Акустооптический приемник

Предлагаемый приемник относится к радиоэлектронике и может использоваться для приема, пеленгации, спектрального анализа и детектирования сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн). Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей акустооптического приемника путем точной и однозначной пеленгации источника излучения ФМн-сигналов в двух плоскостях на стабильной частоте, равной разности частот гетеродинов fг2-fг1=2fup. Акустооптический приемник содержит первую, вторую и третью антенны, преобразователь частоты, первый и второй гетеродины, первый, второй и третий смесители, первый, второй и третий усилители промежуточной частоты, первый, второй, третий, четвертый и пятый перемножители, первый, второй, третий и четвертый узкополосные фильтры, первый и второй корреляторы, первый и второй пороговые блоки, первый, второй и третий ключи, первый и второй фазовые детекторы, первый и второй блоки регистрации, фильтр нижних частот, лазер, коллиматор, первую, вторую и третью ячейки Брэгга, первую и вторую линзы, первую и вторую матрицы фотодетекторов. 4 ил.

 

Предлагаемый приемник относится к радиоэлектронике и может использоваться для приема, пеленгации, спектрального анализа и детектирования сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн).

Известны акустооптические приемники (авт. свид. СССР №№1.718.695, 1.785.410, 1.799.226, 1.799.227; патенты РФ №№2.001.533, 2.007.046, 2.234.808; «Зарубежная радиоэлектроника», 1987, №5, с.51 и другие).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является «Акустооптический приемник» (патент РФ №2.234.808, Н04В 10/06, 2003), который выбран в качестве прототипа.

Известный приемник обеспечивает прием, спектральный анализ, детектирование и пеленгацию источника излучения ФМн-сигналов только в одной плоскости.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей акустооптического приемника путем точной и однозначной пеленгации источника излучения ФМн-сигналов в двух плоскостях.

Поставленная задача решается тем, что акустооптический приемник, содержащий лазер, на пути распространения пучка света которого последовательно установлены коллиматор, первая, вторая и третья ячейки Брэгга, при этом на пути распространения дифрагируемой первой ячейкой Брэгга части пучка света установлена первая линза, в фокальной плоскости которой размещена первая матрица фотодетекторов, вторая и третья ячейки Брэгга расположены на оптической оси устройства вплотную одна к другой с одинаковыми направлениями распространения в них акустических волн, смещены друг относительно друга на величину

Δx=V×τЭ,

где V - скорость распространения акустических волн,

τЭ - длительность элементарных посылок,

на пути распространения дифрагируемой второй и третьей ячейками Брэгга части пучка света установлена вторая линза, в фокальной плоскости которой размещена вторая матрица фотодетекторов, а также последовательно включенные первую антенну, преобразователь частоты, состоящий из последовательно соединенных первого гетеродина и первого смесителя, первый усилитель промежуточной частоты, первый коррелятор, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, первый пороговый блок, первый ключ, первый фазовый детектор и первый блок регистрации, последовательно включенные вторую антенну, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, второй усилитель промежуточной частоты, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, и первый узкополосный фильтр, выход которого соединен со вторым входом первого фазового детектора, последовательно подключенные к выходу первого гетеродина второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и второй узкополосный фильтр, выход которого соединен с вторым входом первого ключа, последовательно подключенные к выходу первого усилителя промежуточной частоты второй ключ, второй вход которого соединен с выходом первого порогового блока, третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, третий узкополосный фильтр, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, фильтр нижних частот и второй блок регистрации, пьезоэлектрические преобразователи первой, второй и третьей ячеек Брэгга соединены с выходом второго ключа, снабжен третьей антенной, третьим смесителем, третьим усилителем промежуточной частоты, вторым коррелятором, вторым пороговым блоком, третьим ключом, пятым перемножителем, четвертым узкополосным фильтром и вторым фазовым детектором, причем к выходу третьей антенны последовательно подключены третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, третий усилитель промежуточной частоты, пятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, четвертый узкополосный фильтр и второй фазовый детектор, выход которого соединен с вторым входом первого блока регистрации, к выходу первого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены второй коррелятор, второй вход которого соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты, второй пороговый блок и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, а выход подключен к второму входу второго фазового детектора, антенны размещены в виде геометрического прямого угла, в вершине которого расположена первая антенна первого приемного канала, общая для антенн второго и третьего приемных каналов, размещенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно.

