Устройство для обработки сигналов с линейной частотной модуляцией

Устройство для обработки сигналов с линейной частотной модуляцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и оптической обработке информации и может быть использовано в радиолокации, радионавигации, радиосвязи, и является усовершенствованием устройства по авт. св. М 1345893. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения автоматической перестройки устройства при задании нового значения скорости линейного изменения частоты обрабатываемых радиосигналов. В устройство дополнительно введены блок перемещения фотоприемника вдоль оптической оси устройства и блок задания значений перемещения фотоприемника с соответствующими связями, что и позволяет обеспечить достижение поставленной цели.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 06 F 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1345893 (21) 4630343/24 (22) 02.01.89 (46) 07.03.92. Бюл. М 9 (71) Ленинградский политехнический институт им, М. И, Калинина (72) Н. А. Есепкина, А. П. Лавров, M. Н.

Ананьев и А. Д. Симо (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1345893, кл. G 06 Е 3/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и оптической обработке информации и

Изобретение относится к радиоэлектронике и оптической обработке информации и может быть использовано в радиолокации, радионавигации, радиосвязи, и является усовершенствованием устройства по авт. св. М 1345893.

Известно акустооптическое устройство для инвариантной во времени обработки длительных сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) вида:

s (t ) = S cos (2 zt (fo t +P t ) ):

t +TñÆ:

P = Tc: где Тс — длительность ЛЧМ-; W — полное изменение частоты внутри радиосигнала; f0 — центральная частота заполнения; P — скорость линейного изменения частоты внутри радиосигнала, Устройство состоит из оптически связзыных источника коллимированного коге„„Я „„1718208 А2 может быть использовано в радиолокации, радионавигации, радиосвязи, и является усовершенствованием устройства по авт. св, М 1345893, Цель изобретения — расширение области применения за счет обеспечения автоматической перестройки устройства при задании нового значения скорости линейного изменения частоты обрабатываемых радиосигналов. В устройство дополнительно введены блок перемещения фотоприемника вдоль оптической оси устройства и блок задания значений перемещения фотоприемника с соответствующими связями,. что и позволяет обеспечить достижение поставленной цели. 3 ил. рентного излучения, пространственно-временного модулятора света, вход которого является входом устройства, объектива, фотоприемника, установленного в задней фокальной плоскости объектива и выполненного в виде оптоэлектронного регистра сдвига, выход которого является выходом устройства, а также многофазного генератора тактовых импульсов.

Пространственно-временной модулятор света, в качестве которого используется акустооптический модулятор (АОМ), освещается плоской когерентной волной и осуществляет модуляцию света той частью длительного ЛЧМ-радиосигнала, которая проходит через его апертуру. В задней фокальной плоскости объектива формируется дифракционное световое пятно, пространственное положение которого определяется частотой этой части радиосигнала и изменя1718208 ется в соответствии с законом частотной модуляции, т.е, перемещается с постоянной скоростью. В оптоэлектронном регистре сдвига, выполненном в виде фотоприемника на основе приборов с зарядовой связью (ПЗСФП), под воздействием многофазных импульсов Происходит тактовое перемещение фоточувствительных элементов и накопление зарядов, возникающих в них под действием падающего света.

При равенстве скоростей перемещения зарядов в ПЗСФП и дифракционного светового пятна заряда элемента, перемещающегося под максимум светового пятна, на выходе ПЗСФП будетмаксимальным. После преобразования заряда в напряжение в выходном узле ПЗСФП на его выходе формируется короткий по времени импульс.

Посредством изменения частоты следования импульсов многофазного генератора тактовых импульсов можно подстраивать устройство для обработки сигналов с различной скоростью линейного изменения частоты заполнения.

Класс ЛЧМ-радиосигналов, обрабатываемых этим устройством, ограничен сигналами, у которых скорость линейного изменения частоты заполнениями не превышает величины j3o-1/Т>, где T> — время г распространения ультразвуковой волны через апертуру AOM. Это ограничение вызвано тем, что ПЗСФП установлен в фокальной плоскости обьектива, и Р< j3o распределение интенсивности света в дифракционном пятне в основном определяется распределением света на апертуре AOM.

