DE4334102A1 - Optische Nachrichtenverbindung - Google Patents
Optische NachrichtenverbindungInfo
- Publication number
- DE4334102A1 DE4334102A1 DE4334102A DE4334102A DE4334102A1 DE 4334102 A1 DE4334102 A1 DE 4334102A1 DE 4334102 A DE4334102 A DE 4334102A DE 4334102 A DE4334102 A DE 4334102A DE 4334102 A1 DE4334102 A1 DE 4334102A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- frequency
- station
- optical
- acousto
- optical communication
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/74—Systems using reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. IFF, i.e. identification of friend or foe
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
- G01S1/08—Systems for determining direction or position line
- G01S1/38—Systems for determining direction or position line using comparison of [1] the phase of the envelope of the change of frequency, due to Doppler effect, of the signal transmitted by an antenna moving, or appearing to move, in a cyclic path with [2] the phase of a reference signal, the frequency of this reference signal being synchronised with that of the cyclic movement, or apparent cyclic movement, of the antenna
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/114—Indoor or close-range type systems
- H04B10/1143—Bidirectional transmission
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf optische Nachrichten
verbindungssysteme.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, Mittel zu schaf
fen, um eine Nachrichtenverbindung zwischen zwei oder
mehreren Stationen herzustellen und aufrechtzuerhalten,
deren relative Lage zueinander anfänglich unbekannt ist, und
außerdem soll diese Nachrichtenverbindung sehr schnell
hergestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein optisches
Nachrichtenverbindungssystem einen Sender mit Mitteln zur
Erzeugung eines frequenzmodulierten optischen Strahls, eine
akusto-optische Ablenkzelle zum Abtasten des Strahls und zum
Einführen einer Frequenzverschiebung in den frequenz
modulierten optischen Strahl, wobei ein Empfänger vorgesehen
ist, der Mittel aufweist, um einen frequenzverschobenen
frequenzmodulierten optischen Strahl zu erfassen, und Mittel
vorgesehen sind, um dessen Frequenz zu bestimmen.
Die Mittel zur Erzeugung eines frequenzmodulierten optischen
Strahls können zweckmäßigerweise einen Laser aufweisen, der
mit einem akusto-optischen Modulator gekoppelt ist.
Die Mittel zur Bestimmung der Frequenz eines frequenz
verschobenen frequenzmodulierten optischen Strahls können
ein kohärentes Detektorsystem aufweisen, welches beispiels
weise eine Überlagerungstechnik benutzt.
Die Ablenkzelle kann aus irgendeinem geeigneten Material
bestehen, welches einen akusto-optischen Effekt bewirkt,
d. h. eine Brechung von Licht durch akustische Wellen.
Ein Beispiel für ein solches Material ist Tellurdioxid. Die
akustischen Wellen werden gewöhnlich in die Zelle über einen
piezoelektrischen Wandler eingeführt, der beispielsweise mit
einer Oberfläche der Zelle verbunden ist.
Die Theorie der Arbeitsweise der akusto-optischen Vor
richtungen ist eingehend beschrieben. Als Beispiel wird auf
"Principles of Acousto-Optic Devices" von V. M. Ristic
verwiesen.
Wie bekannt, kann eine akusto-optische Ablenkzelle so
ausgebildet sein, daß sie einen Strahl von Laserlicht, etwa
mit der Frequenz fo, empfängt und gemäß einem an die Zelle
angelegten Hochfrequenztreibersignal im MHz-Bereich bis
GHz-Bereich ein Teil des Lichts, welches aus der Zelle
austritt, abgelenkt wird, um einen sogenannten "Strahl
erster Ordnung" zu erzeugen. Der Ablenkwinkel dieses
Strahls gegenüber dem nicht abgelenkten Strahl der Ordnung
Null ist im wesentlichen proportional zur Frequenz des
Treibersignals (fac), welches eine Schallwelle anregt, die
über die Zelle fortschreitet. Demgemäß kann durch Änderung
der Treibersignalfrequenz in steuerbarer Weise ein Strahl in
einer einzigen Ebene abgetastet werden. Die zweidimensionale
Abtastung kann dadurch erreicht werden, daß eine zweite
Ablenkzelle vorgesehen wird, über die der Strahl erster
Ordnung, welcher von der ersten Zelle erzeugt wird, geleitet
wird. Verschiedene Mittel zur Erzeugung eines zweidimensio
nalen Abtaststrahls (für Flugkörperleitanwendungen) sind
beispielsweise in der GB-A-Z 113 939 beschrieben.
