Оптическое приемное устройство
Использование: радиотехника. Сущность изобретения: оптическое приемное устройство содержит частотно-избирательный фильтр 2, поляризационный фильтр 3, фотодетектор 4, полосовой фильтр 5, блок наведения 6 и приемную оптическую антенну 1, светоделитель 8, телевизионную камеру 9, угловой дискриминатор 10, измеритель11 размеров изображения и управляемый пространственный фильтр 7. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5ц5 Н 04 В 10/06
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР
{ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИЯ "",,"""" ". "" К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21) 4878588/09 (22) 29.10.90 (46) 15.01.93. Бюл, М 2 (72) Г,Н,Мальцев, С,В.Подрезов и Д.Н.Григорьев (56) Лрагг В., Лазерные системы связи. М,: Связь, 1972. Пахолов И.И. и др. Оптико. электронные квантовые приборы, М.: Радио и связь, 1982, с. 364-367. (54) ОПТИЧЕСКОЕ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО „„5U „„1788587 А1 (57) Использование: радиотехника. Сущность изобретения: оптическое приемное устройство содержит частотно-избирательный фильтр 2, поляризационный фильтр 3, фотодетектор 4, полосовой фильтр 5, блок наведения 6 и приемную оптическую антенну 1, светоделитель 8, телевизионную камеру 9, угловой дискриминатор 10, иэмеритель11 размеров иэображения и управляемый пространственный фильтр 7, 2 ил. 1788587 30 50 Изобретение относится к квантовой электройике и может быть использовано в системах оптической связи, работающих в условиях атмосферных искажений в режиме ограничения внешними шумами. Известны оптические приемники прямого и гетеродинного типов. При работе в условиях аддитивных шумов в них для повыщения отношения сигнал/шум могут использоваться: пространственная, временная и поляризационная фильтрация. Наиболее близким по технической сущность к предлагаемому устройству является традиционный приемник прямого детектйрования, схема которого приведена на фиг. 1, Цифрами обозначены: 1 — приемная оптическая антенна, 2 — частотно-избйрательный фильтр, 3- поляризационный фильтр, 4 — фотодетектор, 5 — полосовой фильтр, 6— система наведения. Приемная оптическая антенна 1, спектральный фильтр 2, йоляризационный фильтр 3 и фотодетектор 4 рас положены последовательно на одной оптической оси, Система давления 6 связана с приемной оптической антенной 1, а выход фотодетектора 4 связзн со входом полосового фильтра 5. Недостатком известного устройства является низкое отношение сигнал/шум при приеме сигналов в условиях атмосферных искажений. Фазовые искажения приводят к рассеиванию приемного сигнала в фокальной плоскости оптической антенны 1, При этом радиус кружка рассеивания зависит от стейени искажения, т.е. состояния оптического канала связи. При выборе небольшого углового поля в приемнике не используется вся принимаемая мощность Сигнала, а при выборе большого углового поля собирается вся мощность сигнала, но увеличивается и мощность фонового шума, Мэксимальйому отношению сигнал/шум в режиме ограничения внешними шумами при наличии атмосферных искажений соответствовало бы угловое поле, согласованное с размером кружка рассеяния в фокальной плоскости оптической антенны 1. Но этого добиться не возможно, т.к. состояние атмосферного канала связи в известном устройстве не оце нивается, а угловое поле приемника фиксировано. В реальных условиях, как правило, выбирается угловое поле бпрм > +0npv, где OnpM — дифракционное угловое поле, соответствующее дифракционному кружку Зйри. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при работе в усло виях атмосферных искажений и внешних шумов. Поставленная цель достигается тем, что в оптическое приемное устройство, содержащее частотно-избирательный фильтр, поляризационный фильтр и фотодетектор, выход которого соединен со входом полосового фильтра и последовательно соединенные блок наведения и приемную оптическую антенну, введены светодели- . тель, телевизионная камера, угловой дискриминатор, измеритель размеров иэображения и управляемый пространственный фильтр, причем оптическая антенна, светоделитель, управляемый пространственный фильтр и частотно-избирательный фильтр. последовательно расположены на, одной оптической оси. второй выход светоделителя оптически соединен со входом углового дискриминатора и входом измерителя размеров изобра>кения, вы20 ход которого соединен с управляющим входом управляемого пространственного фильтра, выход;углового дискриминатора соединен с управляющим входом блока наведения. Благодаря введенным элементам и 25 связям в устройстве .осуществляется контроль состояния оптического канала связи по размерам кружка рассеяния в фокальной плоскости оптической антенны и управление угловым полем системы в соответствии с состояние канала. При этом обеспечивается прием фотодетектром всей мощности сигнала, содержащегося в пределах кружка рассеяния и минимально возможный при этом уровень фоновой засветки. 