Способ селекции сигналов по частоте

Способ селекции сигналов по частоте

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Способ относится к области обработки сигналов и предназначен для использования во входных цепях радиоприемных систем.

Известен способ селекции сигналов по частоте (см. С.В. Кулаков. Акустооптические устройства спектрального и корреляционного анализатора сигналов. - Л.: Наука, Ленинградское отделение, 1978, с. 55-63), основанный на формировании пространственно-когерентного светового потока, первой фазовой модуляции этого потока пространственно-временным акустическим сигналом, соответствующим входному электрическому сигналу, второй фазовой модуляции светового потока пространственно-временным акустическим сигналом, соответствующим электрическому сигналу в виде 8-импульса, пространственному интегрированию светового потока, его фотодетектированию и восстановлению входного электрического сигнала, являющегося копией входного.

Работа данного способа основана на формировании корреляционного интеграла двух пространственно-временных акустических сигналов. Первый акустический сигнал соответствует входному электрическому сигналу, а второй - электрическому сигналу в виде δ-импульса. Для получения произведения двух распределенных в пространстве функций они должны одновременно находиться в проходящем через них световом потоке. Из этого следует, что формирование δ-импульса должно осуществляться одновременно с поступлением входного электрического сигнала. Но тогда для своевременного формирования 8-импульса должен быть известен момент прихода входного сигнала. Недостатком данного способа является то, что он рассчитан на селекцию только сигналов с заранее известным временем прихода.

Из известных способов наиболее близким является способ (см. Патент РФ 2498412, С1, МПК G08C 23/02, G02F 1/33. Опуб. 10.11.2013, Бюл. №31), основанный на последовательном формировании пространственно-когерентного монохроматического светового потока, первой фазовой модуляции этого потока пространственно-временным акустическим сигналом, соответствующим входному электрическому сигналу, первой пространственной фильтрации светового потока, второй фазовой модуляции светового потока пространственно-временным акустическим сигналом, соответствующим входному электрическому сигналу и имеющему в два раза большую длину волны, чем при первой фазовой модуляции, второй пространственной фильтрации светового потока, пространственном интегрировании светового потока и его пространственно-дискретном детектировании.

Недостатком данного способа является искажение выходных сигналов относительно входных. Искажения возникают вследствие нелинейного режима дифракции светового потока на акустическом сигнале. В линейном режиме дифракции присутствуют световые максимумы, соответствующие нулевому и первому порядкам дифракции. Если же при дифракции появляются максимумы, соответствующие вторым и более высоким порядкам, то это свидетельствует о наличии нелинейного режима дифракции (см., например, Е.Р. Мустель, В.Н. Парыгин. Методы модуляции и сканирования света. - М.: Наука, 1970, с. 200-213). В прототипе присутствуют световые максимумы, соответствующие не только 0-му и +1-му, но и +2-му порядку дифракции, что приводит к нелинейному режиму и искажениям выходных сигналов относительно входных.

Техническим результатом настоящего изобретения является снижение искажений выходных сигналов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем последовательное формирование пространственно-когерентного монохроматического светового потока, фазовую модуляцию этого потока пространственно-временным акустическим сигналом, соответствующим входному электрическому сигналу, пространственное преобразование Фурье светового потока, а также пространственную фильтрацию светового потока, обратное пространственное преобразование Фурье светового потока и пространственно-дискретное детектирование светового потока, после пространственной фильтрации световой поток, распространяющийся в ±1-е порядки дифракции, модулируется по фазе в соответствии с функцией вида

где K - размерный постоянный коэффициент;

x, y - координаты Фурье плоскости линзы, осуществляющей преобразование Фурье, а световой поток, распространяющийся в 0-м порядке дифракции, сдвигается по фазе на величину, соответствующую четверти длины световой волны.

Реализация предлагаемого способа не вызывает затруднений, так как все блоки и узлы, с помощью которых может быть реализован способ, общеизвестны и широко описаны в технической литературе.

Способ может быть реализован, например, с помощью устройства, структурная схема которого представлена на чертеже. Такое устройство содержит лазер 1, коллиматор 2, первый акустооптический модулятор света 3, интегрирующие линзы 4.1 и 4.2, пространственный фильтр 5, фазовые транспаранты 6.1 и 6.2, четвертьволновую пластинку 7 и линейку фотодиодов 8.

Способ селекции сигналов по частоте, включающий последовательное формирование пространственно-когерентного монохроматического светового потока, фазовую модуляцию этого потока пространственно-временным акустическим сигналом, соответствующим входному электрическому сигналу, пространственное преобразование Фурье светового потока, пространственную фильтрацию этого потока, а также обратное преобразование Фурье и пространственно-дискретное детектирование светового потока, отличающийся тем, что после пространственной фильтрации световой поток, распространяющийся в ±1-е порядки дифракции, модулируется по фазе в соответствии с функцией вида где K - размерный постоянный коэффициент;x, y - координаты Фурье плоскости линзы, осуществляющей преобразование Фурье, а световой поток, распространяющийся в 0-м порядке дифракции, сдвигается по фазе на величину, соответствующую четверти длины световой волны.