Zusätzlich zu seiner Ablenkung wird der Strahl erster
Ordnung einer Frequenzverschiebung derart unterworfen, daß
die Frequenz fd des abgelenkten Strahls erster Ordnung wie
folgt geschrieben werden kann:
fd=fo±fac.
D. h. die Frequenz des abgelenkten Strahls wird gegenüber
der Frequenz des einfallenden Lichtes um einen Betrag
verschoben, der gleich ist der Frequenz des Treibersignals.
Tatsächlich wird das einfallende Licht durch die Frequenz
der akustischen Wellen, die über die Zelle fortschreiten,
einer Doppler-Verschiebung unterworfen. Die Richtung der
Verschiebung (d. h. ein Ansteigen oder ein Abfallen der
Frequenz) wird durch die Ausbreitungsrichtung der Schall
wellee relativ zur einfallenden Laserstrahlung bestimmt.
Daraus folgt dann, daß der Ablenkwinkel in bestimmter Weise
auf diese Doppler-Verschiebung bezogen ist und daß jeder
Strahlwinkel eines aus der Zelle austretenden Strahls in
eindeutiger Weise durch eine eindeutige Frequenzverschiebung
codiert ist. Die vorliegende Erfindung benutzt diesen Effekt
der Doppler-Verschiebung.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in
Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung beschrieben, die
eine schematische Darstellung eines optischen Nachrichten
verbindungssystems zeigt.
Die Zeichnung zeigt zwei Anschlußstationen 1 und 2, wobei
die Station 1 eine Nachrichtenverbindung mit einer entfern
ten Station 2 herstellen und aufrechterhalten möchte. Jede
Station ist mit einem Sender 3 ausgerüstet, der einen Laser
4, einen akusto-optischen Modulator 5 und eine akusto
optische Ablenkeinrichtung 6 aufweist. Jede Station ist
außerdem mit einem Empfänger 7 ausgerüstet. Der Empfänger 7
weist einen örtlichen Oszillator 8 und ein Festkörper
photodetektorelement 9 auf.
Ein kohärenter Empfang eines frequenzmodulierten Abtast
strahls vom Sender 3 kann dadurch erfolgen, daß empfangenes
Licht und Laserlicht vom örtlichen Oszillator 8 auf das
Detektorelement 9 gerichtet werden. Dies führt zur Erzeugung
eines Schwebungssignals am Detektorausgang, welches durch
eine äußere Elektronik als Zwischenfrequenz (IF) erfaßt
wird. Alle Änderungen in Amplitude, Frequenz oder Phase des
Abtaststrahls (oder des örtlichen Oszillators) werden auf
das Schwebungssignal übertragen, was bedeutet, daß das
Zwischenfrequenzsignal die gesamte ursprüngliche Information
des Abtaststrahls enthält. Demgemäß kann die Größe der
Doppler-Frequenzverschiebung leicht festgestellt werden.
Die akusto-optische Ablenkeinrichtung 6 ist so ausgebildet,
daß ein zweidimensionales Abtastmuster erzeugt wird. Bei
diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Frequenz des
Treibersignals nach den akusto-optischen Zellen durch einen
schnell schaltenden digital gesteuerten Spannungs/Radio
frequenz-Wandler 10 gesteuert. Dies gewährleistet eine hohe
Abtastrate, was wiederum einen schnellen Aufbau der Nach
richtenverbindung gewährleistet.
