Акустооптическое устройство для измерения скачка фазы частотно-манипулированного радиосигнала

 

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано в частотной телеграфии. Цель изобретения - повышение точности измерения величины скачка фазы при частотной манипуляции радиосигнала - достигается введением в устройство электронного компаратора 9 и блока 10 измерения фазы. Устройство также содержит лазер 1, акустооптический модулятор 2, пьезопреобразователь 3, линзу 4, светочувствительные элементы 5 - 7 и позиционно-чувствительный фотоприемник 8. 1 ил.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ И ЕСКИК

РЕСПУБЛИН

as> SU an 1 (51)5 С 01 R 23/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ЮТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

I10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbtTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4699486/21 (22) 31.05.89 (46) 07,07.91. Бюл. № 25 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.В.Гришаев, А,С.Задорин и Н.В,Кузнецкий (53) 621.317 (088.8) (56) Анисимов Л.А. и др. Справочник по радиоизмерительным приборам. т.3.

Измерение электромагнитных полей.

Анализ спектра, Осциллография. Импульсные измерения. — М.: Советское радио, 1979.

Белошицкий А.П. и др. Акустооптические анализаторы спектра радиосигналов. — Зарубежная радиоэлектроника, 1981, ¹ 3, с. 51-70.

2 (54) АКУСТООПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ПЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ СКАЧКА ФАЗЫ ЧАСТОТНО-МАНИ-, ПУЛИРОВАННОГО РАДИОСИГНАЛА (57) Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано в частотной телеграфии. Цель изобретения — повышение точности измерения величины скачка фазы при час,тотной манипуляции радиосигнала— достигается введением в устройство электронного кдмпаратора 9 и блока 10 измерения фазы. Устройство также содержит лазер 1, акустооптический модулятор 2, пьезопреобразователь 3, линзу 4, светочувствительные элементы 5-? и позиционно-чувствительный фотоприемник 8. 1 ил, 1661666

Qf

2п q где - длина световой волны, п — показатель преломления, — скорость звука.

При изменении частоты сигнала от

f< до f< дифференцированный световой пучок согласно (1) отклоняется от прежнего направления и, пройдя лиизу 4, фокусируется на другой учас- 50 ток позиционно-чувствительного фотоприемника 8.

Разрешающая способность устрой— ства по частоте gf и соответствую щее ей расстояние Л между элемента- 55 ми приемника 8 равны (ю = — -)

D (2) 45

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано в частотной телеграфии, Цель изобретения — повышение точ-

5 ности измерения величины скачка фазы при частотной манипуляции радиосигнала.

На чертеже представлена функциональная схема акустооптического устройства для измерения скачка фазы.

Устройство содержит последовательно расположенные на оптической оси лазер 1, акустооптический модулятор

2 с укрепленным на нем пьезопреобразователем 3, подключенным к радиовходу устройства, линзу 4 и позиционно-чувствительный фотоприемник 8, составленный из светочувствительных элементов 5 — 7, светочувствительные элементы 5 и 7 соединены с двумя входами электронного компаратора 9, а светочувствительный элемент 6

Iсоединен с измерительным входом бло ка 10 измерения фазы, вход управле- 25 ния которого подключен к выходу электронного компаратора 9.

Устройство работает следующим образом.

Световой луч лазера 1 с апертурой

D падает на акустооптический модулятор 2. Исследуемый радиосигнал с частотой f через вход поступает на пьезопреобразователь,3, который возбуждает в звукопроводе акустооптического модулятора звуковую волну с частотой f< . Световой луч дифрагирует. на данной, волне. При этом угол дифракции С < пропорционален частоте радиосигнала,:

QF

A= — —

nD (3) 6$= h,f t,+((Р,+сР,). (4) где б1 = f -f

Параметры D u F устройства при заданном Л. подбираются таким образом, чтобы пучки 0 и о, дифрагировавшие соответственно на частотах и f< сигнала, попадали на элементы 5 и 7 приемника 8, разнесенные согласно на расстояние 25.. Для этого достаточно учесть, что угол АО между данными пучками согласно (1) равен

Ôdf

AB = — — — - r п9 (5) поэтому расстояние L между дифракционными световыми пятнами в фокальной плоскости линзы 4 есть

=hOF = (9 h f/п ) F (6) !

Так как L = 2А, то, сравнивая (6) с (3), находят, что г

ЬГ (7) а фокусное расстояние линзы 4 равно (8) Из (2) и (7) видно, что при указанных 3. и D разрешающая способность устройства равна

3 = --.

df

2 (9) Последнее соотношение означает, что

D D при to — г- ) t > t + -, когда скачок частоты сигнала находится за пределами входного окна акустооптического модулятора, апертура дифрагированных пучков а и о равна В, поэто. му соответствующие световые пятна локализованы лишь в пределах эле, де F — фокусное расстояние линзы 4.

Когда в центре окна модулятора в момент времени t происходит скачок частоты сигнала, в одной половине апертуры модулятора частота сигнала оказывается равной f с начальной фазой(„ а в другой соответственно f

Я и (. Данные параметры определяют величину скачка фазы () в момент t манипуляции частоты сигнала:

Формула изобретения (10) Составитель И.Коновалов

Редактор Е,Папп Техред С.Мигунова

Корректор Н.Ревская

Заказ 2120 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1130359 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 166 ментов 7 и 5 фотоприемника 8 и перекрываться не могут. В противном слуD D чае при t -- (t(t +- аперр 5 о ф тура пучков q и 5 становится меньше, чем D. (Так, например, в момент вреD мени t она равна 2 ). Следствием о этого будет увеличение дифракционной расходимости пучков и перекрытие обоих световых пятен в области центрального элемента 6 фотоприемника 8 с преобразованием интерференционной картины. Вследствие различия частот пучков д и F .интенсивность интерференционной картины в месте положения элемента 6 будет периодически фпуктуировать с частотой ЬЕ. Пропорционально интенсивности будет изменяться и фототок элемента 6.. При этом фаза сигнала биений есть

cP(t) = Ь f. t + (cP,+ (P ), Сравнивая формулы (4) и (10), можно видеть, что искомая величина равна фазе сигнала биений в момент t о

Измерение V(to) осуществляется блоком 10 измерения фазы,к измерительному входу которого подключен сигнал биений, снимаемый с центрального элемента 6 фотоприемника 8, а на вход управления блока 10 поступает считывающий импульс, задающий момент времени с -, в который одна половина апертуры акустооптического модулятора занята сигналом с часто-!

1666 6 той f <, а другая - сигналом с часто той f, а интенсивности пучков 4 и Ф в момент времени t оказываются

О одинаковыми. Данное обстоятельство

5 используется для выделения t> и формирования в этот момент импульса считывания. Для этого сигналы, снимаемые с выходов крайних элементов 5 и

7 фотоприемника 8, пропорциональные соответственно интенсивности пучков д и О, подаются на входы электронного компаратора 9, который в момент совпадения интенсивностей указанных пучков формирует импульс считывания.

Акустооптическое устройство для

20 измерения скачка фазы частотно-манипулированного радиосигнала, содержащее последовательно оптически связанные лазер, акустооптический моду— лятор, пьезопреобразователь которого

25 соединен с входом устройства, линзу и трехэлементныч позиционно-чувствительный фотоприемник, о т л и ч а юm, е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок измерения фазы и электронный компаратор, каждый вход которого подключен к выходу соответствующего крайнего элемента фотоприемника, а выход - к входу управления блока измерения фазы, измерительный вход которого соединен с выходом центрального элемента фотоприемника.