При Р > P o распределение света в дифракционном пятне отражает спектр мощности той части ЛЧМ-радиосигнала, которая проходит через апертуру AOM. При этом увеличение P ceepxPo приводит к расширению импульса на выходе устройства и уменьшению его амплитуды, В целом это снижает эффективность обработки устройством

ЛЧМ-радиосигналов cP > P О, что проявляется в уменьшении выигрыша в отношении сигнал/шум и сжатия сигналов, Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения автоматической перестройки устройства при задании нового значения скорости линейного изменения частоты обрабатываемых радиосигналов, . Поставленная цель достигается тем, что в акустооптическом устройстве фотоприемник, выполненный в виде оптоэлектронного регистра сдвига, устанавливается в плоскости фокусировки.дифрагированного света, перпендикулярной оптической оси устройства и расположенной между объективом и его задней фокальной плоскостью на расстоянии L от задней главной плоскости объектива

5 + Fa + 4 где F — фокусное расстояние объектива, d— расстояние между пространственно-временным модулятором света и передней

10 главной плоскостью объектива, а Fe — эквивалентное фокусное расстояние пространственно-временного модулятора света с распространяющейся в нем акустической копией сигнала с линейной частотной моду15 ляцией.

v2

Fc— где ч — скорость распространения упругой волны в акустооптическом модуляторе, Адлина волны света, P — скорость линейного изменения частоты в обрабатываемом сигнале. Для обеспечения автоматической перестройки устройства при задании нового значения скорости линейного изменения частоты Р обрабатываемых сигналов в его состав дополнительно введены блок перемещения фотоприемника вдоль оптической оси устройства и блок задания значений перемещения фотоприемника, у которого выход сигнала, пропорционального значению перемещения фотоприемника, подключен к управляющему входу блока перемещения фотоприемника вдоль оптической оси устройства, а выход сигнала, соответствующего скорости линейного изменения частоты обрабатываемых радиосигналов, подключен к управляющему входу многофазного генератора тактовых импульсов.

На фиг, 1 представлена блок-схема акустооптического устройства; на фиг. 2— структурная схема блока перемещения фотоприемника; на фиг. 3 — то же, алгоритма работы блока задания перемещения фотоприемника.

Устройство состоит из оптически связанных источника коллимированного когерентного излучения 1, пространственного модулятора света 2, в качестве которого используется АОМ, вход которого является входом устройства, объектива 3 и фотоприемника 4, выполненного в виде оптоэлектронного регистра сдвига на ПЗСФП, выход которого является выходом устройства, а также многофазного генератора тактовых импульсов 5, блока 6 перемещения фотоприемника вдоль оптической оси устройства и блока 7 задания значения перемещения фотоприемника АОМ 2 освещается плоской когерентной волной лазера 1 и осуществля1718208

ВХОД ет модуляцию света той частью длительного

ЛЧМ сигнала, которая проходит через его апертуру, АОМ 2 и объектив 3 действуют как сложная оптическая система, фокусируя дифрагированный свет в плоскости, перпендикулярной оптической оси и находящейся на расстоянии L от задней главной плоскости объектива 3, Дифрагированное световое пятно перемещается в плоскости фокусировки с постоянной скоростью.

Блок 6 перемещения фотоприемника представляет собой устройство точной подачи и позиционирования, состоящее из столика 8, перемещаемого вдоль направляющих

9 посредством гайки 10, прикрепленной кстолику, и винта 11, приводимого во вращение шаговым двигателем 12. При этом ПЗСФП устанавливается на столик, направляющие которого расположены параллельно оптической оси устройства. Блок 7 задания значений перемещения фотоприемника реализуется на основе универсальной микроЭВМ (фиг, 3) с соответствующими устройствами ввода значения Р скорости изменения частоты в обрабатываемом сигнале и вывода сигналов управления для многофазного генератора 5 тактовых импульсов и шагового двигателя в блоке 6 перемещения фотоприемника.

Формула изобретения

Устройство для обработки сигналов с линейной частотной модуляцией по авт, св.

М 1345893, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения автоматической перестройки устройства при задании нового значения скорости линейного изменения частоты обрабатываемых радиосигналов, в него дополнительно введены блок перемещения фотоприемника вдоль оптической оси устройства и блок задания значений перемещения фотоприемника, у которого выход сигнала, пропорционального значению

25 перемещения фотоприемника, подключен к управляющему входу блока перемещения фотоприемника вдоль оптической оси устройства, а выход сигнала, соответствующе30 го скорости линейного изменения частоты обрабатываемых радиосигналов, подключен к управляющему входу многофазного генератора тактовых импульсов, причем фотоприемник, выполненный в виде оптоэлектронного регистра сдвига, устанавливается

35 в плоскости фокусировки дифрагированного света, перпендикулярной к оптической оси устройства и расположенной между объективом и его задней фокальной плоскостью, на расстоянии L от задней плоскости

40 объектива где F — фокусное расстояние объектива;

d — расстояние между пространственно45 временным модулятором света и передней главной плоскостью объектива;

Fe — эквивалентное фокусное расстояние пространственно-временного модулятора света с распространяющейся в нем

50 акустической копией линейно-частотно-модулированного сигнала ч2

Fc — ц где ч — скорость распространения упругой волны в акустооптическом модуляторе;

А — длина волны света;

j3 — скорость линейного изменения частоты линейно-частотно-модулированного сигнала.

1718208

Жиа, 2, ЬЬСД ЗнМ ЕниЯ !

Составитель Н.А,Есепкина

Редактор И.Ванушкина .Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Шевкун

Заказ 882 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101