Структурная схема предлагаемого приемника представлена на фиг.1; частотная диаграмма, поясняющая принцип образования дополнительных каналов приема, изображена на фиг.2; взаимное расположение антенн показано на фиг.3; временные диаграммы, поясняющие принцип детектирования принимаемого ФМн-сигнала, показана на фиг.4.

Акустооптический приемник содержит последовательно включенные первую антенну 1, первый смеситель 6, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 4, первый усилитель 8 промежуточной частоты, первый коррелятор 14, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 9 промежуточной частоты, первый пороговый блок 15, первый ключ 16, первый фазовый детектор 17 и первый блок 18 регистрации, последовательно включенные вторую антенну 2, второй смеситель 7, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 5, второй усилитель 9 промежуточной частоты, первый перемножитель 10, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 8 промежуточной частоты, первый узкополосный фильтр 11, первый фазовый детектор 17 и первый блок 18 регистрации, последовательно включенные третью антенну 34, третий смеситель 35, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 5, третий усилитель 36 промежуточной частоты, пятый перемножитель 40, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 8 промежуточной частоты, четвертый узкополосный фильтр 41 и второй фазовый детектор 42, выход которого подключен к второму входу первого блока 18 регистрации, последовательно подключенные к выходу первого гетеродина 4 второй перемножитель 12, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 5, и второй узкополосный фильтр 13, выход которого соединен с вторым входом первого ключа 16, последовательно подключенные к выходу первого усилителя 8 промежуточной частоты последовательно подключены второй коррелятор 37, второй вход которого соединен с выходом третьего усилителя 36 промежуточной частоты, второй пороговый блок 38 и третий ключ 39, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра 13, а выход подключен к второму входу второго фазового детектора 42, последовательно подключенные к выходу первого усилителя 8 промежуточной частоты, второй ключ 19, второй вход которого соединен с выходом первого порогового блока 15, третий перемножитель 25, второй вход которого соединен с выходом фильтра 28 нижних частот, третий узкополосный фильтр 27, четвертый перемножитель 26, второй вход которого соединен с выходом второго ключа 19, фильтр 28 нижних частот и второй блок 29 регистрации. На пути распространения пучка света лазера 20 последовательно установлены коллиматор 21, первая 22, вторая 30 и третья 31 ячейки Брэгга, пьезоэлектрические преобразователи которых соединены с выходом второго ключа 19. Ячейки Брэгга 30 и 31 расположены вплотную одна к другой с одинаковыми направлениями распространения в них акустических волн, смещены друг относительно друга на величину

Δx=V×τЭ,

где V - скорость распространения акустических волн,

τЭ - длительность элементарных посылок.

На пути распространения дифрагируемой ячейкой Брэгга 22 части пучка света установлена линза 23, в фокальной плоскости которой размещена матрица 24 фотодетекторов. На пути распространения дифрагируемой ячейками Брэгга 30 и 31 части пучка света установлена линза 32, в фокальной плоскости которой размещена матрица 33 фотодетекторов. Последовательно включенные гетеродин 4 и смеситель 6 образуют преобразователь 3 частоты. Антенны 1, 2 и 34 размещены в виде геометрического прямого угла, в вершине которого расположена первая антенна 1 первого приемного канала, общая для антенны 2 и 34 второго и третьего приемных каналов, размещенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно.

Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых на зеркальных и комбинационных частотах, основано на использовании трех каналов приема, частоты гетеродинов 4 и 5 которых разнесены по частоте на величину 2×fup

fг2-fг1=2×fup

и корреляционной обработке канальных напряжений. При этом количество дополнительных (зеркальных и комбинационных) каналов удваивается (фиг.2), но создает благоприятные условия для их подавления.

Для пеленгации источника излучения ФМн-сигналов в двух плоскостях в предлагаемом приемнике используется фазовый метод, при котором фазовые сдвиги между сигналами, принимаемыми антеннами 1 и 2, 1 и 34, составляют

Δϕ1=2π×d1/λ×Cosγ,

Δϕ2=2π×d2/λ×Cosβ,

где d1, d2 - измерительные базы (расстояния между антеннами);

λ - длина волны;

γ, β - углы, определяющие направление на источник излучения в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно.

