Акусто-оптический способ демодуляции фазоманипулированных сигналов

 

АКУСТООПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ДЕМОДУЛЯЦИИ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащих броски фазы + 90 и 180 включающий преобразование входного сигнала во встречные акустические пучки, формирование апертуры акустоолтического вэасшодействия, дифракцию света на кеаеяон из пучков, получение с помощью линзы распределения окплитуды света, пропсфциоиального сумме пространственных мгновенных спектров частей сигнала, преобразование этого распределения в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышенш стабильности управления путем обнаружения знака 90-градусного броска фазы, один из акустических пучков модулируют и сдвигают .по частоте относительно другого на Iвеличину, -ра пространственные О Xi спектры сдвигают относительно друг сл V друга на величину ia скорость акустической ванны, Д длина световой волны, U половина апертуры акустооптического вза имодействия, F- фокусное расстоя00 О5 ние линзы. сл

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„786571

4(sI)G 02 Р 4/11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИй И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2792900 /18-25 (22) 09. 07. 79 (46) 15. 03.85. Бюл. 9 10, (72) К.Н. Наумов и А.Ю. Одинцов (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им..В.И. Ульянова (Ленина) (53) 535.512 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 566391, кл.С 02 Р 1/11, 1977.

2. Егоров Ю.В., Наумов К.П.

Акустооптический демодулятор сложных фазоманипулированных сигналов.

В сборнике "Акустооптические методы обработки информации". Ленинград, Наука, 1978, с. 46 (прототип). (54) (57) АКУСТООПТИЧКСКИЙ СПОСОБ

ДЕМОДУЛЯЦИИ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ

СИГНАЛОВ, содержащих броски фазы + 90 и 180; включающий преобразование входного сигнала во встречные акустические пучки, формирование апертуры акустооптического взаимодействия, дифракцию света на каздом из пучков, получение с помощью линзы распределения амплитуды света, пропорционального сумме пространственных мгновенных спектров частей сигнала, преобразование этого распределения в электрический сигнал, о т л ич а ю щ и и с а тем, что, с целью повыпения стабильности управления путем обнаружения знака 90-градусного броске фазы, один из акустических пучков модулируют и сдвигают по частоте относительно другого на .величину, а пространственные

16 спектры сдвигают относительно друг друга на величину 1, где Ч— 163. скорость акустической ванны, длина световой волны, 4 — половина апертуры акустооптического взаимодействия, F — фокусное расстояние линзы.

786S71

Изобретение относится к области техники связи и может использоваться в качестве фазового демодулятора в приемниках систем радиотелеграфной связи с подвижными объектами.

Известны способы, позволяющие демодулировать фазоманицулированные сигналы, основанные на формировании опорного сигнала из поступающего сигнала, подлежащего демодуляции.

Они предполагают сложные цени управления опорным колебанием, устройства, реализующие эти способы, чувствительны к изменению частоты входного сигнала и к флюктуациям фазы f!3.

Наиболее близким по технической сущности является акустооптический способ демодуляции фазоманипулированных сигналов, содержащих броски фазы +90 и 380, основанный на применении акустооптического корре-. лятора на встречных акустических пучках в качестве фазового демодулятора $23. Этот способ, включающий преобразование входного сигнала во встречные акустические пучки, возбужденные в прозрачном звукопроводе, дифракцию света на каждом иэ пучков, получение с помощью интегрирующей линзы в области первого дифракционного порядка распределения амплитуды света, пропорционального сумме пространственных мгновенных спектров частей сигнала, вырезаемых рабочей апертурой акустооптического взаимодействия из каждого пучка, преобразование этого светового распределения с помощью фотоприемника и полосового фильтра в электрический сигнал, соответствующий свертке частей входного сигнала,не требует выделения опорного колебания, поскольку в качестве опорного в нем выступает сам сигнал, что позволяет демодулировать сигналы инвариантно к частоте.

Однако известный способ не позволяет определить знака 90-градусного броска фазы.

Цель изобретения — ликвидация неопределенности в знаке 90-градусного броска фазы

Поставленная цель достигается тем, что в известном акустооптическом способе демодуляции фазоманипулированных сигналов, включающем преобразование входного сигнала

Я=—

Ч .

