Акустооптический спектроанализатор радиосигналов

Акустооптический спектроанализатор радиосигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптической обработке радиосигналов и мо жет быть использовано для обнаружения радиосигналов и измерения их параметров . Генератор межмодовой частоты (П-1Ч) 2 управляет устройством синхро низадии мод лазера 1 . Излучение лазера I коллимируется коллиматором 3. После дисперсионной призмы 4 световые волны различных мод подаются под разными углами на акустооптический модулятор 5, на вход которого подается исследуемый радиосигнал. Продифрагировавшие на его пространственном ангшоге световые пучки после интегрирующей линзы 6 попадают на линейку фотоприемника 7, где происходит фотосмещение световых пучков различных мод. Полосовой фильтр 8 производит вьщеление сигналов с частотами , огибающая которых соответствует спектру исследуемого сигна- .ла, С выхода полосового усилителя 3 сигнал подается на фазовращатель II.. Остальные сигналы подаются на вход соответствующих смесителей 9 частоты . На их другой вход поступают сигналы с умножителей 10 частоты. В результате на выходе всех смесителей 9 частоты формируется сигнал с частотой, огибающая которых соответствует спектру исследуемого сигнала. Сигналы поступают на фазовращатель 11, выравнивающий их i pu

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (192 (11) :, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ством синхронизации мод лазера 1.

Излучение лазера 1 коллимируется коллиматором 3. После дисперсионной призмы 4 световые волны различных мод подаются под разными углами на акустооптический модулятор 5, на вход которого подается исследуемый радиосигнал. Продифрагировавшие на его пространственном аналоге световые пучки после интегрирующей линзы б попадают на линейку фотоприемника 7, где происходит фотосмещение световых пучков различных мод. Полосовой фильтр 8 производит выделение сигналов с частотами, огибающая которых соответствует спектру исследуемого сигнала. С выхода полосового усилителя 13 сигнал подается на фазовращатель ll, Остальные сигналы подаются на вход соответствующих смесителей 9 частоты. На их другой вход поступают сигналы с умножителей 10 частоты.

В результате на выходе всех смесителей 9 частоты формируется сигнал с частотой, огибающая которых соответствует спектру исследуемого сигнала. Сигналы поступают на фазовращатель ll, выравнивающий их

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3769336/24-21 (22) 09.07.84 (46) 07.03.86. Бюл. ¹ 9 (7l) Ленинградский электротехни ческий институт связи им.проф.

M.À.Áoí÷-Бруевича (72) В.З.Гуревич, С.В.Морозов, Т.Н.Сергеенко, Б.К.Чернов и В.И.Яковлев (53) 535.8 (088.8) (56) Lambert L.Â..Wide-band instantaneous spectrum analyzers employing delayline light modulators, )RE Int.Conv.Rec. 1962, pt.6, р.69-78.

Мустель Е,Р. Ïàðûãèí В.Н..Методы модуляции и сканирования света.

M. Наука, 1970.

Голография и обработка информации.

Под ред. С.Б.Гуревича. Л.: Наука, 1976. ! (54) АКУСТООПТИЧЕСКИЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР РАДИОСИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к оптической обработке радиосигналов и может быть использовано для обнаружения радиосигналов и измерения их параметров. Генератор межмодовой частоты (ГМЧ) 2 управляет устрой(sf) 4 G 01 R 23/17, G 02 F 1/11 начальные фяэы, ня суммирующее устройство 1 2 усиливаю Гся B полосовом усилителе 13 и поступают на вход синхронного детектора 14, на второй

1216741 вход которого подается сигнал от

ГМЧ 2, С выхопя 1".I г и<маете я < игнал, соответствунтий спектру иссле— дуемо го с иг наля, 1 ил .

Изобретение относится к оптическоч обработке радиосигналов и может быть использовано для обнаруженин радиосигналов и измерения их параметров.

Целью изобретения является увеличение отношения сигнал/шум.

Иа чертеже приведена функциональная схема акустооптического спектроанализатора радиосигналов.

Последовательно размещены оптически связанные лазер 1, снабженный внутрирезоняторньпч устройством синхронизации мод, связанным электрически с одним из выходов генерато-ра 2 межмодовой частоты g, коллиматор 3, дисперсионная призма 4 акустооптического модулятора (АОМ) 5, на электрический вход которого попадается исследуемый сигнал, интегрирующая линза 6, в фокальной плоскости которой расположена линейка фотоприемников 7 с системой управления, Выход линейки фотоприемников

7 соединен с входами полосовых фильтров 8, центральные частоты которых определяются соотношением f где !! — номер фильтра. Выход первого фильтря соединен с входом первого фазовращятеля 11, выход каждого фильтра, начиная со второго, соединен с первым входом соответствую— щего K-ro смесителя 9 частоты, где К = п — 1, второй вход первого смесителя 9 частоты соединен с вторым выходом генератора 2 межмодовой частоты 5, вторые входы остальных смесителей частоты, начиная со второго, соединены с выходами соответствующих ж умножителей 10 в (l! -I) раэ частоты !2, где в = К-1= — !! -2, входы которых соединены с вторым выходом генератора 2 межмодовой частоты Р., выходы всех К смесителей 9 частоты соединены с входами соответствующих фазоврящателей ll начиная со второго, выходы всех фазовращателей !1 соецинены с входами суммирующего устройства 12, выход которого через полосовой усилитель

13 с центральной частотой Q. соединен с первым входом синхронного це-.åêòîðà !4, второй вход которого соединен с вторым входом генератора межмодовой часToты Л,.

1О Устройство работает следующим образом.

Лазер 1, снабженный устройством синхронизации мод, генерирует Г и продольных мод с межмодовой частотой и . Для управления устройством синхронизации мод используется генератор 2 межмодовой частоты и .