Фазовому методу пеленгации свойственно противоречие между требованиями точности измерений и однозначности отсчета угловых координат. Действительно, согласно вышеуказанным выражениям фазовая система тем чувствительнее к изменению углов γ и β чем больше относительные размеры баз d1/λ и d2/λ. Однако с ростом d1/λ и d2/λ уменьшаются значения угловых координат γ и β, при которых разности фаз Δϕ1 и Δϕ2 превосходят значение 2π, т.е. наступает неоднозначность отсчета.

Исключить неоднозначность пеленгации фазовым методом можно двумя классическими способами:

1) применением остронаправленных антенн;

2) использованием нескольких измерительных баз (многошкальность).

Системы пеленгации с остронаправленными антеннами обладают большой дальностью действия и высокой разрешающей способностью по направлению. Однако они требуют поиска источника излучения до начала измерений и его сопровождения по направлению антенным лучом в процессе измерений.

Многошкальный метод отсчета углов основан на использовании нескольких измерительных баз. При этом меньше базы образуют грубые, но однозначные шкалы отсчета, а большие базы - точные, но неоднозначные шкалы отсчета. Системы пеленгации, использующие такой метод, имеют ограниченную дальность и сложную антенную систему.

В предлагаемом устройстве используется корреляционный метод устранения неоднозначности пеленгации, который использует замечательные свойства ФМн-сигналов.

Необходимым условием синхронного детектирования ФМн-сигналов является наличие в точке приема опорного напряжения постоянной начальной фазы и частоты, равный частоте принимаемого ФМн-сигнала.

Принципиально возможны три метода получения опорного напряжения:

1) от местного генератора;

2) с помощью вспомогательного пилот-сигнала, передаваемого по отдельному каналу;

3) непосредственно из самого принимаемого ФМн-сигнала.

Первый метод не обеспечивает необходимой синфазности и синхронности колебаний, так как фаза и частота любого высокостабильного генератора изменяется под влиянием различных дестабилизирующих факторов.

Второй метод получения опорного напряжения также не нашел широкого практического применения, поскольку его техническая реализация приводит к потерям спектра и мощности в канале на передачу пилот-сигнала.

В предлагаемом приемнике используется метод выделения опорного напряжения непосредственно из принимаемого ФМн-сигнала.

Для демодуляции принимаемых ФМн-сигналов может использоваться и акустооптический демодулятор, состоящий из ячеек Брэгга 30 и 31, установленных на общей оптической оси приемника вплотную друг к другу с одинаковыми направлениями распространения в них акустических колебаний, линзы 32 и матрицы 33 фотодетекторов. При этом указанные ячейки смещены друг относительно друга (вдоль оси X) на величину

Δx=V×τЭ,

где V - скорость распространения акустических колебаний;

τЭ - длительность элементарных посылок, из которых состоит принимаемый ФМн-сигнал.

Применение акустооптического демодулятора возможно только при априорном значении длительности τЭ элементарных посылок.

Акустооптический приемник работает следующим образом.

Принимаемые ФМн-сигналы:

U1(t)=υc×Cos[2π(fc±Δf)t+ϕk(t)+ϕ1],

U2(t)=υc×Cos[2π(fc±Δf)t+ϕk(t)+ϕ2],

U3(t)=υc×Cos[2π(fc±Δf)t+ϕk(t)+ϕ3], 0≤t≤TC,

где υc, fc, ϕ1, ϕ2, ϕ3, ТC - амплитуда, несущая частота, начальные фазы и длительность сигнала;

±Δf - нестабильность несущей частоты, обусловленная различными дестабилизирующими факторами;

ϕk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t) (фиг.4, а), причем ϕk(t)=const при k×τЭ<t<(k+1)×τЭ и может изменяться скачком при t=k×τЭ, т.е. на границах между элементарными посылами (k=1, 2,..., N-1);

τЭ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тc (Tc=N×τЭ); с выхода антенн 1, 2 и 34 поступают на первый вход смесителей 6, 7 и 35 соответственно, на второй вход которых с выхода гетеродинов 4 и 5 подаются напряжения:

Uг1(t)=υг1×Cos(2πfг1t+ϕг1),

Uг2(t)=υг2×Cos(2πfг2t+ϕг2),

где υг1, υг2, fг1, fг2, ϕг1, ϕг2 - амплитуды, частоты и начальные фазы напряжений гетеродинов 4 и 5.

