Высокочастотный автогенератор

 

ВЫСОКОЧАСГТОТНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР , содержащий источник питания И подключенную к нему лампу бегущей волны с замедляющей системой, снабженную цепью внешней обратной связи, о т л и ч а ю щи и с я тем, 4TOf с цельк. раеширения диапазона генерируемых частот, цепь внешней обратной связи состоит из источника когерентного света, опорного и сигНёшьного .каналов, на входе которых установлен делитель оптического луча на -два узких во взаимно-перпендикулярных плоскостях световых потока , а на выходе размещена фотолампа бегущей волны, при этом в сигнальном канале последовательно размещены дефлектор и отражающая пластина , а в опорном - ультразвуковой модулятор света, интегрирующая цилиндричёскай линза и интегрирующай сферическая лшгза, передняя форальная плоскость которой совмещена с фокальяой плоскостью интёгрирующей цилиндоической линзы, а задняя совпадает со светочувствительной поверхностью фотолампы бегущей волны, причем выход фотолампы бегущей волны соединен с входом лампы бегущей волны с замедлякяаей системой,выход которой подключен к входу электроакустического преобразователя ульт (/) развукового модулятора света, выход источника питания соединен с входами питания источника когерентного света, фотолампы бегущей волны и о введенного блока управления, выход которого подсоединен к управляющему входу дефлектора. .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) . (11) З(51) — Н 03 В 9 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 21096 48/18-0 9. (22) 03.03.75 (46) 15.11.83. Вюл. Ф 42 (72) A.Ï.Âåëîøèöêèé и А.С.Гольц (53) 621.373.423(088.8) (56);:l. Лебедев И.B Техника и приборы СВЧ .- Na,, - Энергия, 1972, с. 30.

2.:)))тейн H.H. Автогенераторы гармоиических колебаний. И., Госвнергоиздат, 1961, с. 460 (прототип). (54)(57) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР, содержащий источник питания и подключенную к нему лампу бегу.щей волны с замедляющей системой, снабженную цепью внешней обратной связи, отличающийся тем, что, с цельк раеширения диапазона генерируемых частот, цепь внешней обратной связи состоит из источника когерентного света, †опорно н сигнального,каналов, на входе которых установлен делитель оптического луча на .два узких во взаимно-перпендикулярных плоскостях световых потока, а на выходе размещена фотолампа бегущей волны, при этом в сигнальном канале последовательно размещены дефлектор и отражающая пластина, а в опорном — ультразвуковой модулятор .света, интегрирующая цилиндрическай линза и интегрирующая сферическая лииза, передняя Фокаль» ная плоскость которой совмещена с фокальной плоскостью интегрирующей цилиндрической линзы, а задняя ñîâпадает со светочувствительной поверхностью фотолампы бегущей волны, причем выход фотолампы бегущей волны соединен с входом лампы бегущей волны с замедляющей системой, выход . которой подключен к входу злектро-.

Ф акустического преобразователя ультразвукового модулятора света, выход источника питания соединен с входами питания источника когерентного света, фотолампы бегущей волны и . введенного блока управления, выход которого подсоединен к управляющему входу дефлектора.

1054866

Изобретение относится а радиотехнике.

Известен автогеяератор гармони» ческих колебаний с нерезонансной колебательной системой (1 ».

Известный автогенератор не обеспечивает генерирование высокочастотных колебаний в широком диапазоне частот.

Наиболее близким к изобретению является высокочастотный автогенератор, содержащий источник питания и подключенную к нему лампу бегущей волны с замедляющей системой, снабженную цепью внешней обратной связи (.2 .

Однако этот высокочастотный автогенератор имеет малый диапазон гене.рируемых частот.

Цель изобретения - расширение диапазона генерируемых частот .