35 Схема предлагаемого устройства приведена на фиг, 2. Цифрамй обозначены: 1— приемная оптическая антенна, 2 — частотноизбирательный фильтр, 3 — поляризационный фильтр, 4 — фотодетектор, 5 — полосовой фильтр, 6- система наведения, 7 — управляемый пространственный фильтр {диафрагма), 8 — светоделитель, 9 — телевизионная камера, 10 — угловой дискриминатор, 11— измеритель размеров изображения. Прием45 ная оптическая антенна 1, светоделитель 8, управляемый пространственный фильтр 7, частотно-избирательный фильтр 2, поляризационный фильтр 3 и фотодетектор 4 расположены последовательно на одной оптической оси. Система наведения 6 связана с приемной оптической антенной 1, а выход фотодетектора 4 связан со входом полосового фильтра 5, С помощью светоделителя 8 с выходом приемной оптической 55 антенны связана телевизионная камера 9, к выходу которой подключены угловой дискриминатор 10 и измеритель формы изображения 11, Выходы углового дискриминатора 10 связаны с системой наведения 6, а выход измерителя формы изображения связан с 1788587 управляющим входом пространственного фильтра 7. Устройство работает следующим обра. зом, Система наведения 6 осуществляет наведение приемной оптической антенны 1 в направлении на источник оптического сигнала. Принимаемый сигнал после приемной оптической антенны 1 светоделителем 8 делится на 2 части. Первая проходит пространственный 7, частотно-избирательный 2 и поляризационный 3 фильтры, где осуществляется соответственно пространственная, спектральная и полярйзационная фильтрация внешних шумов. При этом пространственный фильтр 7 расположен в фокальной плоскости приемной оптической антенны 1 и имеет управляемое угловое поле. Выход поляриэационного фильтра 3 связан с входом фотодетектора 4, где оптический сигнал преобразуется в электрический, С выхода фотодетектора 4 сигнал поступает в паласовой фильтр 5, где осуществляется выделение из него полезной информации, Другая часть принимаемого сигнала после светоделителя 8 поступает в телевизионную камеру 9, которая установлена в плоскости, оптически сопряженной с фокальной плоскостью приемной оптической антенны 1. В ней может осуществляться спектральная и поляризационная фильтрация фильтрами, аналогичными фильтрам 2 и 3. Телевизионная камера 9 .имеет широкое угловое поле и регистрирует кружок рассеяния принимаемого сигнала, . -Полный телевизионный сигнал с выхода телевизионной камеры 9 поступает в угловой дискриминатор 10 и измеритель размеров изображения 11. На вход измерителя размеров иэображения поступает полный телевизионный сигнал изображения объекта, в данном случае — кружка рассеяния. А выходной сигнал пропорционален площади кружка рассеяния, Этот сигнал поступает на управляющий вход пространственного фильтра 7. Чем больше кружок рассеяния, тем больше выходной сигнал измерителя размеров изображения 11, тем больше делается угловое поле пространственного фильтра 7. Поскольку размер кружка рассеяния определяется степенью фазовых иска>кений в атмосферном канале, измерение его площади и управление в соответствии с результатами измерения угловым полем приемника представляет собой оценку состояния оптического канала связи. Тем са,,:. мым обеспечивается поддержание величины углового поля, необходимой для приема фотодетектором 4 всей мощности сигнала, содержащейся в пределах кружка рассеяния и минимально возможного при этом уровня фоновой засветки. При этом ужесточаются требования к точности наведения приемной оптической антенны 1 на источник сигнала. Точность наведения системой 6 может соответствовать размерам широкого углового поля приемника (как это имеет место в прототипе). При этом пятно рассеяния может находиться не в центре 10 пространственного фильтра 7, Однако при управлении величиной углового поля центра пятна рассеяйия йеобходимо поддерживать в центре пространственного фильтра 7. Для этого наведение приемной оптической 15 антенны 1 уточняется с помощью углового дискриминатора 10. Точность углового дискриминатора должна соответствовать размерам пятна рассеяния. На вход его поступает полный телевизионный сигнал изображения объекта, в данном случае— 20 кружка рассеяния. А на двух выходах формируются сигналы, пропорциональные координатам центра тяжести пятна; Эти сигналы поступают в систему наведения 6, благодаря чему центр пятна рассеяния под25 держивается в центре управляемого. пространственного фильтра 7. Перед началом работы угловой дискриминатор 10 и измеритель размеров йзображения 11 настраива- ются в соответствии с уровнем фонового шума в канале связи. Светоделитель 8 может делить выходнОй сигнал оптической антенны 1 на неравные части, поскольку уровень мощности, требуемой для работы телевизионной камеры 9 и связанных с ним измерительный устройств, как правило, меньше, чем требуемый для выделения информации с высокой достоверностью в паласовом фильтре 5. 35 меров изображения, а также связей между ними и другими элементами в предлатае45 мом устройстве достигается положительный эффект по сравнению с прототипом: увеличивается отношение сигнал/шум при рабате в условиях ограничения внешними шумами и атмосферных искажений оптиче50 ских сигналов Формула изобретения Оптическое приемное устройство, содержащее последовательно расположен=-:: ные на одной оптической осМ частотйо-избирательный фильтр, поляризационный фильтр и фотодетектор, выход которого соединен с входом полосового фильтра, и, последовательно, соединенные блок наведения и приемную оптическую ан55 40. Благодаря введению новых элементовсветоделителя, телевизионной камеры, углового дискриминатора и измерителя раз-" 1788587 Составитель Г.Мальцев Техред М.Моргентал Корректор С.Юско Редактор Заказ 77 . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, !01 тенну, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при работе в условиях атмосферных искажений и внешних шумов, введены светоделитель, телевизионная камера, угловой дискриминатор, 5 измеритель размеров изображения и управляемый пространственный фильтр, причем оптическая антенна. светоделитель, управляемый пространственный фильтр и частотноизбирательный фильтр, последовательно 10 расположены на одной оптической оси, второй выход светоделителя оптически соединен с входом телевизионной камеры, выход которой соединен с входом углового дискриминатора и входом измерителя размеров . изображения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого пространственного фильтра, выход углового дискриминатора соединен с управляющим входом блока наведения.