Причем частоты fг1 и fг2 гетеродинов 4 и 5 разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты

fг2-fг1=2×fup

и выбраны симметричными относительно несущей частоты fc принимаемого сигнала

fc-fг1=fг2-fc=fup.

Это обстоятельство приводит к удвоению числа дополнительных каналов приема, но создает благоприемные условия для их подавления за счет корреляционной обработки.

На выходе смесителей 6, 7 и 35 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 8, 9 и 36 выделяются напряжения промежуточной (разностной) частоты:

Uпр1(t)=υпр1×Cos[2π(fпр±Δf)t+ϕk(t)+ϕпр1],

Uпр2(t)=υпр2×Cos[2π(fпр±Δf)t+ϕk(t)+ϕпр2],

Uпр3(t)=υпр2×Cos[2π(fпр±Δf)t+ϕk(t)+ϕпр3], 0≤t≤Tc,

где υпр1=1/2×K1×υc×υг1;

υпр2=1/2×K1×υc×υг2;

K1 - коэффициент передачи смесителей,

fпр=fc-fг1=fг2-fc - промежуточная частота,

ϕпр11г1;

ϕпр2г22;

ϕпр3г23;

Напряжения Uпр1(t) и Uпр2(t), Uпр1(t) и Uпр3(t) поступают на два входа перемножителей 10 и 40, на выходе которых образуется гармонические колебания

U3(t)=υ3×Cos(4πfпрt+Δϕг+Δϕ1),

U4(t)=υ3×Cos(4πfпрt+Δϕг+Δϕ2), 0≤t≤Tc,

где υ3=1/2×K2×υпр1×υпр2;

К2 - коэффициент передачи перемножителей;

Δϕгг2г1;

Фазовые сдвиги, определяющие направление на источник излучения

Δϕ121=2π×d1/λ×Cosγ;

Δϕ231=2π×d2/λ×Cosβ;

γ, β - азимут и угол места,

которые выделяются узкополосными фильтрами 11 и 41 соответственной и поступают на первый вход фазовых детекторов 17 и 42 соответственно.

Напряжение Uг1(t) и Uг2(t) с выхода гетеродинов 4 и 5 подаются на два входа перемножителя 12, на выходе которого образуется гармоническое колебание

U5(t)=υ5×Cos(4π fпрt+Δϕг),

где υ5=1/2×K2×υг1×υг2;

2fпр=fг2-fг1,

которое выделяется узкополосным фильтром 13, частота настройки fн2 которого выбирается равной 2fпр (fн2=2fпр).

Напряжения Uпр1(t) и Uпр2(t), Uпр1(t) и Uпр3(t) одновременно поступают на два входа корреляторов 14 и 37 соответственно, на выходе которых образуются напряжения υ1 и υ2, пропорциональные корреляционным функциям R1(τ) и R2(τ). Указанные напряжения поступают на вход пороговых блоков 15 и 38, где сравниваются с пороговым напряжением υпор. При этом пороговое напряжение υпор в пороговых блоках 15 и 38 превышается только при максимальном выходном напряжении корреляторов 14 и 37 (υmax1пор, υmax2пор). Так как канальные напряжения Uпр1(t) и Uпр2(t), Uпр1(t) и Uпр3(t) образуются одним и тем же ФМн-сигналом, принимаемым по основному каналу на несущей частоте fc, то между ними существует сильная корреляционная связь. Выходные напряжения корреляторов 14 и 37 превышают пороговый уровень υпор в пороговых блоках 15 и 38.

При превышении порогового напряжения υпор в пороговых блоках 15 и 38 формируются постоянные напряжения, которые поступают на управляющие входы ключей 15, 19 и 39, открывая их. В исходном состоянии ключи 15, 19 и 39 всегда закрыты.

