dos elementos polarizantes 20, 22 (denominados alternativamente como reflectores polarizantes) y un rotor de Faraday 21 que gira en 45º el plano de polarización de la radiación que lo atraviesa. Las flechas 23, 24 indican la dirección de polarización de la radiación transmitida por los elementos 20 y 22, respectivamente.

Para los fines de esta descripción, los elementos 20, 21, 22 también pueden denominarse como superficies 20, 21, 22. Aunque las superficies 20, 21, 22 están ilustradas en la figura 7 como superficies curvadas, esto no es esencial. Por ejemplo, al menos una de las superficies 20, 21, 22 puede tener una superficie sustancialmente plana.

Las flechas mostradas a lo largo de la trayectoria de la radiación 4 indican la dirección de polarización a medida que la radiación es transmitida a través de la lente 19 del reflector. La radiación 4 incide sobre el primer elemento 20 en donde una dirección de polarización es transmitida (es decir, la radiación que tiene su dirección de polarización verticalmente en el plano del papel). La radiación transmitida por el primer elemento 20 atraviesa el segundo elemento 21, que hace girar en 45º la dirección de polarización. Por ejemplo, el segundo elemento puede ser un rotor de Faraday de 45º. La polarización de la radiación incidente en el tercer elemento 22 es perpendicular al estado de polarización que es transmitido por la superficie 20 y, por tanto, la radiación es reflejada. En la trayectoria de retorno, la radiación experimenta un giro adicional de 45º en su dirección de polarización a medida que atraviesa el segundo elemento 21. La dirección de polarización es ahora perpendicular al eje de transmisión del primer elemento 20 e igualmente la radiación es reflejada. El haz reflejado experimenta un giro adicional de 45º a medida que atraviesa el segundo elemento 21 y su polarización es tal que entonces es transmitida, y entregada desde la lente 19 del reflector, por el tercer elemento 22. Por lo tanto, el funcionamiento de la disposición de lente 19 es tal que una polarización atraviesa la lente sin ningún efecto de enfoque, pero cuando la misma polarización atraviesa una segunda vez, durante la trayectoria de retorno, es enfocada. La naturaleza no recíproca de la lente se logra usando un rotor de Faraday dentro de la disposición.

La figura 8 muestra el aparato de exploración aún más compacto, que incluye la lente 19 del reflector mostrada en la figura 7. La lente 19 del reflector está situada directamente delante del reflector de techo 14. Si las superficies 20, 21 y 22 tienen la forma adecuada, la radiación transmitida a través de la lente 19 del reflector estará enfocada. La radiación entrante 4, que tiene la dirección correcta de polarización, es transmitida a través de la lente 19 del reflector y no experimenta desviación alguna mientras la radiación saliente 4' está enfocada directamente hacia el receptor 6.

Cuando se emplea el reflector de techo polarizante 14, el haz de radiación incidente en el disco giratorio 1 experimenta un desplazamiento considerable a lo largo de la longitud del disco giratorio 1. Haciendo referencia a la figura 9, es posible reemplazar el único reflector de techo 14 por una serie de reflectores de techo 25 de menor dimensión, de modo que tras la reflexión procedente del disco giratorio 1 la radiación es desplazada en grado reducido (la trayectoria de la radiación no se muestra por motivos de claridad), reduciendo así aún más el tamaño del aparato de exploración. De nuevo, la lente 19 del reflector puede usarse para enfocar la radiación saliente 4' directamente hacia el receptor 6.

El disco giratorio 1 de la figura 9 puede ser ligeramente cóncavo. En este caso, es posible lograr el patrón de exploración abierto casi lineal mostrado en la figura 10. Este patrón de exploración abierto permite doblar el número de líneas de televisión obtenidas con el patrón de exploración de la figura 2(b). Por ejemplo, permite obtener un patrón entrelazado para una red de detectores que comprende una serie de elementos de detector separados por una distancia de paso, d, coincidiendo la anchura, w, del patrón de exploración abierto con la mitad del paso de detector, d. Por tanto, se puede lograr el máximo rendimiento de frecuencia espacial. Esto es análogo a la técnica de microexploración utilizada en la formación de imágenes por infrarrojos [D.J. Bradley y P.N.J. Denis, "Sampling effects in HgCdTe focal plane arrays in IR technology and applications" (Ed. L.R. Baker and A. Manson), Proc. SPIE vol 590 páginas 53-60 (1985)].

