Акусто-оптический коррелятор

 

АКУСГООПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР, содержащий расположенные на одной оптической оси источник когерентного света, коллиматор, первый ультра- . звзковой модулятор света, первую линзу, вторую линзу, второй ультразвуковой модулятор света,третью линзу и фотоприемник, отлиу чающийся тем, что, с целью расширения интервала корреляционного анализа, в акустооптический коррелятор введены две диафрагмы, четвертая линза, два модулятора и генератор гармонического сигнала, выход которого подключен к первым входам модуляторов, вторые входы которых являются соответственно первьм и вторым входами коррелятора, выходы модуляторов соединены соответственно с электрическими входами первого и второго ультразвуковых модуляторов света, обе диафрагмы размещены на общей оптической оси соответственно в фокальной плоскости первой и третьей линз и на (Л фокусном расстоянии соответственно с: от второй и четвертой линз, причем четвертая линза установлена перед фотоприемником.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК уц С Об С 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f1G ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2909986/18-24

{22) 08. 04.80 (46) 15. 03.85. Ran. 1Ф 10 (72) H.À. Круглов, К.П. Наумов и В.Н. Ушаков (71) Ленинградский, ордена Ленина электротехнический институт им. В.И; Ульянова (Ленина) (53) 681.333 (088.8) (56) 1. Патент США У 3634749, кл. 235-181, опублик. 1972.

2. PhyIips Technische Rundschau

Ф 8-10, 1967, с. 318-327. (54) (57) АКУСТООПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР, содержащий расположенные на одной оптической оси источник когерентного света, коллиматор, первый ультразвуковой модулятор света, первую линзу, вторую линзу, второй ультразвуковой модулятор света, третью линзу и фотоприемник, о т л и„„SU<„> 888727 ч а ю шийся тем, что, с целью расширения интервала корреляционного анализа, в акустооптический коррелятор введены две диафрагмы, четвертая линза, два модулятора и генератор гармонического сигнала, выход которого подключен к первым входам модуляторов, вторые входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелятора, выходы модуляторов соединены соответственно с электриче кими входами первого и второго ультразвуковых модуляторов света, обе .диафрагмы размещены на общей оптической оси соответственно в фокальной плоскости первой и третьей линз и на фокусном расстоянии соответственно от второй и четвертой линз, причем четвертая линза установлена перед фотоприемником.

888727

Изобретение. относится к технике корреляционной обработки сигналов и может бьггь использовано в радиолокации, гидроакустике и радиоастрономии.

Известен акустооптический коррелятор (1) .

Этот коррелятор основан на преобразовании исследуемого и опорного сигналов во встречно распространяющиеся акустические пучки,дифракции света на этих пучках, выделении света, попадающего в два дифракционных порядкя, проекции его на фотоприемник, преобразовании в электрический сигнал и интегрировании Во времени.

Достоинством этого способа является то, что интервал, в котором производится анализ корреляционной функции, равен удвоенному времени распространения акустического пучка по звукопроводу ультразвукового модулятора света. Однако для реализации этого способа необходим фотоприемник, у которого число разрешаемых точек не меньше отношения интервала анализа к четверти периода несущей частоты анализируемых сигналов. Это значит, что число разрешаемых фотоприемником точек должно бьггь, как ьмн мум, на порядок больше, чем необходимо для воспроизведения взаимокорреляционной функции исследуемого и опорного сигналов.

Известен акустооптический коррелятор )2), содержащий источник когерентного излучения, коллиматор, первый ультразвуковои модулятор света, две линзы, второй ультразвуковой модулятор света., третью линзу и фотоприемник. Иедостатком устройства является ограничение диапазона ана.лиза временным интервалом, реальным длительности прохождения волны в модуляторе.

Целью изобретения является увеличение временного интервала„в кото— ром производится анализ вэаимокорреляционной функции исследуемого и опорного сигнялов.

Указанная цель достигается тем, что в акустооптический коррелятор, содержащий расположенные на одной оптической оси источник когерентного света, коллиматор, первый ультразвуковой модулятор света, первую линsy вторую линзу, второй ультразвуковой модулятор света„ третью линзу и фотоприемник, введены две диафрагмы, четвертая линза, двя модулятора и генератор гармонического сигнала, выход которого подключен к первым входам модуляторов, вторые входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелятора, выходы модуляторов соединены соответственно с электрическими входами первого и второго ультразвуковых модуляторов света, обе диафрагмы размещены на общей оптической оси соответственно в фокальной плоскости первой и третьей линз и на фокусном расстоянии соответственно от второй и четвертой линз, причем четвертая линза установлена перед фотоприемником.

Схема коррелятора изображена на чертеже.

В коллимированном световом пучке 1 установлен ультразвуковой модулятор 2 света и интегрирующая линза 3,в фокальной плоскости которой расположена диафрагма 4,а на двойном фокусном расстоянии проектирующая линза 5, ультразвуковой модулятор 6 света, интегрирующая линза 7, в фокальной плоскости которой расположена диафрагма 8, на двойном фокусном расстоянии проектирующая линза 9 и фотоприемник 10. К электрическим входам ультразвуковых модуляторов 2 и 6 света подключены амплитудные модуляторы 11. и 12, на входы которых подаются опорный и исследуемый сигналы и непрерывное гармоническое колебание от генератора 13. Свет от когерентного источника 14 преобразуется в параллельный поток коллимятором 15.

Модуляторы 11 и 12 осущесгвляют амплитудную модуляцию непрерывного гармонического колебания, даваемого генератором 13, о закону опорного и исследуемого сигналов соответственно. Промодулированные электрические колебания поцаются на ультразвуковые модуляторы 2 и 6 света и преобразуются в акустические колебания. Коллимированный световой пучок 1, проходя сквозь прозрачные звукопроводы ультразвуковых модуляторов, дифрагирует на акустичес— ких колебаниях„ распространяющихся в них. С помощью линзы 3 и диафрагмы 4 после модулятора 2 и линзы

3 8887

7 и диафрагмы 8 после модулятора 6 из всего светового потока выделяется свет, попадающий в один дифракционный порядок, а линзы 5 и 9 проектируют выделенный таким образам свет в плоскость модулятора 6 и фотоприемника 10 соответственно, восстанавливая то пространственное распределение, которое выделенный свет имел в плоскости дифракции с 10 учетом симметричного переворота, даваемого всякой проектирующей линзой. Переворот изображения, даваемый линзой 5, приьодит к тому, что изменения в распределении света 15 в плоскости модуляторов и движение акустического пучка в этом модуляторе происходят навстречу друг другу. Благодаря этому в плоскости фотоприемника 10 рас- 20 г7 4 пределение света в каждой точке координаты Х пропорционально произведению значений опорного и исследуемого сигналов с взаимной задержкой, меняющейся при перемещении вдоль координаты Х от -Т до +Т, где Т вЂ” время прохождения ультразвуковом звукопровода модулятора света.

Преобразование светового распределения в электрический сигнал и временное интегрирование этого сигнала в каждой точке вдоль координаты Х выполняемое, например, самим фотоприемником, позволяют получить на выходе электрический сигнал, пропорциональный функции взаимной корреля циии опорного и исследуемого сигналов в интервале задержек 2Т.

ВНИИПИ Зак 1677/2 Тираж 710 Подписное

Филиал 1ШП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4