Излучение лазера коллимируется коллиматором 3 и по-;ядает на цисперсионную призму 4. После дисперсионной призмы 4 световые волны„ соответствующие рязличньrM модам, падают под различными углами на

АОМ 5. При этом дисперсионные ха25 рактеристики призлы 4 и ее геометрические размеры подбираются таким образом, чтобы компенсировать разницу в углах дифракции для различных мод колебаний, т.е. обеспечить

3д коппинеарность их распространения после дифракции в АОМ 5.

На электрический вход АОМ 5 подается исследуемый радиосигнал, Продифрагировавшие на его пространственном аналоге световые пучки после интегрирующей линзы 6 попацают на линейку фотоприемника 7, на которой происходит фотосмешение световых пучков, соответствующих различным модам излучения .

О помощью полосовых фильтров 8 производится выделение сигналов с частотами nq,(п = 1,2,... !! — 1), огибающая которых соответствует спектру исследуемого сигнала, Сигнал с выхода первого полосового усилителя 13 подается на вход первого фаэонращателя ll. Сигналы с выходов остальных полосовых фильтров 8 подаются на один вход соответствующих смесителей 9 частоты (число смесителей Я -2). Второй вход первого смесителя частоты соединен с вторым выходом генератора 2 межмодовой частоты 12

На вторые входа! остальных смесителей 9 частоты поступают сигналы с частотами {n -1) и с умножителей

10 частоты g í (r! -!} раэ, которые осуществляют преобразование сигнала с межмодовой частотой Sl от генератора 2 межмодоной частоты н сигналы с частотой (п -1) g . В результате на ныходе всех смесителей 9 частоты формируются сигналы с частотой й., огибающая которых соответствует спектру исследуемого сигнала. Полученные сигналы поступают на входы фаэовращателей 11 (сюда же поступает сигнал с полосового фильтра с частотой 52), которые выравнивают начальные фазы этих сиг= налов. Сигналы с выходов фаэовращателей подаются на суммирующее устройство 12, которое обеспечивает сложение этих сигналов. Суммарный сигнал усиливается в полосовом усилителе 13 и поступает на вход синхронного детектора 14, на второй вход которого подается сигнал от генератора 2 межмодовой частоты 52 .

С выхода этого блока снимается сигнал, соответствующий спектру исследуемого сигнала.

Дисперсионная призма 4 должна быть выполнена так, чтобы компенсировать дисперсию, вносимую в систе- му акустооптическим модулятором света. Световая волна, падающая под углом на АОМ, дифрагирует в первый порядок дифракции под углом (p, определяемым соотношением

5юя =5iл6- —, где h — длина волны света;

Л вЂ” длина волны звука в звукопроводе AOM.

В предположении,что первая мода излучения лазера соответствует длине волны h а последняя — длине волны 3 + 6 "n получаем из (1! условие коллинеарности первых дифракционных порядков

{2}! 21(, 4 где 8 — угол падения световой. волны с длиной волны Э

8 +ь6-yrол падения световой волны с длиной волны A + 63 .

Разность углов падения световых волн различной частогы, равная Ь Й получается эа счет использования дисперсионной призмы 4, параметры которой определяются из соотношения

1О Ь Jn !!6= — — ь, (3) ,где Ь вЂ” длина основания призмы; — ширина освещающего призму светового пучка; м — — характеристика дисперсии

3> материала призмы. !

1э соотношений (2} и (3 ) легко могут быть определены требуемые параметры дисперсионной призмы

20 для конкретного лазера и AOM используемого в предлагаемом устройстне.

Формула изобретения

Лкустооптический спектроанализатор радиосигналов, содержащий последовательно установленные оптически связанные лазер и коллиматор и после1 довательно установленные и опти30 чески связанные акустооптический модулятор света, интегрирующую линзу и линейку фотоприемников с системой управления, о т л .и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/шум на выходе спектроанализатора при неизменной мощности лазера, в него введены установленная между коллиматором и акустооптическим модулятором света диспер40 сионная призма, генератор межмодоной частоты Q, М вЂ” l полосовых фильтров, где Й вЂ” число продольных мод излучения лазера, и -2 смесителей частоты, и -3 умножителей в {r! — 1) раэ частоты Л,r! -1 фотовращателей, суммирующее устройство, полосовой усилитель с центральной частотой Р синхронный детектор, причем лазер снабжен устройством синхронизации мод, вход которого связан с первым выходом генератора межмодовой частоты g,, выход линейки фотоприемников соединен с входами полосовых фильтров, центральные частоты которых выб55 Раны иэ Условия 3 h А rpe rl но мер фильтра (в =1,2,... и †!), выход первого фильтра соединен с входом первого фазовращателя, выход каждого

Составитель Л.Каменский

Редактор Г.Волкова Техред О.Ващишина, Корректор С . 1!!екмар

Заказ 1010/56 Тираж 730 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППИ "Патент", г. Ужгород; ул. Проектная, 4

5 12 фильтра, начиная с второго, соединен с первым входом соответствующего

К-го смесителя частоты, где k = !! -1 второй вход первого смесителя частоты соединен с вторым выходом генератора межмодовой частоты g, вторые входы остальных смесителей частоты, начиная с второго, соединены с. выходами соответствующих rn умножителей в(п -1) раз частоты g, где

m = K -1 = и -2, входы которых соеди» иены с вторым выходом генератора меж167ч! Ь модовой частоты а, выходы всех K смесителей частоты соединены с входами соответствующих фазовращателей, начиная с второго, выходы всех фазовращателей соединены с входами суммирующего устройства, выход которого через полосовой усилитель с центральной частотой Я соединен с первым входом синхронного детек-!

6 тора, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора межмодовой частоты 52