El uso de reflectores de techo múltiples en la disposición de la figura 9 puede introducir cambios de fase que deterioren la resolución espacial del formador de imágenes. En consecuencia, puede ser preferible sacrificar el beneficio del tamaño reducido del aparato de la figura 8 y utilizar solamente un único tor de techo, como se muestra en la figura 8. Sin embargo, la configuración mostrada en la figura 8 puede llevar a que la pupila vague debido al desplazamiento de un haz entrante 4 por el disco 1 y la disposición de reflectores de techo 15a, 15b y, por tanto, se reduce el área de pupila efectiva del sistema.

El aparato también se puede configurar para proporcionar un sistema de exploración cónico, en vez de una exploración de trama. Configuraciones para lograr esto se muestran en las figuras 11 y 13 a 18. La configuración mejorada mostrada en la figura 13 proporciona ventajas sobre el aparato mostrado en la figura 8 porque es más compacta y no da lugar a que vague la pupila. Asimismo, tiene una resolución espacial muy mejorada frente al aparato de la figura 9. La disposición mostrada en la figura 13 también proporciona la ventaja de que se minimizan las aberraciones ópticas de la imagen formada en la red de detectores. Más específicamente, se minimizan las aberraciones astigmatismo y coma.

El aparato mostrado en la figura 13 comprende una red 40 de bocinas de alimentación, que comprende unas bocinas de alimentación 41, y una red de detectores 30 que tiene una serie de elementos 31 de detector. Los elementos 31 de detector son alimentados por las bocinas de alimentación 41 de la red 40 de bocinas de alimentación. El aparato también comprende una lente 19 de reflector y una placa o disco giratorio 1. El disco 1 gira típicamente alrededor de un eje que atraviesa su centro bajo un ángulo de inclinación de unos pocos grados respecto de la normal al eje, es decir unos 5º, según se describió previamente.

La lente 19 del reflector tiene la estructura descrita con referencia a la figura 7 y comprende un elemento 20 de reflector polarizante, por ejemplo una rejilla de hilos verticales, un rotor de Faraday 21 y un elemento 22 de reflector polarizante, por ejemplo una rejilla de hilos de 45º. Según se describió anteriormente, el funcionamiento de la lente 19 del reflector es tal que la radiación incidente 4 de una polarización, en este caso polarización horizontal, atraviesa la disposición de lente sin ningún efecto de enfoque, como se describió anteriormente, mientras que al atravesar la lente 19 por segunda vez, desde la dirección opuesta, resulta enfocada.

En la disposición mostrada en la figura 13, la rejilla 20 de reflector polarizante tiene una superficie sustancialmente plana y la rejilla 22 de reflector polarizante tiene una superficie sustancialmente esférica. Esta superficie esférica tiene un centro de curvatura en C y un radio de curvatura R y, por tanto, tiene un foco a una distancia R/2 de la superficie esférica. Las bocinas de alimentación 41 forman parte de una superficie esférica que tiene la mitad del radio de curvatura de la rejilla 22 de reflector polarizante (es decir, radio de curvatura = R/2) y que es concéntrica con la misma. Las bocinas de alimentación están localizadas, por tanto, a una distancia de sustancialmente R/2 del centro de la imagen de la pupila de entrada formada en el centro de curvatura, C. El eje 50 alrededor del cual gira el disco 1 atraviesa el centro de curvatura, C, de la rejilla 22 de reflector esférica.

Según se ilustra en la figura 13, x es la distancia entre la red 40 de bocinas de alimentación y la rejilla 20 de reflector plana, L, representa la distancia entre la rejilla 20 de reflector plana y el plano de imagen, 35, y también la distancia entre la rejilla 20 de reflector plano y el disco 1. La distancia y es la distancia, a lo largo del eje de rotación 50 del disco, entre la rejilla 22 de reflector cóncava y el disco. La distancia y es igual al doble de la distancia x. Utilizando estas dimensiones, se minimizan las aberraciones de astigmatismo y coma en la imagen formada en el detector. Si, en vez de ello, la rejilla 20 de reflector plana tuviera una superficie cóncava o esférica, las distancias, L, de la figura 13 no tendrían que ser iguales.

La radiación entra en el aparato desde el lado derecho de la figura y alcanza el disco 1 en rápida rotación fuera del eje, formando el disco 1 la pupila de entrada del aparato. La radiación es reflejada en el disco 1 y se desplaza de vuelta a través del aparato y es reflejada por la rejilla 20 de reflector plana. La reflexión procedente de la rejilla 22 de reflector cóncava enfoca la radiación hacia la red 40 de bocinas de alimentación.

