Устройство для автокорреляционного приемаоптических сигналов с фазоразностноймодуляцией второго порядка

 

О П И С А Н И Е (и) 420084

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.04.72 (21) 1770609 26-25 (51) М Кл H 03d 3/00 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень № 10

Дата опуолпковапия описания 08.08.74

Гасударственный каиитет

Саввта Министрав СССР на делаи иеааретений и аткрьпий (53) УДК 621.376.4 (088.8) (72) Автор изобре|ения (71) Заявитель

К. Н. 1Целкунов

Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М. A. Бонч-Бруевича (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМА

ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ С ФАЗОРАЗНОСТНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ ВТОРОГО ПОРЯДКА

Настоящее изобретение относит сл к I cxn I!ке приема сигналов дискре. ной информации с несущими колебаниями в оптическом диапазоне.

В оптическом диапазоне авгокорре in!!попный прием дискретных сигналов с фазоразностной модуляцией встречает особые за. рудnt .ния, связанные с нестабильностью частоты пе сущих колебаний и нестабильностью времени задержки в схеме корреляционной обработки, поскольку период колебаний в оптическом диапазоне черезвычайно мал.

В радиотехническом диапазоне в условиях нестабильной частоты (например, в результате допплеровского эффекта при связи с подвижными объектами) используетсл фазоразностная модуляция второго порядка и специальная схема автокорреляционного приема.

Схема отличается наличием двух ветвей автокорреляционной обработки сигналов с общей линией задержки на входе.

Сигналы, поступающие на входные перемножители через линию задержки, должны рязI личаться по фазе ня величину †. что легко

2 осуществляется включением прос,ейшего фазовращателя.

При приеме оптических сигналов, когда операции разветвления, задержки и перемножения сигналов производятся с помощью полупрозрачных nластин, зеркал н призм, единую линию задержки и фиксированный сдвиг ня х.

2 — для двух ветвей осуществить не удается.

Использование же двух независимых линий задержки оптических сигналов не позволяет согласовать фазы в двух ветвях.

Задержки реализуются за счет разности хода оптических лучей, и сдвиг фазы на ве1 личину < = — требует геометрической точпо2 сти и стабнльнсстп размеров линий задержки порядка доли длины волны оптического излучения и соответствуюп;ей стабильности частоты.

С целью обеспечения ипварнантности приема оптических сигналов к нестабильности частоты и нестабильности времени задержки оптического сигнала в предлагаемой системе вместо двух ветвей предусматривается поочередное использование одной ветви явтокорреллционного приема, в когорой неооходимые продукты преобразования сигнала получаются последовательно Во времени. Для этого осуществляется модуляция длительности 3ядержки тз на величину Лт=-, где гn — круго30 2w, 420084 вая частота оптического излучения. Модуляция производится колебаниями прямоугольной формы, синфазно с информационными посылками и с частотой в два раза большей частоты посылок. Практически модулятор можно выполнить на электрооптическом кристалле (электрическое поле управляет коэффициентом преломления, т. е. временем прохождения света через кристалл).

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устрсйстьо содержит: полупрозрачну1о пластину-разделитель 1; зеркала 2, 3 в линии задержки луча на время, равное длительности пось1лки Т; полупрозрачную пластину-сумматор 4; модулятор задержки оптического сигнала 5; QoIopeICI ры 6, 7 преобразующие интенсивности оптических лучей в пропорциональные им фотостоки; интегратор разности фототоков 8 (B пределах 0-Т/2) с устройством сброса; перемножитель постоянных напряжений 9; линию задержки 10 на время Т, выполняющую роль запоминающего устроиства постоянного напряжения на выходе интегратора; сумматор постоянных напряжений 11; линию задержки

12 на время Т(2, выполняющую роль запоминающего устройства постоянного напряжения на выходе перемножителя; решающее пороговое устройство 13, определяющее знак напряжения на выходе сумматора; устройство синхронизации и управления 14.

Устройство работает следующим образом.

На вход поступают посылки (импульсы) оптического излучения, различающиеся начальными фазами ф„.

Информация вложена во вторые разности фаз (ФРМ-2) соседних посылок:

9» — (1п - и — 1) — (1 и — 1 — п — 2)

Здесь а — иo51åð посылки. Двоичные сигналы различаются значением с ;,—— — 0 или (, .==л.