При этом гармоническое напряжение U5(t) с выхода узкополосного фильтра 13 через открытые ключи 16 и 39 поступают на второй вход фазовых детекторов 17 и 42, на выходе которых образуются постоянные напряжения

Uн1(γ)=υн×CosΔϕ1,

Uн2(β)=υн×CosΔϕ2,

где υн=1/2×K3×υ3×υ5;

К3 - коэффициент передачи фазовых детекторов.

Эти напряжения фиксируются блоком 18 регистрации. При этом повышение точности пеленгации источника излучения ФМн-сигналов в двух плоскостях обеспечивается путем увеличения измерительных баз d1 и d2. А возникающая при этом неоднозначность отсчета углов γ и β устраняется корреляционной обработкой канальных напряжений.

Ширина спектра Δfc принимаемых ФМн-сигналов определяется длительностью τЭ элементарных посылок (Δfc=1/τЭ), тогда как ширина спектра Δfг гармонических колебаний U3(t) и U4(t) определяется их длительностью Тc(Δfг=1/Тс), т.е. спектр входных ФМн-сигналов сворачивается в N раз (Δfc/Δfг=N). Это дает возможность с помощью узкополосных фильтров 11 и 41 выделить гармонические колебания U3(t) и U4(t), отфильтровав при этом значительную часть шумов и помех, т.е. повысить реальную чувствительность приемника при пеленгации источника излучения ФМн-сигналов в двух плоскостях.

Напряжение Uпр1(t) (фиг.4,б) с выхода усилителя 8 промежуточной частоты через открытый ключ 19 одновременно поступает на пьезоэлектрический преобразователь ячеек Брэгга 22, 30 и 31, где преобразуется в акустические колебания, и на первые входы перемножителей 25 и 26. На второй вход перемножителя 26 с выхода узкополосного фильтра 27 подается опорное напряжение (фиг.4,в)

U0(t)=υ0×Cos(2πfпрtпр1), 0≤t≤Тc.

В результате перемножения образуется результирующее напряжение

U(t)=υ1×Cosϕk(t)+υ1Cos[4πfпрt+ϕk(t)+2ϕпр1],

где υ1=1/2×K2×υпр1×υ0.

Аналог модулирующего кода (фиг.4,г)

Uн(t)=υ1×Cosϕk(t)

выделяется фильтром 28 нижних частот, регистрируется блоком 29 регистрации и подается на второй вход перемножителя 25, на выходе которого гармоническое колебание

U6(t)=υ6×Cos(2πfпрt+ϕпр1)=υ0×Cos(2πfпрt+ϕпр1),

где υ6=1/2×K2×υпр1×υ1; υ60.

Данное напряжение выделяется узкополосным фильтром 27 и подается на второй вход перемножителя 26. Так осуществляется синхронное детектирование принимаемого ФМн - сигнала.

Пучок света от лазера 20, сколлимированный коллиматором 21, проходит через ячейки Брэгга 22, 30 и 31 и дифрагирует на акустических колебаниях возбуждаемых напряжением Uпр1(t).

Следует отметить, что на каждой ячейке Брэгга дифрагирует приблизительно 1/10 часть основного пучка света. Каждая ячейка Брэгга состоит из звукопровода и возбуждающей гиперзвук пьезоэлектрической пластины, выполненной из кристалла ниобата лития соответственно Х и Y - 35° среза. Это обеспечивает автоматическую надстройку по углу Брэгга и работу ячейки в широком диапазоне частот.

На пути распространения дифрагируемой ячейкой Брэгга 22 части пучка света установлена линза 23, формирующая пространственный спектр принимаемого ФМн-сигнала, в фокальной плоскости которой размещена матрица 24 фотодетекторов. Указанные элементы образуют акустооптический анализатор спектра.

Ячейки Брэгга 30 и 31, установленные на общей оптической оси устройства вплотную друг к другу с одинаковыми направлениями распространения в них акустических колебаний, линза 32 и матрица 33 фотодетекторов образуют акустооптический демодулятор принимаемого ФМн-сигнала (фиг.4, д, е). При этом указанные ячейки смещены друг относительно друга (вдоль оси X) на величину

Δх=V×τЭ,

где V - скорость распространения акустических колебаний;

τЭ - длительность элементарных посылок, из которых состоит принимаемый ФМн-сигнал.