Existe un ángulo de 45 grados entre las orientaciones de los hilos de la rejilla 20 de reflector plana y los hilos de la rejilla 22 de reflector cóncava, y el rotor de Faraday 21, típicamente un rotor Faraday de ferrita, gira el plano de polarización en 45 grados. Por tanto, la radiación que entra desde el lado derecho atravesará la óptica sin resultar enfocada, mientras que la radiación reflejada desde el disco 1 será enfocada hacia la red 40 de bocinas de alimentación.

El reflector polarizante plano 20 forma la imagen del centro de la pupila de entrada (disco 1) en el centro de curvatura, C, del elemento polarizante esférico 22. Utilizando esta disposición óptica e minimizan las aberraciones de la imagen en la red de detectores. Más específicamente, se minimizan las aberraciones de astigmatismo y coma.

Un único elemento 31 de detector en la red 30 de detectores traza un patrón de exploración circular. Como los elementos 31 de detector permanecen adyacentes uno a otro, la imagen formada es una serie de círculos desplazados, según se muestra en la figura 12. Dado que la lente 19 del reflector se puede colocar entre la red 30 de detectores y el disco giratorio 1, el sistema de exploración es compacto. En disposiciones convencionales, la óptica de exploración tiene que situarse separada de los componentes de enfoque, lo que pueden hacer que tales sistemas resulten inconvenientemente grandes.

Como mejora adicional, puede colocarse una placa correctora (60) entre el disco giratorio 1 y el elemento polarizante esférico 22 para eliminar aberraciones esféricas de la imagen formada en la red 30 de detectores.

Además de corregir aberraciones esféricas, la placa correctora (60) puede modificarse para permitir la reducción del sobredimensionamiento de la lente (19) de reflector estática. Incorporando algo de potencia positiva en la placa correctora (60), puede crearse un elemento convergente débil, permitiendo la reducción del diámetro de la lente (19) de reflector estática.

La figura 14 muestra una forma extendida del dispositivo explorador que incorpora una lente correctora convexa asférica convergente y una lente (19) de reflector estática de diámetro reducido. En esta configuración, la mayoría de la potencia convergente del dispositivo de exploración permanece en la lente (19) de reflector, garantizando una aberración de coma, astigmatismo y esférica mínima. Las aberraciones fuera de eje causadas por la placa correctora convergente también serán pequeñas y puede corregirse parcialmente ajustando la deformación asférica de la placa correctora. Sin embargo, el efecto convergente de la placa correctora debe mantenerse al mínimo necesario para eliminar el sobredimensionamiento de la lente (19) de reflector estática.

La figura 15 muestra un aparato de exploración compacto que incluye una lente correctora convexa asférica.

Una configuración alternativa para reducir el sobredimensionamiento de la lente de reflector estática se muestra en la figura 16 e incluye un disco giratorio cóncavo (1). La aplicación de un perfil cóncavo al disco giratorio (1) tiene el mismo efecto que usar una placa correctora convergente en las figuras 14 y 15.

Aunque se puede usar una placa correctora convergente o un espejo de exploración convergente para reducir el sobredimensionamiento de la lente (19) de reflector estática, en sistemas de abertura grande o en aquéllos que funcionan en longitudes de onda más cortas las aberraciones resultantes de este técnica pueden ser muy bien lo suficientemente grandes, en comparación con la longitud de onda, como para que sean inaceptables.

Una técnica alternativa dirigida a eliminar aberraciones ópticas inaceptables es reducir la potencia convergente de la lente (19) de reflector estática e incorporar más o toda la potencia convergente al disco giratorio (1). En esta configuración los elementos de la lente (19) de reflector estática son ahora planos o están mucho más cerca de ser planos.

El disco giratorio (1) necesita típicamente corrección óptica adicional y ésta puede ser proporcionada por una capa dieléctrica (65) aplicada a la superficie del disco giratorio (1) en vez de por una placa correctora independiente. La capa dieléctrica (65) y el disco giratorio subyacente mostraría típicamente perfiles diferentes, siendo asféricas ambas superficies del disco giratorio y del dieléctrico. El polietileno de alta densidad es un material adecuado para la capa dieléctrica (65) en un dispositivo de exploración de esta clase.

Esta forma de corrección óptica se conoce como espejo de Mangin y se muestra en la figura 17. En este ejemplo, se ha eliminado la lente (19) de reflector estática dado que todo la potencia convergente del aparato de exploración se ha incorporado al disco giratorio (1).

El espejo de Mangin giratorio ofrece ventajas frente a una placa correctora estática convencional. Dado que la capa dieléctrica (65) está fijada al disco giratorio (1), la radiación incidente o reflejada nunca se produce a más de la mitad del ángulo de incidencia normal que tal radiación guardaría con un corrector fijo. En consecuencia, la corrección de aberraciones es más eficiente que con una placa correctora fija para un diseño idéntico en cualquier caso. Además, el espejo de Mangin giratorio forma la pupila de entrada al dispositivo explorador y, por tanto, no existe ni sobredimensionamiento ni desplazamiento de la pupila.