Изменение огибающей тока на выходе полосового фильтра полностью описывается интегралом свертки от частей сигнала, вырезаемых апертурой акустооптического взаимодействия из каждого пучка, несущие частоты которых отличаются на величину ьГ

- 2 x+1ру (" 1

9- величина броска фазы (j90, 180а) где

1 I

e(t) =

) 0

t (0

В момент Временн 1 0 бросок фазьг находится на границе апертуры акустооптического взаимодействия в точке с координатой r - Ограничения в выборе величины апертуры во встречные акустические пучки, возбужденные в прозрачном звукопроводе, дифракцию света на каждом иэ пучков, получение с помощью интегрирующей линзы в области первого дифракционного порядка распределения амплитуды света, пропорционального сумме пространственных мгновенных спектров частей сигнала, выреэаеfO мых рабочей апертурой акустооптического взаимодействия из каждого пучка, преобразование этого светового распределения с помощью фотоприемника и полосового фильтра в электрический сигнал, соответствующий свертке частей входного сигнала, один иэ акустических пучков моделируется и смещается по частоте относительно другого на величину Ч/16L, 20 а пространственные мгновенные спектры смещают относительно друг друilF

ra на величину:

161, где V — скорость акустической вол25 ны;

А — длина световой волны;

F — фокусное расстояние линзы;

L — половина апертуры акустооптического взаимодействия.

Смещение пространственных мгноЛР

Венных спектроВ на Величину эквивалентно смещению несущей частоты в одном из акустических пучков на Величину

786571

3 акустооптического взаимодействия и ее расположение относительно середины звукопровода те же, что и у прототипа. С помощью интеграла свертки можно получить выражения для модуля огибающей выходного тока для бросков фазы +90 — 90 и 180

Для броска фазы 180 :

1() 4

В, Для броска фазы — 90, 10

1(Ц=—

Дпя броска фазы +90

j(4)a

4 л где () — нормированное значение модуля огибающей выходного тока. Эти выражения описывают изменение модуля огибающей выходного тока по мере продвижения броска фазы в апертуре акустооптического Взаимодействия. Амплитуда этого изменения однозначно связана с величиной каждого из бросков фазы.

Предложенный способ поясняется схемой, приведенной на.фиг.1 на фиг.2 — графики изменения модуля огибающей выходного тока для бросков фазы +90 и 180

Схема содержит первый усилительвозбудитель 1, смеситель 2, генератор 3, полосовой фильтр 4, второй усилитель-возбудитель 5, пьезопреобразователи 6,7, звукопровод 8, плоскую световую волну 9, первую диафрагму 10, интегрирующую линзу, 4О

11 вторую диафрагму 12, фотоприемник 13, полосовой фильтр 14.

Выходной сигнал поступает на вход усилителя-возбудителя 1 и на первый вход смесителя 2, на второй вход которого подается колебание частоты от генератора 3. СигК нал суммарной частоты, образующийся на выходе смесителя 2, выделяется полосовым фильтром .4 и подается на вход усилителя-возбудителя 5. Усиленные сигналы и сдвинутые по частоте относительно друг-друга на величину

Ч fC 4 с выходов усилителей-aosбудителей 1 и 5 подаются на пьеэопреобразователи 6 и 7, с помощью которых в прозрачном звукопроводе 8 возбуждаются бегущие навстречу друг другу акустические пучки, которые осуществляют пространственную фаэовую модуляцию плоской световой волны 9, ограниченной диафрагмой 10.

Интегрирующая линза 11 создает в фокальной плоскости в области первого диффракционного порядка распределение амплитуды света, пропорциональное сумме пространственных мгновенных спектров частей сигнала.

Это распределение выпеляется -диаф-, рагмой 12 и попадает на катод фотоприемника 13, высокочастотная составляющая тока которого, пропорциональная свертке частей сигнала, выделяется полосовым фильтром 14.

Использование данного способа де модуляции фазоманипулированных сигналов обеспечивает по сравнению с известным способом воэможность определять знак 90-градусного броска фазы, сохранив при этом инвариантность к частоте принимаемого сигнала.

786571

ы- УО аЗЫ 180о

Составитель Суркова

Техред М. Надь "Корректор Н. Король

Редактор П. Горькова

Тираж 526 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1675/2

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4