Причем опорным напряжением для каждой последующей элементарной посылки служит предыдущая посылка. Практическая реализация акустооптического демодулятора возможна только при априорном знании длительности τЭ элементарных посылок.

Описанная выше работа приемника соответствует случаю приема ФМн-сигналов по основному каналу на частоте fс (фиг.2).

Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому зеркальному каналу на частоте fз1, то в смесителях 6, 7 и 35 он преобразуется в напряжения следующих частот:

f11=fг1-fз1=tup,

f12=fг2-fз1=3fup,

где - первый индекс обозначает канал, по которому принимается ложный сигнал (помеха);

- второй индекс обозначает номер гетеродина, частота которого участвует в преобразовании несущей частоты принимаемого ложного сигнала (помехи).

Однако только напряжение на частоте f11 попадает в полосу пропускания усилителя 8 промежуточной частоты, а затем подается на первый вход перемножителей 10, 40 и корреляторов 14 и 37. Выходное напряжение корреляторов 14 и 37 равно нулю, так как напряжение на выходе усилителей 9 и 36 промежуточной частоты отсутствует. Ключи 16 и 19 не открываются и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому зеркальному каналу на частоте fз1, подавляется.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму зеркальному каналу на частоте fз2, то в смесителях 6, 7 и 35 он преобразуется в напряжения следующих частот:

f22=fз2-fг2=fup,

f21=tз2-fг1=3fup.

Однако только напряжение с частотой t22 попадает в полосу пропускания усилителей 9 и 36 промежуточной частоты и на второй вход корреляторов 14 и 37. Выходное напряжение корреляторов 14 и 37 в этом случае также равно нулю, так как на выходе усилителя 8 промежуточной частоты напряжение отсутствует. Ключи 16 и 19 не открываются и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму зеркальному каналу на частоте fз2, подавляется.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые по другим дополнительным каналам.

Если ложные сигналы (помехи) принимаются одновременно по первому и второму зеркальным каналам на частотах fз1 и fз2, то в смесителях 6, 7 и 35 они преобразуются в напряжения следующих частот:

f11=fг1-fз1=tup,f22=fз2-fг2=fup,
f12=fг2-fз1=3fup,f21=tз2-fг1=3fup.

При этом напряжения с частотами f11 и f22 попадают в полосу пропускания усилителей 8, 9 и 36 промежуточной частоты и на два входа перемножителей 10, 40 и корреляторов 14, 37. Однако ключи 16 и 19 не открываются. Это объясняется тем, что разные ложные сигналы (помехи) принимаются на разных зеркальных частотах fз1 и fз2, поэтому между канальными напряжениями, выделяемые усилителями 8, 9 и 36 промежуточной частоты, существует слабая корреляционная связь. Кроме того, следует отметить, что корреляционная функция помех не имеет ярко выраженного максимума, как это имеет место у сложных ФМн - сигналов. Выходные напряжения υ1 и υ2 корреляторов 14 и 37 не превышают порогового напряжения υпор в пороговых блоках 15 и 38 (υ1пор, υ2пор). Последние не срабатывают, ключи 16, 19 и 39 не открываются и ложные сигналы (помехи), принимаемые сигналы (помехи), принимаемых одновременно по первому и второму зеркальным каналам на частотах fз1 и fз2, подавляются.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые одновременно и по другим дополнительным (комбинационным) каналам.

Следовательно, за счет подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным (зеркальным и комбинационным) каналам, обеспечивается повышение помехоустойчивости и разрешающей способности приемника. При этом синхронные демодуляторы ФМн-сигналов свободы от явления «обратной работы», которое присуще известным устройствам А.А.Пистолькорса, В.И.Сифорова, Д.Ф.Костаса и Г.А.Травина.