Una ventaja adicional de la configuración de espejo de Mangin es que las bocinas de alimentación (41) en la red (40) de bocinas de alimentación están ahora apuntando hacia dentro, permitiendo mayor espacio para colocar tras ellas componentes de RF.

La figura 18 muestra una configuración compacta de dispositivo de exploración que utiliza un disco giratorio (1) que incorpora un espejo de Mangin y una lente (19) de reflector plana estática. La finalidad principal de la lente de reflector plana en esta configuración es plegar la trayectoria óptica para hacer más compacto al sistema.

En cualquiera de las disposiciones mostradas en las figuras 8, 9, 11, 13-16 o 18, pueden incluirse en serie dos o más lentes (19) de reflector.

Para algunas aplicaciones, el aparato de exploración cónico mostrado en las figuras 11 o 13 a 18 puede ser preferido frente a las configuraciones de las figuras 8 y 9, incluso a expensas de un patrón de exploración cónico más complejo. En la práctica, la configuración preferida del aparato dependerá de la aplicación particular en la cual haya de ser utilizado.

Aunque el aparato de exploración se ha descrito en particular con referencia a la formación de imágenes por ondas milimétricas, también puede ser aplicable a otros sistemas radiométricos. Son bien conocidos la técnica de ondas de radio de alta potencia transmitidas a una escena y el análisis de la radiación transmitida de vuelta a un receptor de radar. Por ejemplo, explorando la radiación transmitida de vuelta al receptor de radar usando el aparato de exploración, se elimina la necesidad de grandes elementos receptores móviles empleados en sistemas radar. La radiación de entrada al aparato de exploración es, por tanto, la radiación reflejada de la escena que se transmite a la escena por el transmisor de radar. Para la finalidad de esta memoria la frase "radiación de una escena" debe considerarse, por tanto, que significa radiación emitida por una escena, reflejada desde ella o transmitida desde ella.

Claims (23)

1. Un aparato para explorar radiación de entrada procedente de una escena y para generar una radiación de salida para formar una imagen en un plano de imagen, que comprende:

una placa reflectiva giratoria (1), que forma una pupila de entrada al aparato, para recibir y reflejar radiación de entrada, teniendo la placa reflectiva un eje de rotación (50) que atraviesa sustancialmente el centro de la placa, en donde el eje de rotación está inclinado según un ángulo \theta_{a} no nulo respecto de la placa reflectiva (1) y la normal a la placa reflexiva en el centro de rotación (50),

medios (3) para hacer girar la placa reflectiva,

medios de enfoque (5; 55) para producir una imagen en el plano de imagen, y

un detector (6; 30; 31) situado en el plano de imagen,

caracterizado porque el aparato explora radiación de ondas milimétricas o de ondas de radio, porque el detector y el plano de imagen están curvados, y porque los efectos convergentes sobre los medios de enfoque (5; 55) y la placa reflectiva giratoria (1) cooperan con la curvatura del plano de imagen para enfocar la imagen sobre el detector (6; 30; 31).

2. El aparato según la reivindicación 1, en el que la placa reflectiva giratoria (1) es un reflector sustancialmente plano.

3. El aparato según la reivindicación 1, en el que la placa reflectiva giratoria (1) muestra un perfil cóncavo para producir una imagen en el detector (6; 30; 31), incorporando así la función de los medios de enfoque (55) en la placa reflectiva giratoria (1).

4. El aparato según la reivindicación 1, en el que los medios de enfoque (5; 55) comprende

una disposición de lente (19), capaz de transmitir y enfocar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular y dispuesta para recibir tanto radiación de entrada procedente de la escena como radiación de entrada reflejada desde la placa giratoria (1), comprendiendo la disposición de lente un primer elemento polarizante (20), para transmitir selectivamente y reflejar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular, teniendo el primer elemento polarizante un primer eje de polarización y teniendo una superficie sustancialmente plana, un segundo elemento (21) para hacer girar la dirección de polarización de radiación en sustancialmente 45º y un tercer elemento polarizante (22), para transmitir selectivamente y reflejar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular, teniendo el tercer elemento polarizante un tercer eje de polarización y una superficie sustancialmente esférica que tiene un centro de curvatura, C, y un radio de curvatura, R, formando el tercer eje de polarización un ángulo sustancialmente de 45º con el primer eje de polarización, y

en donde (i) el eje de rotación (50) de la placa atraviesa el centro de curvatura, C, y

(ii) la separación del primer elemento de polarización y el centro de curvatura a lo largo del eje de rotación y la separación entre el primer elemento polarizante y el disco a lo largo del eje de rotación son sustancialmente iguales,

siendo tal la disposición del aparato que se minimizan en uso las aberraciones ópticas de la imagen formada en el detector (6, 31).