Входиа;, часть усгройс1ва представляет собой оптический коррелометр. Входной Qll I H ческий cHI нал с помощь1с 11олупрсзра гной пластины 1 разделяе1ся иа дьа луч 1, один из которых с поп ощью зеркал 2 и S задержнваcE ., ( е сЯ во вРемеии па вслнч1п1У тг- — — — —.- . . 1п1сС ле суммирîв гния;1а второй полупрозрачной пластине 4 получа1о1ся два луча с интенсивностями:

1, = — 1, (1+ соз(v Ä вЂ” фп 1+ с5))

1, = — 1,(1 — cos()„—, 1+ О)), 1

2 где 1„-- интенсивность входного излучения, 1 O= тг — СЛУЧайНаЯ фаса, МЕДЛЕННС ИЗМЕняющаяся в результате нестабильности несущей частоты света 1г111 и длительности задержки лз. На выходе фотодетекторов 6 и 7 получаются фототоки, пропорциональные этим интенсивностям.

Фотодетекторы включены по балансной схеме так, что ин1егра ор 8 интегрирует разность токов. После интегрирования за время половины длительности посылки на выходе ин.1е5 гратора получается напряжение:

U„=А cos(и — „1+ 8), где k — коэффициент пропорциональности. 3а время второй половины посылки, когда модулятор 5 изменит лг на величину Ь =

2а„ получаем на выходе интегратора: !

От

Un = k " SiII(,— п 1+ 6).

15 2

В отлич ;е от известной схемы эти величины получаются в одпои ветви с временным сдвигом Т1 2.

Напряжение с выхода ин1егратора 8 поступает на один вход перемножителя 9 непосредственно, а на другой вход — через линию задержки 10 с временем задержки, равным Т.

В результате на выходе перемножителя в соответствующие моменты времени (со сдвигом на Т 2) будем иметь: у2уг

Уп -U„U„ I =-19 COS(3„—, 1+ H(X

X COS (fn — I Qn — 2 + ®) 30 и

f, 10Т

ӄ— У„У, 1=:й sin(-, —, 1+ О) X

35 (n — 1 11» — 2))

Знак полученной величины зависит 1олько от информационного параметра — второй раз50 ности фаз. Результат не зависит от случай,1ой

Величины 8, cc;IH измс11епня последней; Ос 1 а1очно малы за врем5..1рех соседних посылок.

В оп- ических линиях связи при использовании лазеров и при длительностях посылок

55 7 =1 мксек это условие выполняется.

Устройство синхронизации и управления 14 обеспечивает согласованность моментов переключения модулятора 5, сброса выходного напряжения интегратора 8 и сравнения вы60 ходного напряжения сумматора 11 с порогом в решающем устройстве 13.

Предмет изобретения

Устройство для автокорреляционного прие65 ма оптических сигналов с фазоразностной моX з111 (Qn — 1 — 1iп — 2 + @).

С выхода перемножителя сигнал подается на сумматор 11: на один вход непосредс1венпо, иа другой — через линию задержки 12 сс сдвигом во времени па величину Т/2.

40 На выходе сумматора 11 (вход решающего порогового ус1ройства 13) получаем в момент прии51ти, решепи»: у2у г

Уп У,, — У „ - — cOS ((,„— „1)—

420084

Составители А. Субочев

Та .рсд Л. Гогданова

Рсдакгср .Ч. Цветкова

Ео1>ректор Н. Торкина

3-.êàç 1913,19 Изд. ¹ 1392 Тираж а11 1юпп.гс 1

LIHHHHH Государсгвенного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытич

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 дуляцией второго порядка, состоящее из оптического коррелометра с оптической линией задержки, фотодетекторами и интегратором разности фототоков, перемножителя постоянных напряжений с линией задержки, сумматора постоянных напряжений, решающего порогового устройства и синхронизирующего устройства, отличающееся тем, что, с целью обеспечения пнвариантности приема оптических сигналов к нестабильности частоты и нестабильности времени задержки оптического сигнала, в оптическую линию задержки вклю5 чен модулятор длительности задержки, а на один из входов сумматора включена линия задержки напряжения перемножителя.