Таким образом, предлагаемый приемник по сравнению с прототипом обеспечивает точную и однозначную пеленгацию источника излучения ФМн-сигналов в двух плоскостях (азимутальной и угломестной). Причем точная пеленгация достигается увеличением относительного размера измерительных баз d1/λ, d2/λ. А возникающую при этом неоднозначность отсчета угловых координат γ и β устраняют корреляционной обработкой принимаемых ФМн-сигналов. Пеленгация источника излучения ФМн-сигнала осуществляется в двух плоскостях на стабильной частоте, равный разности частот гетеродинов fг2-fг1=2fup. Кроме того, устраняется нестабильность несущей частоты, вызванная различными дестабилизирующими факторами. Тем самым функциональные возможности акустооптического приемника расширены.

Акустооптический приемник, содержащий лазер, на пути распространения пучка света которого последовательно установлены коллиматор, первая, вторая и третья ячейки Брэгга, при этом на пути распространения дифрагируемой первой ячейки Брэгга части пучка света установлена первая линза, в фокальной плоскости которой размещена первая матрица фотодетекторов, вторая и третья ячейки Брэгга расположены на оптической оси устройства вплотную одна к другой с одинаковыми направлениями распространения в них акустических волн, смещены друг относительно друга на величину Δх=V×τЭ, где V - скорость распространения акустических волн, τЭ - длительность элементарных посылок, на пути распространения дифрагируемой второй и третьей ячейками Брэгга части пучка света установлена вторая линза, в фокальной плоскости которой размещена вторая матрица фотодетекторов, а также последовательно включенные первую антенну, преобразователь частоты, состоящий из последовательно соединенных первого гетеродина и первого смесителя, первый усилитель промежуточной частоты, первый коррелятор, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, первый пороговый блок, первый ключ, первый фазовый детектор и первый блок регистрации, последовательно включенные вторую антенну, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, второй усилитель промежуточной частоты, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, и первый узкополосный фильтр, выход которого соединен со вторым входом первого фазового детектора, последовательно подключенные к выходу первого гетеродина второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и второй узкополосный фильтр, выход которого соединен с вторым входом первого ключа, последовательно подключенные к выходу первого усилителя промежуточной частоты второй ключ, второй вход которого соединен с выходом первого порогового блока, третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, третий узкополосный фильтр, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, фильтр нижних частот и второй блок регистрации, пьезоэлектрические преобразователи первой, второй и третьей ячеек Брэгга соединены с выходом второго ключа, отличающийся тем, что он снабжен третьей антенной, третьим смесителем, третьим усилителем промежуточной частоты, вторым коррелятором, вторым пороговым блоком, третьим ключом, пятым перемножителем, четвертым узкополосным фильтром и вторым фазовым детектором, причем к выходу третьей антенны последовательно подключены третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, третий усилитель промежуточной частоты, пятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, четвертый узкополосный фильтр и второй фазовый детектор, выход которого соединен с вторым входом первого блока регистрации, к выходу первого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены второй коррелятор, второй вход которого соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты, второй пороговый блок и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, а выход подключен к второму входу второго фазового детектора, антенны размещены в виде геометрического прямого угла, в вершине которого расположена первая антенна первого приемного канала, общая для антенн второго и третьего приемных каналов, размещенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к атмосферной и волоконно-оптической связи и может быть использовано при создании прикладных систем. .

Изобретение относится к оптико-электронным системам пеленгации и может быть использовано в устройствах обнаружения и наблюдения объектов в оптическом диапазоне длин волн.

Изобретение относится к области оптической обработки сигналов и может быть использовано для передачи многоканальных и одноканальных сообщений по оптическим линиям связи.

Изобретение относится к полупроводниковым ИС для создания фоточувствительных цифровых и аналоговых устройств. .

Изобретение относится к радиоэлектронике. .

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в качестве высокоточного измерителя частотных параметров радиосигналов в широкополосных системах связи, радиолокации и радиоразведке.

Изобретение относится к области оптической связи и может быть использовано в атмосферных оптических линиях связи, установленных на мачтах или высотных зданиях. .

Изобретение относится к области электрорадиотехники, более конкретно к детектированию входного сигнала путем распределения входного сигнала на независимые компоненты сигнала, которые усиливают независимо

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться для обнаружения выхода в эфир радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) и определения их сетки используемых частот
Наверх