Der örtliche Oszillator 8 der einen Station muß an den Laser
4 der anderen Station angepaßt sein. Eine Möglichkeit, dies
zu erreichen, wird im folgenden beschrieben.
Der Sender 3 der Station 1 wird auf die Station 2 hin
gerichtet. Das Ausmaß der erforderlichen Genauigkeit wird
durch das jeweilige akusto-optische Ablenkfeld bestimmt.
Typische Feldwinkel sind größer als wenige Grade. Die
Station 1 tastet dann ihren CW-Laser 4 mit einer hohen
Geschwindigkeit ab, und zwar im typischen Fall mit mehreren
Hundert Kilohertz. Der Empfänger 7 an der Station 2 wird
dann gelegentlich durch die Strahlung beleuchtet. Die
Laserstrahlung von der Station 1 enthält eine feste vorbe
stimmte Frequenzmodulation durch den Modulator 5. Hierdurch
wird die Möglichkeit geschaffen, daß der örtliche Oszillator
8 in der Station 2 verändert wird, bis eine Augenblicks
frequenz abgezogen werden kann. Zu dieser Zeit beginnt die
Station 2 zu senden, wobei das gleiche Verfahren wie oben
erläutert benutzt wird. Wenn die Station 1 gelegentlich das
von der Station 2 abgestrahlte Signal empfängt, hört die
Station 1 auf zu senden und beginnt mit der Anpassung ihres
örtlichen Oszillators 8 an die Abstrahlung von der Station
2. Nachdem dies geschehen ist, können die beiden Stationen
miteinander in Verbindung treten.
Es ist festzustellen, daß dieses Verfahren in einer relativ
kurzen Zeitskala vollendet werden kann, und zwar infolge der
schnellen Abtastfähigkeit des akusto-optischen Systems.
An dieser Stelle haben die beiden Stationen eine Nach
richtenverbindung zwischen sich aufgebaut, aber ihre
gegenseitige Lage ist noch nicht bekannt.
Eine vollständige Nachrichtenverbindung wird wie folgt
hergestellt:
Die Station 1 beginnt mit einer schnellen Abtastung. Wenn
die Station 2 das Signal empfängt, wird die Doppler-
Verschiebung (die den Empfangswinkel des abgetasteten
Strahls ändert) aus dem empfangenen Signal abgeleitet. Dann
schickt die Station 2 diese Information aus, indem ihr
eigener Abtaststrahl unter Benutzung des Modulators 5
frequenzmoduliert wird. Die Station 1 empfängt dann gele
gentlich die von der Station 2 abgestrahlte Information.
Diese Information bezieht sich auf die Koordinaten der
Station 2 relativ zu der Station 1. Die Station 1 hört dann
mit der Abtastung auf, und es erfolgt eine Verriegelung auf
die von der Station 2 empfangenen Koordinaten. Das von der
Station 2 empfangene Licht enthält infolge der akusto
optischen Ablenk-Doppler-Verschiebung die Koordinaten der
Station 1 relativ zur Station 2.
Die Station 1 sendet daher diese Koordinaten direkt zur
Station 2. Dann hört die Station 2 mit der Abtastung auf und
verriegelt sich auf die Koordinaten, die von der Station 1
abgestrahlt wurden.
Das obige Verfahren zur Herstellung einer vollen Nach
richtenverbindung kann erwartungsgemäß infolge der hohen
Abtastrate sehr schnell vorgenommen werden.
Die beiden Stationen können nunmehr jede Information über
ihre Sender 3 und den Modulator 5 übertragen, bis die
Verbindung beispielsweise durch die Bewegung der einen
Station relativ zu der anderen Station unterbrochen wird.
Sobald dies geschieht, beginnen die beiden Stationen mit
einer Suchabtastung, um die volle Nachrichtenverbindung
wieder herzustellen. Wegen der hohen Abtastrate geschieht
dies sehr schnell unter der Annahme, daß die Relativbewegung
zwischen den Stationen nicht extrem schnell oder unregel
mäßig erfolgt.