Цель достигается тем, что в известном высокочастотном автогенераторе, содержащем источник питания и подключенную к нему лампу бегущей волны с замедляющей системой, снабженную цепью внешней обратной связи, цепь внешней обратной связи состоит из источника когерентного света, опорногo и сигнального кана лов, на входе которых установлен делитель оптического луча на два узких во взаимно перпендикулярных плоскостях световых потока, а на выходе размещена фотолампа бегущей волны, при этом в сигнальном канале последовательно размещены дефлектор и отражающая пластина, а в опорном ультразвуковой модулятор света, интегрирующая цилиндрическая линза и интегрирующая сферическая линза, передняя фокальная плоскость которой совмещена с фокальной плоскостью интегрирующей цилиндрической линза, а задняя совпадает со светочувствительной поверхностью Фотолампы бегущей волны, причем выход фотолампы бегущей волны соединея с входом лаМпы бегущей волны с замедляющей системой, выход которой подключен .к входу электроакустического преобразователя ультразвукового модулятора света, выход источника питания соединен с входами питания источника когереятного света, фотолампы бегущей волны и введенного блока управления, выход которого подсоединен к управляющему входу дефлектора.

На фиг. 1 приведена конструкция высокочастотного автогеяераюора," на фиг. 2 — диаграмма„ поясняющая работу устройства.

Высокочастотный автогеяератор

-содержит, источник 1 питания, подключенную к нему лампу бегущей волны {ЛБВ) 2 с замедляющей системой, снабженную цепью внешней обратной связи, состоящей из источника 3 когерентяого света (лазера) и опорно» го и сигнального каналов, на входе которых установлен делитель 4 оптического луча, а на выходе размеще5 на Фотолампа бегущей волны (фотоJIBB) 5, при этом в сигнальном канале последовательно установлены деФлектор 6 и отражающая пластина 7, а в опорном - ультразвуковой моду10 лятор света (УЗИС) 8, интегрирующая цилиндрическая линза 9 и интегрирующая сферическая линза 10, передняя Фокальная плоскость которой совмещена с фокальной плоскостью

15 интегрирующей цилиндрической линзы 9, а задняя совпадает со светочувствительной поверхностью ll фото-ЛБВ 5, причем выход фото-ЛБВ 5 соединен с входом ЛБВ 2 с замедляющей системой, выход которой подключен к входу электроакустического преобразователя 12, выход источника 1 питания соединен с входами питания источников 3 когерентного света, фото ЛБВ 5 и блока 13 управления, выход которого подсоединен к управляющему вмоду дефлектора 6, делитель 4 оптического луча выполнен

60 б5 например, в виде гибкого светоделительного когерентного жгута из оптических волокон, одно из его выходных плеч Формирует узкий в вертикальной плоскости световой поток, а другое узкий в горизонтальной плоскости световой поток.

Высокочастотный автогенератор работает следующим образом.

При включении источника 1 питания с одного из выходов делителя 4 оптического луча расширенный луч освещает прозрачную среду УЭМС 8 и после прохождения через интегрирующую цилиндрическую линзу 9 Фокусируется в ее фокальной плоскости, С фокальной плоскостью интегрирующей цилиндрической линзы 9 совмещена передняя фокальная плоскость интегрирующей сферической линзы 10, в задней Фокальной плоскости которой раеположена светочувствительная поверхность 11 фото-ЛБВ 5. Внутренние шумы ЛБВ 2 с помощью электроакустического преобразователя 12 преобразуются в акустические шумы, которые распространя ются в прозрачной среде JJ3MC 8 и за- . тем поглощаются в согласующей нагрузке 14. При этом приисходит дифракция света на акустическом эквиваленте шумов, в результате чего часть светового потока, промодулированного распространяющимся акустическим эквивалентом шума, отклоняется в фокальной плоскости интегрирующей цилиндрической линзы 9, образуя лияию распределения пространствеяяых частот, находящихся в строгом соответствии с диапа10548бб зоном частот внутренних шумов. Полученное обратное распределение пространственных частот в задней фокальйой плоскости интегрирующей сферической линзы 10 поступает на фотоЛБВ 5, на которую одновременно от источника 3 когерентного света с другого выхода делителя и ойтического луча через дефлектор б и отражающую пластину 7 поступает опорный световой поток. 10

В результате гетеродинирования выделяются колебания раэностной частоты, которые подаются на вход ЛБВ 2.