5. El aparato según la reivindicación 4, y que comprende además una red (40) de bocinas de alimentación (41), formando parte las bocinas de alimentación de una superficie esférica que tiene un radio de curvatura sustancialmente igual a R/2 y que es concéntrica con el tercer elemento polarizante (22).

6. El aparato según la reivindicación 4 o 5, y que comprende además una red (30) de elementos (31) de detector.

7. El aparato según la reivindicación 6, en el que la red (30) de detectores forma parte de una cámara de formación de imágenes por ondas milimétricas.

8. El aparato según la reivindicación 4, en el que el primer elemento polarizante (20) es una rejilla plana de hilos.

9. El aparato según la reivindicación 4, en el que el tercer elemento polarizante (22) es una rejilla sustancialmente esférica de hilos.

10. El aparato según la reivindicación 4, que comprende dos o más disposiciones (19) de lente montadas en serie.

11. El aparato según la reivindicación 3, y que comprende además una capa dieléctrica (65) situada sobre la superficie de la placa reflexiva giratoria (1) para formar una configuración de espejo de Mangin giratoria destinada a proporcionar corrección óptica.

12. El aparato según la reivindicación 11 y que además comprende

una disposición de lente (19), capaz de transmitir y enfocar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular, situada entre la placa reflectiva giratoria (1) y el detector (6; 30, 31) y dispuesta para recibir tanto radiación de entrada procedente de la escena como radiación de entrada reflejada desde la placa reflectiva giratoria (1), comprendiendo la disposición de lente un primer elemento polarizante (20), para transmitir selectivamente y reflejar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular, teniendo el primer elemento polarizante un primer eje de polarización y teniendo una superficie sustancialmente plana, un segundo elemento (21) para hacer girar la dirección de polarización de radiación en sustancialmente 45º y un tercer elemento polarizante (22), para transmitir selectivamente y reflejar selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización particular, teniendo el tercer elemento polarizante un tercer eje de polarización y teniendo una superficie sustancialmente plana, formando el tercer eje de polarización un ángulo de sustancialmente 45º con el primer eje de polarización,

siendo tal la disposición del aparato que se reduce la trayectoria óptica dentro del aparato y se logra una configuración compacta.

13. El aparato según la reivindicación 11 o la reivindicación 12, en el que el perfil de la capa dieléctrica (65) es diferente del perfil de la placa reflectiva giratoria (1).

14. El aparato según la reivindicación 13, en el que la superficie de la capa dieléctrica (65) y la superficie de la placa reflectiva giratoria (1) son asféricas.

15. El aparato según la reivindicación 4, y que además comprende una placa correctora (60) situada entre la placa reflectiva giratoria (1) y el tercer elemento polarizante (22) para eliminar aberraciones esféricas de una imagen formada en la red (30) de detectores.

16. El aparato según la reivindicación 15, en el que la placa correctora (60) es un elemento de convergencia débil, siendo tal la disposición que se puede reducir el diámetro de la disposición (19) de lente.

17. El aparato según la reivindicación 16, en el que la placa correctora (60) muestra un perfil convexo asférico.

18. El aparato según la reivindicación 4 o la reivindicación 15, en el que la placa reflectiva giratoria (1) es un elemento de convergencia débil para eliminar aberraciones esféricas de la imagen formada en la red (30) de detectores.

19. El aparato según la reivindicación 4 o la reivindicación 15, en el que la placa reflectiva giratoria (1) es un elemento de convergencia débil, siendo tal la disposición que se puede reducir el diámetro de la disposición (19) de lente.

20. El aparato según la reivindicación 4 o la reivindicación 15, en el que la placa reflectiva giratoria (1) es un elemento de convergencia fuerte, siendo tal la disposición que se puede reducir la potencia de convergencia de la disposición (19) de lente.

21. El aparato según la reivindicación 19 o la reivindicación 20, en el que la placa reflectiva giratoria (1) muestra un perfil cóncavo asférico.

22. El aparato según la reivindicación 4 y que también incluye un receptor de radar.

23. El aparato según la reivindicación 4, en el que el ángulo de inclinación \theta_{a} está entre 1º y 20º.