Die durch Frequenzmodulation des Abtaststrahls übertragene
Information kann sich beispielsweise auf eine IFF-Informa
tion beziehen. Eine andere Anwendung, für die die Erfindung
speziell geeignet ist, ist eine geheime Sicherheits
nachrichtenverbindung.
Claims (4)
1. Optisches Nachrichtenverbindungssystem mit einem
Sender (3), der Mittel zur Erzeugung eines frequenz
modulierten optischen Strahls (4, 5) aufweist, und mit einer
akusto-optischen Ablenkzelleneinrichtung (6) zur Strahl
abtastung und Einführung einer Frequenzverschiebung in den
frequenzmodulierten optischen Strahl,
gekennzeichnet durch einen Empfänger (7), der Mittel
aufweist, um einen frequenzverschobenen frequenzmodulierten
optischen Strahl (9) zu erfassen, wobei Mittel (8) vorge
sehen sind, um die Frequenz des Strahls zu bestimmen.
2. Optisches Nachrichtenverbindungssystem nach
Anspruch 1, bei welchem die Mittel zur Erzeugung eines
frequenzmodulierten optischen Strahls einen Laser (4)
aufweisen, der mit einem akusto-optischen Modulator (5)
gekoppelt ist.
3. Optisches Nachrichtenverbindungssystem nach
Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welchem der Empfänger (7)
ein Empfängersystem für kohärenten Empfang ist.
4. Optisches Nachrichtenverbindungssystem nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die akusto
optische Ablenkzelleneinrichtung (6) einen digital ge
steuerten Spannungs/Frequenz-Wandler (10) aufweist, um den
optischen Strahl in vorbestimmter Weise abzutasten.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB9222392A GB2271900B (en) | 1992-10-24 | 1992-10-24 | Optical communications |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4334102A1 true DE4334102A1 (de) | 1994-04-28 |
Family
ID=10724018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4334102A Withdrawn DE4334102A1 (de) | 1992-10-24 | 1993-10-06 | Optische Nachrichtenverbindung |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5485301A (de) |
DE (1) | DE4334102A1 (de) |
FR (2) | FR2697702B1 (de) |
GB (1) | GB2271900B (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040179848A1 (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-16 | Mikhail Belenkii | Scintillation free laser communication system |
US6493123B1 (en) | 1999-10-27 | 2002-12-10 | Northrop Grumman Corporation | Modulated-retroreflector based optical identification system |
US6754000B2 (en) * | 2000-10-04 | 2004-06-22 | Leica Microsystems Heidelberg Gmbh | Optical arrangement, and method for the deflection of light beams |
US6664915B1 (en) * | 2002-06-10 | 2003-12-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Identification friend or foe system including short range UV shield |
FR2869756B1 (fr) * | 2004-04-28 | 2006-07-28 | Schneider Electric Ind Sas | Dispositif et procede de balisage et installation comportant un tel dispositif |
US8457498B2 (en) * | 2007-07-20 | 2013-06-04 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Methods and apparatus for target identification |
US8227995B2 (en) * | 2007-10-12 | 2012-07-24 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Sensing coded light using retro reflectors |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3517332A (en) * | 1963-04-16 | 1970-06-23 | United Aircraft Corp | Frequency modulation for lasers |
US4256362A (en) * | 1978-01-31 | 1981-03-17 | Harris Corporation | Phase-insensitive hologram readout technique |
DE2853695C2 (de) * | 1978-12-13 | 1985-05-02 | Diehl GmbH & Co, 8500 Nürnberg | Vorrichtung zum selbsttätigen Nachführen eines Laserstrahls |
GB2113939B (en) * | 1981-11-19 | 1985-07-10 | British Aerospace | Angular position determination |
US4516853A (en) * | 1982-03-31 | 1985-05-14 | United Technologies Corporation | Laser radar adaptive tracking system |