Усиленные колебания поступают на вход УЗМС 8 и с помощью электроакус- }5 тического преобразователя 12 преобразуются в некоторый акустический эквивалент, распространяющийся в прозрачной среде УЗМС 8. Таким образом происходит процесс нарастания амплитуды колебаний в системе до тех пор, пока не перейдет ЛБВ 2 в режим ограничения (так же, как это происходит в обычном автогенераторе), Известно, что величина углового отклонения светового потока 8 (f) прямо пропорциональна изменению частоты распространяющегося в уЗМС 8 акустического эквивалента радиосигнала

Ю(} = Ъ |)г ьч,, где Э - длина волны светау .и - коэффициент преломления среI » ды УЗМС 8у 35

f " "частота генерируемого сигналаg V - скорость распространения акусТических волн -в среде

УМЗС 8. " 40

При этом частота отклоненного светового потока увеличивается (или уменьшается в зависимости от направления отклонения по отноэюнию к оптической оси) на величину частоты сиг- 4 нала на входе УЗМС 8. Таким образом, каждому значению пространственной координаты соответствует вполне определенное значение частоты входного сигнала, что может быть зафиксировано с помощью фильтра 15. Если на светочувствительную поверхность 11 фото-ЛБВ 5 поСтупает узкий в верти кальной плоскости опорный световой поток, то частота сигнала на выходе фото-ЛБВ 5 однозначно определяется пространственным положением опорного светового потока. Сканирование светочувствительной поверхности 11 фото-ЛБВ 5 дефлектором б по сигналам блока 13 упраэлеиия соответст- Щ вует перестройке диапазона генерации высокочастотного автогенератора., При включении источника 1 питания эа счет внутренних шумов ЛБВ 2 в отклоненном световом потоке присутст-65

I вует широкий спектр частот. Однако на выход фото ЛБВ 5 йоступают сигналы только той частоты, которой соответствует угловое положение опорного светового потока, т.е. система генерирует сигналы вполне определенной частоты.

Постоянство фазы обратной связи независимо от генерируемой частоты обеспечивается следующим образом.

Это условие записывается в виде (@ e„H) Е)=0, где Ю - генерируемая частота; у иф - геометрическая длина и фаэочк ос вая постоянная линии внешней обратной связи)

В и) - геометрическая длина и фазо.вая постоянная замедляющей системы ЛБВ 2.

Рассматривая треугольник АБС (фиг. 2), находят выражение, описывающее изменение длины обратной связи от частоты генерации ((f ) = p алоэ 6 (f), где С вЂ” фокусное расстояние интегрирующей сферической линзы 10. При этом точка С соответствует нижней частоте, а точка  — вермней астоте области генерирования.

После дифференцирования и преобразований указанное условие записывается в виде

mFÔï(т%} ВсОЯ (mK}

I

ra. oe +tp где м= Л/2 n ", и и = О, 1, 2, 3 соответственно групповые скорости . линии внешней обратной связи и замедляющей системы ЛБВ 2.

Из анализа этого выражения видно, что второе слагаемое всегда положительное, оно характеризует замедляющую систему, фазовая скорость которой уменьшается с увеличением частоты. Первое слагаемое. знакопеременное за счет множителя

54п(nf), чем обеспечивается равенство нулю суммы групповых задержек в широком дипазоне.генерируемых час тот.

Таким образом, использование час тотнозависимой обратной связи в оптическом диапазоне волн выгодно отличает данный высокочастотный; автогенератор от прототипа, так как при этом фаэовые условия самовоэбуждения выполняются в пределах нескольких октав Частоты генерации, в результате чего область генерации, ограниченная в настоящее время полосой пропускания электроакустического преобразователя УЗМС, значительно расширяется, что увеличивает сферу применения высокочастотного автогенератора и устраняет необходимость разработки ряда высокочастотных авто .генераторов, имеющим диапазон pado,чих частот, близких к данному.

1054866

Составитель В.Ежов

Редактор Л.Повхан .Техред Ж.Кастелевич Корректор В.Бутяга

Заказ 9117/56. Тирам 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комИтета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4