FR2574948B1 (fr) * | 1984-12-14 | 1987-01-16 | Thomson Csf | Procede d'interrogation ami-ennemi et systeme utilisant ce procede |
US4742576A (en) * | 1985-12-23 | 1988-05-03 | Polaroid Corporation | Optical communication system employing coherent detection and method |
US5146358A (en) * | 1990-01-25 | 1992-09-08 | Pyr Systems, Inc. | Optical communications system and method for transmitting information through a single optical waveguide |
GB9103403D0 (en) * | 1991-02-19 | 1991-04-03 | British Aerospace | Collimation system & method |
US5365239A (en) * | 1991-11-06 | 1994-11-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Fiber optic feed and phased array antenna |
-
1992
- 1992-10-24 GB GB9222392A patent/GB2271900B/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-09-24 US US08/126,201 patent/US5485301A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-06 DE DE4334102A patent/DE4334102A1/de not_active Withdrawn
- 1993-10-22 FR FR9312643A patent/FR2697702B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-22 FR FR9312645A patent/FR2833715A1/fr not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB9222392D0 (en) | 1993-04-21 |
US5485301A (en) | 1996-01-16 |
GB2271900A (en) | 1994-04-27 |
GB2271900B (en) | 1996-05-01 |
FR2697702B1 (fr) | 1995-11-10 |
FR2697702A1 (fr) | 1994-05-06 |
FR2833715A1 (fr) | 2003-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3232430C2 (de) | Optisches Nachrichtenübertragungssystem | |
DE2920828C2 (de) | Ultraschall-Abbildungssystem | |
DE102008014274A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Entfernung zu einem Objekt | |
DE2157485A1 (de) | Sende-Empfangs-Anlage mit einer adaptierenden Strahleranordnung | |
EP0354567A2 (de) | Sende/Empfangsteil für ein bidirektionales kohärent-optisches übertragungssystem | |
DE3243464A1 (de) | Verfahren zur kohaerenten erfassung und demodulation einer sich in irgendeinem polarisationszustand befindenden, phasenmodulierten traegerwelle und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE2944830C2 (de) | Doppler-Vorrichtung zum Melden bewegter Objekte | |
DE2542628A1 (de) | Radar zur entfernungsmessung | |
DE2848148A1 (de) | Radargeraet mit kontinuierlicher schwingung | |
DE3889846T2 (de) | Gerät zur optischen Heterodyn/Homodyndetektion. | |
DE3641926C1 (de) | Autokollimationslichtvorhang | |
DE4334102A1 (de) | Optische Nachrichtenverbindung | |
DE69619945T2 (de) | Radarsystem | |
DE69504283T2 (de) | Wellenlängenkonverter | |
DE1574144A1 (de) | Fernanzeige- und -identifizierungsgeraet | |
DE3711606A1 (de) | Optisches abtastsystem | |
DE2539438C3 (de) | Strahlenschranke | |
EP0113889B1 (de) | Einrichtung zur Messung der Rotationsgeschwindigkeit | |
DE69021601T2 (de) | Voll-Duplex-Lichtwellennachrichtensystem. | |
DE3150642C2 (de) | Einrichtung zur Nachrichtenverbindung mittels Retroreflexion und Modulation von elektromagnetischer, insbesondere optischer Strahlung | |
DE1564072B2 (de) | Regelung der frequenznachfuehrung bei gegeneinander bewegten optischen sendern und hierfuer geeignete regelvorrichtung | |
DE60035161T2 (de) | Steuervorrichtung zur simultanen Mehrstrahlformung in einer Antenne mit elektronisch gesteuerter Ablenkung für Radarempfang | |
DE3342057C2 (de) | ||
DE1902212A1 (de) | Geraet zur Positions-Darstellung | |
DE2812905A1 (de) | Schaltung und vorrichtung zur fernuebertragung von informationen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MATRA BAE DYNAMICS (UK) LTD., STEVENAGE, HERTFORDS |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: H04B 10/10 |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MBDA UK LTD., STEVENAGE, HERTFORDSHIRE, GB |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |