RU103431U1

RU103431U1 - NANOSTRUCTURAL FORMER OF FREQUENCY-MODULATED SIGNALS

Info

Publication number: RU103431U1
Application number: RU2010112530/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Анатольевич Борцов; Юрий Борисович Ильин
Original assignee: Александр Анатольевич Борцов
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2011-04-10

Abstract

Наноструктурный формирователь частотно-модулированных сигналов, содержащий генератор и функциональный преобразователь, состоящий из дефлектора, имеющего два входа и один выход, приемника, усилителя, имеющего один вход и два выхода, источника излучения, включенного в первый выход усилителя, трех световодов, при этом первый световод по входу оптически сопряжен с источником излучения, второй световод по входу оптически сопряжен с выходом дефлектора, третий световод оптически сопряжен с приемником, направленный ответвитель, имеющий один вход и два выхода, расположенный между дефлектором и приемником и оптически сопряженный по входу с выходом второго световода и по первому выходу со входом третьего световода, фильтр, включенный во вход усилителя, фазовращатель, имеющий два входа и один выход и расположенный между приемником и фильтром, фазовый дискриминатор, включенный входом во второй выход направленного ответвителя, а выходом - во второй вход фазовращателя, отличающийся тем, что источник излучения содержит оптический источник, имеющий один выход, и модулятор, имеющий два входа и один выход, оптически сопряженный по первому входу с первым выходом усилителя, оптически сопряженный по выходу с входом первого световода, а в функциональный преобразователь дополнительно введены первый оптический резонатор, имеющий два входа и один выход и оптически сопряженный по первому входу с выходом оптического источника, второй оптический резонатор, имеющий два входа и три выхода и оптически сопряженный по первому входу с выходом первого оптического резонатора, по второму входу - с выходом первого световода, по первому в� A nanostructured frequency-modulated signal generator, comprising a generator and a functional converter, consisting of a deflector having two inputs and one output, a receiver, an amplifier having one input and two outputs, a radiation source included in the first output of the amplifier, three optical fibers, the first the input fiber is optically coupled to the radiation source, the second fiber is optically coupled to the deflector output, the third fiber is optically coupled to the receiver, a directional coupler having one a path and two outputs located between the deflector and the receiver and optically coupled at the input with the output of the second fiber and at the first output with the input of the third fiber, a filter included in the amplifier input, a phase shifter having two inputs and one output and located between the receiver and the filter, a phase discriminator included in the input to the second output of the directional coupler, and the output to the second input of the phase shifter, characterized in that the radiation source contains an optical source having one output, and a modulator having two input and one output, optically coupled at the first input to the first output of the amplifier, optically coupled at the output to the input of the first fiber, and the first optical resonator having two inputs and one output and optically coupled at the first input to the output of the optical source is additionally introduced into the functional converter , a second optical resonator having two inputs and three outputs and optically coupled along the first input to the output of the first optical resonator, along the second input to the output of the first fiber, along the first

Description

Полезная модель относится к приборостроению, радиотехнике и может быть использована в системах связи, Интернета, волоконно-оптической связи, измерительной технике, гидролокации и радиолокации, в аппаратуре формирования прецизионных радиосигналов сверхвысоких частот (СВЧ) и крайне высоких частот (КВЧ).The utility model relates to instrumentation, radio engineering and can be used in communication systems, the Internet, fiber-optic communication, measuring equipment, sonar and radar, in the equipment for the formation of precision radio signals of superhigh frequencies (microwave) and extremely high frequencies (EHF).

Из патентной литературы известен «Формирователь частотно-модулированных сигналов» (а.с. №1483588, опубл. 30.05.89), содержащий последовательно соединенные автогенератор, к первому и второму управляющим входам которого подключены, соответственно, выходы управляющего элемента и частотного модулятора, и делитель частоты, последовательно соединенные эталонный генератор и фазовый детектор, а также амплитудный селектор, при этом вход частотного модулятора является входом модулирующего сигнала, а выход автогенератора - выходом формирователя частотно-модулированных сигналов, а также синхронизатор, сигнальный вход которого соединен с выходом эталонного генератора, управляющий вход - с выходом амплитудного селектора, а первый выход - с установочным входом делителя частоты, и блок слежения за фазой, информационный вход которого соединен с выходом фазового детектора, управляющего элемента, при этом вход амплитудного селектора соединен с входом частотного модулятора, а выход делителя частоты соединен со вторым входом фазового детектора.From the patent literature known “Shaper of frequency-modulated signals” (AS No. 1483588, publ. 30.05.89), containing a series-connected oscillator, to the first and second control inputs of which are connected, respectively, the outputs of the control element and the frequency modulator, and a frequency divider, a reference generator and a phase detector connected in series, as well as an amplitude selector, while the input of the frequency modulator is the input of the modulating signal, and the output of the oscillator is the output of the driver of modulated signals, as well as a synchronizer, the signal input of which is connected to the output of the reference generator, the control input - with the output of the amplitude selector, and the first output - with the installation input of the frequency divider, and a phase tracking unit, the information input of which is connected to the output of the phase detector , a control element, while the input of the amplitude selector is connected to the input of the frequency modulator, and the output of the frequency divider is connected to the second input of the phase detector.

Недостатком данного устройства является ограничение по радиочастотному диапазону его применения и сложность реализации в диапазоне СВЧ из-за наличия в нем синхронизатора я блока слежения за фазой, содержащего два ключа, два блока запоминания, блок интегрирования и инвертор.The disadvantage of this device is the limitation on the radio frequency range of its application and the complexity of implementation in the microwave range due to the presence of a synchronizer in it, a phase tracking unit containing two keys, two memory units, an integration unit and an inverter.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является «Формирователь частотно-модулированных сигналов» (патент на полезную модель №44902, опубл. 27.03.2005 Бюл. №9), содержащий последовательно соединенные генератор 1 и функциональный преобразователь 2, состоящий из дефлектора 4, имеющий два входа и один выход, приемника 8, усилителя 9, имеющего один вход и два выхода, источника излучения 12, включенного в первый выход усилителя 11, трех световодов, при этом один из них - первый световод 13 - по входу оптически сопряжен с источником излучения 12, третий световод оптически сопряжен с приемником функциональный преобразователь 2 содержит второй световод 5, по входу оптически сопряженный с дефлектором 4, направленный ответвитель 6, имеющий один вход и два выхода и расположенный между дефлектором 4 и приемником 8 и оптически сопряженный по входу с выходом второго световода 5 и по первому выходу со входом третьего световода 7, фильтр 10, включенный во вход усилителя 11, фазовращатель 9, имеющий два входа и один выход и расположенный между приемником 8 и фильтром 10, фазовый дискриминатор 3, включенный входом во второй выход направленного ответвителя 6, а выходом - во второй вход фазовращателя 9.Closest to the proposed utility model is a “Shaper of frequency-modulated signals” (patent for utility model No. 44902, publ. 03/27/2005 Bull. No. 9), containing a series-connected generator 1 and a functional Converter 2, consisting of a deflector 4, having two the input and one output, the receiver 8, the amplifier 9, having one input and two outputs, the radiation source 12 included in the first output of the amplifier 11, three optical fibers, one of them - the first optical fiber 13 - is optically coupled to the radiation source 12 at the input , third the optical fiber is optically coupled to the receiver; the functional converter 2 contains a second optical fiber 5, an input optically coupled to the deflector 4, a directional coupler 6 having one input and two outputs and located between the deflector 4 and the receiver 8 and optically coupled at the input to the output of the second fiber 5 on the first output with the input of the third fiber 7, the filter 10 included in the input of the amplifier 11, the phase shifter 9, having two inputs and one output and located between the receiver 8 and the filter 10, the phase discriminator 3, included in running in the second output of the directional coupler 6, and the output in the second input of the phase shifter 9.

Недостатком данного устройства является то, что функциональный преобразователь не выполняет не достаточно эффективно выполняет функции подавления паразитных радиочастот и подстройки оптической частоты источника излучения, поэтому данное устройство имеет недостаточную точность формирования частотно-модулированных сигналов.The disadvantage of this device is that the functional converter does not perform efficiently the functions of suppressing spurious radio frequencies and adjusting the optical frequency of the radiation source, so this device has insufficient accuracy in the formation of frequency-modulated signals.

Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является повышение точности формирования частотно-модулированных сигналов за счет повышения эффективности подавления паразитных радиочастотных колебаний.The technical problem solved by the proposed utility model is to increase the accuracy of the formation of frequency-modulated signals by increasing the efficiency of suppressing spurious radio-frequency oscillations.

Поставленная задача решается за счет того, что в формирователь частотно-модулированных сигналов, содержащий генератор 1 и функциональный преобразователь 2, состоящий из дефлектора 4, имеющего два входа и один выход, приемника 8, усилителя 9, имеющего один вход и два выхода, источника излучения 12, включенного в первый выход усилителя 11, трех световодов, при этом первый световод 13 по входу оптически сопряжен с источником излучения 12, второй световод 5 по входу оптически сопряжен с выходом дефлектора 4, третий световод 7 оптически сопряжен с приемником 8, направленный ответвитель 6, имеющий один вход и два выхода и расположенный между дефлектором 4 и приемником 8 и оптически сопряженный по входу с выходом второго световода 5 и по первому выходу со входом третьего световода 7, фильтр 11, включенный во вход усилителя 9, фазовращатель 9, имеющий два входа и один выход и расположенный между приемником 8 и фильтром 11, фазовый дискриминатор 3, включенный входом во второй выход направленного ответвителя 6, а выходом - во второй вход фазовращателя 9, в оптический источник дополнительно введены источник излучения 12 содержит оптический источник 15, имеющий один выход, и модулятор 14, имеющий два входа и один выход, оптически сопряженный по первому входу с первым выходом усилителя, оптически сопряженный по выходу с входом первого световода 13, а в функциональный преобразователь дополнительно введены первый оптический резонатор 16, имеющий два входа и один выход и оптически сопряженный по первому входу с выходом оптического источника 15, второй оптический резонатор 17, имеющий два входа и три выхода и оптически сопряженный по первому входу с выходом первого оптического резонатора 16, по второму входу с выходом первого световода 13, по первому выходу со вторым входом модулятора 14, по второму выходу со вторым входом первого оптического резонатора 16, по третьему выходу со вторым входом дефлектора 4.The problem is solved due to the fact that the frequency-modulated signal generator, comprising a generator 1 and a functional converter 2, consisting of a deflector 4 having two inputs and one output, a receiver 8, an amplifier 9 having one input and two outputs, a radiation source 12, included in the first output of amplifier 11, of three optical fibers, the first optical fiber 13 being input optically coupled to a radiation source 12, the second optical fiber 5 input being optically coupled to the output of the deflector 4, and the third optical fiber 7 being optically coupled to IC 8, a directional coupler 6 having one input and two outputs and located between the deflector 4 and the receiver 8 and optically coupled at the input to the output of the second fiber 5 and at the first output with the input of the third fiber 7, the filter 11 included in the input of the amplifier 9, a phase shifter 9 having two inputs and one output and located between the receiver 8 and the filter 11, a phase discriminator 3, included by the input into the second output of the directional coupler 6, and the output into the second input of the phase shifter 9, the source is additionally input IR radiation 12 contains an optical source 15 having one output and a modulator 14 having two inputs and one output, optically coupled at the first input to the first output of the amplifier, optically coupled at the output with the input of the first fiber 13, and the first is additionally introduced into the functional converter an optical resonator 16 having two inputs and one output and optically coupled along the first input to the output of the optical source 15, a second optical resonator 17 having two inputs and three outputs and optically coupled to the first input from move the first optical resonator 16, the second entry with the output of the first optical fiber 13 at the first output to the second input of the modulator 14, on the second output to a second input of said first optical resonator 16, the third output to a second input of the deflector 4.

На рис.1 изображена функциональная схема формирователя частотно-модулированных сигналов.Figure 1 shows a functional diagram of a frequency-modulated signal former.

Формирователь частотно-модулированных сигналов состоит их генератора 1, функционального преобразователя 2, например, прецизионного, и фазового дискриминатора 3.The generator of the frequency-modulated signals consists of a generator 1, a functional converter 2, for example, precision, and a phase discriminator 3.

Функциональный преобразователь 2 содержит последовательно соединенные дефлектор 4, первый световод 5, направленный ответвитель 6, второй световод 7, приемник 8, фазовращатель 9, фильтр 10, усилитель 11, источник излучения 12, третий световод 13, второй оптический резонатор 17. Функциональный преобразователь 2 также содержит первый оптический резонатор 16.Functional converter 2 contains a deflector 4 connected in series, a first light guide 5, a directional coupler 6, a second light guide 7, a receiver 8, a phase shifter 9, a filter 10, an amplifier 11, a radiation source 12, a third light guide 13, and a second optical resonator 17. The functional converter 2 also contains the first optical resonator 16.

Источник излучения 12 состоит из модулятора 14 и оптического источника 15.The radiation source 12 consists of a modulator 14 and an optical source 15.

Описание входов и выходов устройства.Description of the inputs and outputs of the device.

Дефлектор 4 имеет два входа и один выход.The deflector 4 has two inputs and one output.

Направленный ответвитель 6 имеет один вход и два выхода.The directional coupler 6 has one input and two outputs.

Приемник 8 имеет вход и выход.The receiver 8 has an input and output.

Фазовращатель 9 имеет два входа и один выход.Phaser 9 has two inputs and one output.

Фильтр 10 имеет вход и выход.Filter 10 has an input and an output.

Первый оптический резонатор 16 имеет два входа и один выход.The first optical resonator 16 has two inputs and one output.

Второй оптический резонатор 17 имеет два входа и три выхода.The second optical resonator 17 has two inputs and three outputs.

Источник 12 имеет два входа и два выхода.Source 12 has two inputs and two outputs.

Модулятор 14 имеет два входа и один выход.Modulator 14 has two inputs and one output.

Оптический источник 15 имеет выход.The optical source 15 has an output.

Связи контактов и блоков заявляемого устройства.Communication contacts and blocks of the claimed device.

Генератор 1 подсоединен к первому входу дефлектора 4, выход которого оптически сопряжен с первым световодом 5, связанным с направленным ответвителем 6.The generator 1 is connected to the first input of the deflector 4, the output of which is optically coupled to the first fiber 5 connected to the directional coupler 6.

Направленный ответвитель 6 по входу оптически сопряжен с первым световодом 5 и жестко связан по первому выходу со вторым световодом 7, который, в свою очередь, оптически связан с приемником 8.The directional coupler 6 at the input is optically coupled to the first fiber 5 and is rigidly connected at the first output to the second fiber 7, which, in turn, is optically coupled to the receiver 8.

Приемник 8 оптически связан со вторым световодом 7, выходом подключен к первому входу фазовращателя 9.The receiver 8 is optically coupled to a second waveguide 7, the output is connected to the first input of the phase shifter 9.

Фильтр 10 входом соединен с выходом фазовращателя 9, выходом - с усилителем 11.The input filter 10 is connected to the output of the phase shifter 9, the output is connected to the amplifier 11.

Усилитель 11 имеет два выхода, второй выход является выходом функционального преобразователя 2.The amplifier 11 has two outputs, the second output is the output of the functional Converter 2.

Источник излучения 12 подключен своим первым входом к первому выходу усилителя 11 и оптически связан с третьим световодом 13, выход которого соединен со вторым входом дефлектора 4, при этом первый вход модулятора 14 является входом источника излучения 12. Второй вход источника излучения 12 является вторым входом модулятора 14. Второй выход источника излучения 12 является выходом оптического источника 15, который оптически сопряжен по выходу с первым входом первого оптического резонатора 16. Второй вход модулятора 14 оптически сопряжен с первым выходом второго оптического резонатора 17.The radiation source 12 is connected with its first input to the first output of the amplifier 11 and is optically coupled to a third fiber 13, the output of which is connected to the second input of the deflector 4, while the first input of the modulator 14 is the input of the radiation source 12. The second input of the radiation source 12 is the second input of the modulator 14. The second output of the radiation source 12 is the output of the optical source 15, which is optically coupled in output to the first input of the first optical resonator 16. The second input of the modulator 14 is optically coupled to the first output House second optical cavity 17.

Второй выход направленного ответвителя 6 оптически связан с фазовым дискриминатором 3.The second output of the directional coupler 6 is optically coupled to a phase discriminator 3.

Выход фазового дискриминатора 3 подключен ко второму входу фазовращателя 9. Первый оптический резонатор 16 оптически сопряжен по первому входу с выходом оптического источника 15. Второй оптический резонатор 17 оптически сопряжен по первому входу с выходом первого оптического резонатора 16, по второму входу с выходом первого световода 13, по первому выходу со вторым входом модулятора 14, по второму выходу со вторым входом первого оптического резонатора 16, по третьему выходу со вторым входом дефлектора 4.The output of the phase discriminator 3 is connected to the second input of the phase shifter 9. The first optical resonator 16 is optically coupled at the first input to the output of the optical source 15. The second optical resonator 17 is optically coupled at the first input to the output of the first optical resonator 16, at the second input to the output of the first fiber 13 , on the first output with the second input of the modulator 14, on the second output with the second input of the first optical resonator 16, on the third output with the second input of the deflector 4.

Функциональное назначение узлов заявляемого устройства.The functional purpose of the nodes of the claimed device.

Функциональный преобразователь 2, например, прецизионный, построен по принципу лазерного (оптоэлектронного) автогенератора с волоконно-оптической линией задержки, содержащего усилитель и цепь обратной связи.Functional converter 2, for example, precision, is built on the principle of a laser (optoelectronic) oscillator with a fiber optic delay line containing an amplifier and a feedback circuit.

Усилителем в функциональном преобразователе 2 является усилитель 11, который необходим для компенсации затухания сигнала в цепи обратной связи, то есть для обеспечения баланса амплитуд сигнала в функциональном преобразователе 2.The amplifier in the functional Converter 2 is an amplifier 11, which is necessary to compensate for the attenuation of the signal in the feedback circuit, that is, to ensure the balance of the amplitudes of the signal in the functional Converter 2.

В цепь обратной связи функционального преобразователя 2 входят последовательно соединенные дефлектор 4, первый световод 5, направленный ответвитель 6, второй световод 7, приемник 8, фазовращатель 9, фильтр 10, усилитель 11, источник излучения 12, третий световод 13, второй оптический резонатор 17. При этом источник излучения 12, который содержит модулятор 14 и оптический источник 15, выполняет функцию накачки и является модулированным источником оптического излучения в лазерном (оптоэлектронном) автогенераторе с волоконно-оптической линией задержки.The feedback circuit of the functional Converter 2 includes a series-connected deflector 4, a first fiber 5, a directional coupler 6, a second fiber 7, a receiver 8, a phase shifter 9, a filter 10, an amplifier 11, a radiation source 12, a third fiber 13, a second optical resonator 17. In this case, the radiation source 12, which contains the modulator 14 and the optical source 15, performs the pumping function and is a modulated optical radiation source in a laser (optoelectronic) oscillator with a fiber-optic delay line .

Модулятор 14 выполняет функцию внешнего электро-оптического модулятора в лазерном (оптоэлектронном) автогенераторе с волоконно-оптической линией задержки и модулирует, например, по оптической фазе или интенсивности оптическое излучение, поступающее на его второй вход с выхода 1 второго оптического резонатора 17.The modulator 14 performs the function of an external electro-optical modulator in a laser (optoelectronic) oscillator with a fiber optic delay line and modulates, for example, the optical radiation supplied to its second input from output 1 of the second optical resonator 17 in terms of optical phase or intensity.

Фильтр 10 вводится для улучшения подавления фазовых шумов и снижает уровень паразитных радиочастотных колебаний.The filter 10 is introduced to improve the suppression of phase noise and reduces the level of spurious RF waves.

Направленный ответвитель 6 введен для подключения к функциональному преобразователю 2 фазового дискриминатора 3.A directional coupler 6 is inserted to connect a phase discriminator 3 to the functional converter 2.

Для уменьшения уровня фазовых шумов вводится цепь выделения, регистрации и управления фазовыми шумами, которая работает по принципу фазовой автоподстройки.To reduce the phase noise level, a phase noise extraction, recording and control circuit is introduced, which operates on the principle of phase-locked loop.

Цепь регистрации и управления фазой сигнала выполняется на базе фазового дискриминатора 3 и фазовращателя 9.The registration and control phase of the signal is based on the phase discriminator 3 and the phase shifter 9.

Фазовый дискриминатор 3 выполняет функции выделения, регистрации фазовых шумов сигнала и преобразования сигнала фазовых шумов в электрический сигнал управления.The phase discriminator 3 performs the functions of extracting, recording the phase noise of the signal and converting the phase noise signal into an electrical control signal.

Регистрация сигнала фазовых шумов осуществляется в фазовом дискриминаторе 3.The phase noise signal is recorded in the phase discriminator 3.

Фазовращатель 9 выполняет функцию управления фазовыми шумами в функциональном преобразователе 2.The phase shifter 9 performs the function of phase noise control in the functional Converter 2.

В лазерном (оптоэлектронном) автогенераторе с волоконно-оптической линией задержки первый оптический резонатор 16 является активным оптическим резонатором оптического источника 15 и выполняет функцию формирования заданной оптической частоты, второй оптический резонатор 17, с одной стороны, является пассивным оптическим резонатором источника излучения (лазера) и выполняет функцию формирования и стабилизации оптической частоты. С другой стороны, поскольку второй оптический резонатор 17 включен в цепь обратной связи он является пассивным фильтром в лазерном (оптоэлектронном) автогенераторе и определяет радиочастоту колебаний на его выходе.In a laser (optoelectronic) oscillator with a fiber optic delay line, the first optical resonator 16 is the active optical resonator of the optical source 15 and performs the function of generating a given optical frequency, the second optical resonator 17, on the one hand, is a passive optical resonator of the radiation source (laser) and performs the function of forming and stabilizing the optical frequency. On the other hand, since the second optical resonator 17 is included in the feedback circuit, it is a passive filter in the laser (optoelectronic) oscillator and determines the oscillation frequency at its output.

Последовательно оптически сопряженные друг с другом оптический источник 15, первый оптический резонатор 16 и второй оптический резонатор 17 выполняют функцию оптического квантового генератора или лазера.The optical source 15, the first optical resonator 16, and the second optical resonator 17, serially optically coupled to each other, function as an optical quantum generator or laser.

Оптический источник 15 выполняет функцию оптической накачки. Первый оптический резонатор 16 выполняет функцию активного элемента оптического квантового генератора-лазера. Второй оптический резонатор 17 выполняет функцию оптического резонатора данного лазера.The optical source 15 performs the function of optical pumping. The first optical resonator 16 performs the function of the active element of the optical quantum laser generator. The second optical cavity 17 performs the function of the optical cavity of this laser.

Реализация устройств.Implementation of devices.

Генератор 1 может быть выполнен, например, по схеме генератора на поверхностных акустических волнах («Проблемы современной радиотехники и электроники», под ред. Котельникова В.А., Москва, Наука, 1980 г., стр.342-345) или схеме LC-генератора (Г.А.Кардашев «Виртуальная электроника. Компьютерное моделирование аналоговых устройств», Москва, Горячая линия - Телеком, 2002 г., стр.143-145, 171-173).Generator 1 can be performed, for example, according to a surface acoustic wave generator (“Problems of Modern Radio Engineering and Electronics”, edited by VA Kotelnikov, Moscow, Nauka, 1980, pp. 342-345) or LC -generator (G.A. Kardashev “Virtual Electronics. Computer Modeling of Analog Devices”, Moscow, Hotline - Telecom, 2002, pp. 143-145, 171-173).

Дефлектор 4 может быть реализован, например, в виде кристалла ТеО₂, в котором возбуждается продольная волна с помощью пьезоэлектрического возбудителя, выполненного на основе ниобата лития (Н.А.Семенов, «Оптические кабели связи. Теория и расчет», Москва, Радио и связь, 1981 г., стр.300-303).The deflector 4 can be implemented, for example, in the form of a TeO ₂ crystal in which a longitudinal wave is excited using a piezoelectric exciter made on the basis of lithium niobate (N. A. Semenov, “Optical communication cables. Theory and calculation”, Moscow, Radio and Communication, 1981, pp. 300-303).

Первый световод 5, второй световод 7 и третий световод 13 могут быть, например, реализованы на основе кварцевых одномодовых световодов (Н.А.Семенов, «Оптические кабели связи. Теория и расчет», Москва, Радио и связь, 1981 г., стр.12-15).The first optical fiber 5, the second optical fiber 7 and the third optical fiber 13 can, for example, be implemented on the basis of quartz single-mode optical fibers (N. A. Semenov, “Optical communication cables. Theory and calculation”, Moscow, Radio and communications, 1981, pp. .12-15).

Первый направленный ответвитель 6 может быть реализован, например, на базе направленного одномодового ответвителя (О.К.Скляров «Современные волоконно-оптические системы передачи, аппаратура и элементы», Солон-Р, Москва, 2001 г., стр.194).The first directional coupler 6 can be implemented, for example, on the basis of a directional single-mode coupler (O.K. Sklyarov “Modern fiber-optic transmission systems, equipment and components”, Solon-R, Moscow, 2001, p. 194).

Приемник 8 может быть реализован, например, на основе высокочувствительных фотодиодов («Волоконно-оптическая техника: История, достижения, перспективы», под ред. Дмитриева С.А., Слепова Н.Н. АО («Волоконно-оптическая техника», Москва, 2000 г., стр.241).Receiver 8 can be implemented, for example, on the basis of highly sensitive photodiodes (Fiber Optic Technology: History, Achievements, Prospects, ed. By Dmitriev SA, Slepova NN AO (Fiber Optic Technology, Moscow , 2000, p. 241).

Усилитель 11 может быть реализован, например, на базе узкополосных усилителей на биполярных транзисторах с каскадами, выполненными по схеме с общей базой (Г.А.Кардашев «Виртуальная электроника. Компьютерное моделирование аналоговых устройств», Москва, Горячая линия-Телеком, 2002 г., стр.143-145).Amplifier 11 can be implemented, for example, on the basis of narrow-band amplifiers based on bipolar transistors with cascades made according to the scheme with a common base (G. Kardashev "Virtual Electronics. Computer Modeling of Analog Devices", Moscow, Hot Line-Telecom, 2002 pg. 143-145).

Фазовращатель 9 может быть, например, реализован на основе электронных ферритовых фазовращателей (Справочник по радиолокации, т.2, под. ред. Скольник М., Москва, Советское радио, 1977 г., стр.47).Phase shifter 9 can, for example, be implemented on the basis of electronic ferrite phase shifters (Radar Reference, vol. 2, edited by M. Skolnik, Moscow, Sovetskoe Radio, 1977, p. 47).

Фильтр 10 может быть, например, реализован на основе полосковой линии передачи (Справочник по радиолокации, т.2, под ред. Скольник М., Москва, Советское радио, 1977 г., стр.20).Filter 10 can, for example, be implemented on the basis of a strip transmission line (Handbook of Radar, vol. 2, edited by M. Skolnik, Moscow, Soviet Radio, 1977, p. 20).

Источник излучения 12, может быть, например, реализован на базе лазерного диода и модулятора из ниобата лития («Волоконно-оптическая техника: История, достижения, перспективы», под. ред. Дмитриева С.А., Слепова Н.Н. АО «Волоконно-оптическая техника», Москва, 2000 г., стр.74).The radiation source 12, for example, can be implemented on the basis of a laser diode and a modulator made of lithium niobate (“Fiber-optic technology: History, achievements, prospects”, under the editorship of SA Dmitriev, NN Slepova JSC “ Fiber optic technology ”, Moscow, 2000, p. 74).

Модулятор 14 может быть, например, реализован на базе электрооптического модулятора на базе кристалла ниобата лития LiNbO₃ («Волоконно-оптическая техника:The modulator 14 can, for example, be implemented on the basis of an electro-optical modulator based on a lithium niobate crystal LiNbO ₃ (“Fiber optic technology:

История, достижения, перспективы», под. ред. Дмитриева С.А., Слепова Н.Н. АО («Волоконно-оптическая техника», Москва, 2000 г., стр.139-140).History, Achievements, Prospects ”, under. ed. Dmitrieva S.A., Slepova N.N. AO (Fiber Optic Engineering, Moscow, 2000, pp. 139-140).

Оптический источник 15 может быть, например, реализован на базе полупроводникового лазерного диода («Волоконно-оптическая техника: История, достижения, перспективы», под. ред. Дмитриева С.А., Слепова Н.Н. АО («Волоконно-оптическая техника», Москва, 2000 г., стр.74).The optical source 15 can, for example, be implemented on the basis of a semiconductor laser diode (Fiber Optic Technology: History, Achievements, Prospects, ed., Dmitriev SA, Slepova NN AO (Fiber Optic Technology ”, Moscow, 2000, p. 74).

Фазовый дискриминатор 3 может быть реализован на последовательно соединенных фотоприемнике («Волоконно-оптическая техника: История, достижения, перспективы», под. ред. Дмитриева С.А., Слепова Н.Н. АО («Волоконно-оптическая техника», Москва, 2000 г., стр.241) и блоке фазовой автоподстройки («Генераторы высоких и сверхвысоких частот: Учебное пособие». О.В. Алексеев, А.А. Головков, А.В. Митрофанов и др.. Высшая школа, Москва, 2003 г.Стр. 195-199).Phase discriminator 3 can be implemented on a series-connected photodetector (Fiber Optic Technology: History, Achievements, Prospects, ed. By Dmitriev SA, Slepova NN AO (Fiber Optic Technology, Moscow, 2000, p. 241) and a phase-locked loop (“High and Ultra-High Frequency Generators: A Training Manual.” OV Alekseev, AA Golovkov, AV Mitrofanov et al. Higher School, Moscow, 2003, pp. 195-199).

Первый оптический резонатор 17 может быть, например, реализован на базе кольцевого наноструктурного оптического резонатора («Интегральная оптика. Физические основы, приложения», под. ред. Светашева К.К., («Наука», Новосибирск, 1986 г., стр.98).The first optical resonator 17 can, for example, be implemented on the basis of a ring nanostructured optical resonator (Integral Optics. Physical Foundations, Applications, under the editorship of KK Svetashev, (Nauka, Novosibirsk, 1986, p. 98).

Второй оптический резонатор 16 может быть, например, реализован на базе кольцевого наноструктурного оптического резонатора («Интегральная оптика. Физические основы, приложения», под. ред. Светашева К.К., («Наука», Новосибирск, 1986 г., стр.98).The second optical resonator 16 can, for example, be implemented on the basis of a ring nanostructured optical resonator (Integral Optics. Physical Foundations, Applications, under the editorship of KK Svetashev, (Nauka, Novosibirsk, 1986, p. 98).

Наноструктурный формирователь частотно-модулированных сигналов работает следующим образом.Nanostructural shaper frequency-modulated signals operates as follows.

В функциональном преобразователе первый и второй оптические резонаторы могут быть выполнена основе наноструктурных оптических резонаторов, которые обеспечивают высокую эффективность согласования между кольцевыми оптическими элементами. Введение наноструктурных оптических резонаторов в лазерный автогенератор позволяет обеспечить высокий кпд оптического источника и решить проблему температурных уходов оптической частоты.In the functional converter, the first and second optical resonators can be made on the basis of nanostructured optical resonators, which provide high matching efficiency between the ring optical elements. The introduction of nanostructured optical resonators into a laser oscillator makes it possible to ensure a high efficiency of the optical source and solve the problem of temperature deviations of the optical frequency.

На выходе генератора 1 вырабатывается напряжение U(t), которое поступает на первый вход дефлектора 4. Это напряжение вызывает изменение задержки T₁(t) сигнала светового излучения, проходящего через дефлектор 4 от источника 12 через третий световод 13.At the output of the generator 1, a voltage U (t) is generated, which is supplied to the first input of the deflector 4. This voltage causes a change in the delay T ₁ (t) of the light emission signal passing through the deflector 4 from the source 12 through the third fiber 13.

При постоянном напряжении U(t)=U₀ генератора 1 на втором выходе усилителя 11, т.е. на выходе функционального преобразователя 2, формируются электрические радиочастотные колебания с частотой f₀.With a constant voltage U (t) = U _{0 of the} generator 1 at the second output of the amplifier 11, i.e. at the output of the functional Converter 2, electrical RF waves with a frequency f _{0 are formed} .

Изменение напряжения генератора 1 во времени U(t) приводит к изменению частоты колебания f(t) функционального преобразователя 2 на втором выходе усилителя 11.The change in the voltage of the generator 1 in time U (t) leads to a change in the oscillation frequency f (t) of the functional converter 2 at the second output of the amplifier 11.

Функция изменения частоты от времени f(t) полностью определяется типом дефлектора 4.The function of changing the frequency with time f (t) is completely determined by the type of deflector 4.

При выполнении баланса амплитуд и фаз в таком функциональном преобразователе 2, т.е. на втором выходе усилителя 11, формируются электрические радиочастотные колебания, частота f₀ которых приблизительно равна собственной частоте фильтра 10 f_ф и определяется общей задержкой То сигнала в его цепи обратной связи:When performing the balance of amplitudes and phases in such a functional Converter 2, i.e. at the second output of the amplifier 11, electrical RF waves are generated, the frequency f _{0 of} which is approximately equal to the natural frequency of the filter 10 f _f and is determined by the total delay To of the signal in its feedback circuit:

где m - номер типа колебания, m=1, 2, 3… - натуральные числа.where m is the number of the type of oscillation, m = 1, 2, 3 ... are natural numbers.

В свою очередь задержка в цепи обратной связи зависит от задержки T₁ в дефлекторе 4. Изменение задержки в дефлекторе 4 от времени T₁=T₁(t) при модуляции напряжения U(t), поступающего на его вход от генератора 1, производит изменение частотыIn turn, the delay in the feedback circuit depends on the delay T ₁ in the deflector 4. Changing the delay in the deflector 4 as a function of time T ₁ = T ₁ (t) when modulating the voltage U (t) supplied to its input from the generator 1 makes a change frequencies

f(t)=f₀+f₁(t),f (t) = f ₀ + f ₁ (t),

где f₁(t) - изменение частоты за счет изменения со временем t задержки T₁=T₁(t) в дефлекторе 4, т.е. частоты колебаний на втором выходе первого усилителя 16. Таким образом, задаваясь законом изменения напряжения U(t) генератора 1, после функционального преобразования на втором выходе усилителя 11 получают заданное частотно-модулированное колебание с частотой f(t), для которой справедливо выражениеwhere f ₁ (t) is the change in frequency due to a change with time t of the delay T ₁ = T ₁ (t) in the deflector 4, i.e. the oscillation frequency at the second output of the first amplifier 16. Thus, given the law of variation of the voltage U (t) of the generator 1, after a functional conversion at the second output of the amplifier 11, a predetermined frequency-modulated oscillation with a frequency f (t) is obtained, for which the expression

f(t)=m/(T₀+T₁(U(t))),f (t) = m / (T ₀ + T ₁ (U (t))),

где m=1, 2, 3…where m = 1, 2, 3 ...

При этом частота модуляции изменений колебаний напряжения намного меньше средней собственной частоты f₀ функционального преобразователя 2.Moreover, the frequency of modulation of changes in voltage fluctuations is much less than the average natural frequency f _{0 of the} functional Converter 2.

В процессе формирования радиочастотных колебаний в схеме функционального преобразователя 2 из-за шумов устройств, входящих в его состав, возникает фазовые шумы сигнала.In the process of forming radio frequency oscillations in the circuit of the functional Converter 2 due to the noise of the devices included in its composition, phase noise of the signal occurs.

Выделение и регистрация сигнала фазовых шумов осуществляется в фазовом дискриминаторе 3 по схеме фазовой автоподстройки частоты.Isolation and registration of the phase noise signal is carried out in the phase discriminator 3 according to the phase-locked loop.

На выходе фазового дискриминатора 3 формируется сигнал управления. Сигнал управления пропорционален по своему мгновенному значению фазе сигнала шумов. Данный сигнал управления поступает на второй вход фазовращателя 9.At the output of the phase discriminator 3, a control signal is generated. The control signal is proportional in its instantaneous value to the phase of the noise signal. This control signal is supplied to the second input of the phase shifter 9.

Фазовращатель 9 задерживает фазу поступающего на его первый вход сигнала так, чтобы на его выходе происходила компенсация регистрируемого разностного фазового набега фазовым дискриминатором 3.The phase shifter 9 delays the phase of the signal arriving at its first input so that its output compensates for the detected difference phase incursion by the phase discriminator 3.

Таким образом, происходит компенсация и снижение фазовых шумов в функциональном преобразователе 2, и за счет нее улучшается точность формирования частотно-модулированных сигналов. Уровень снижения фазовых шумов определяется уровнем выравнивания по амплитуде сигналов фазовых шумов в цепях выделения фазовых шумов и цепи формирования сигнала управления, т.е. в цепях, образованных элементами фазового дискриминатора 3.Thus, the compensation and phase noise reduction in the functional Converter 2, and due to it improves the accuracy of the formation of frequency-modulated signals. The level of phase noise reduction is determined by the level of equalization in amplitude of the phase noise signals in the phase noise isolation circuits and the control signal generation circuit, i.e. in the chains formed by the elements of the phase discriminator 3.

В процессе формирования радиочастотных колебаний в схеме функционального преобразователя 2 из-за шумов устройств, входящих в его состав, помимо полезного основного колебания на частоте f₀ возникают паразитные радиочастотные колебания на частотах кратных которые определяются выражением (1).In the process of generating radio-frequency oscillations in the circuit of the functional converter 2, due to the noise of the devices included in it, in addition to the useful fundamental oscillation at a frequency f ₀ , spurious radio-frequency oscillations arise at frequencies that are multiple that are determined by expression (1).

Уровень паразитных колебаний сигнала зависит от добротности электронного фильтра 10 и прямо пропорционален ширине полосы пропускания фильтра 10. Чем выше добротность фильтра 10, тем ниже уровень паразитных колебаний. Добротность электронного фильтра 10 ограничена конструктивными особенностями резонатора и величиной диэлектрической постоянной применяемых в нем материалов. Современные электронные фильтры 10, например, в диапазоне СВЧ имеют добротность не более 1000 и не могут производить эффективное подавление паразитных радиочастотных колебаний.The level of spurious oscillations of the signal depends on the quality factor of the electronic filter 10 and is directly proportional to the bandwidth of the filter 10. The higher the quality factor of the filter 10, the lower the level of spurious oscillations. The quality factor of the electronic filter 10 is limited by the design features of the resonator and the dielectric constant of the materials used in it. Modern electronic filters 10, for example, in the microwave range, have a Q factor of no more than 1000 and cannot effectively suppress spurious RF waves.

Для эффективного подавления паразитных радиочастотных колебаний в схеме функционального преобразователя 2 используется резонансный опто-электронный фильтр, образованный вторым оптическим резонатором 17 и приемником 8, а также применяется источник излучения 12, состоящий из оптического источника 15 и модулятора 14, и первый оптического резонатора 16.To effectively suppress spurious radio-frequency oscillations in the circuit of the functional converter 2, a resonant optoelectronic filter formed by the second optical resonator 17 and receiver 8 is used, and a radiation source 12 consisting of an optical source 15 and a modulator 14 and a first optical resonator 16 are used.

На вход 1 первого оптического резонатора 16 от оптического источника 15 поступает оптическое излучение, которое переводит атомы материала первого оптического резонатора 16 в возбужденное состояние. Благодаря процессу спонтанного перехода атомов из возбужденного состояние в основное состояние происходит процесс излучения света. На выходе первого оптического резонатора 16 формируется поток светового излучения, которое поступает на вход 1 второго оптического резонатора 17. Пройдя по кольцевому пути против часовой стрелки от входа 1 по направлению к выходу 2 второго оптического резонатора 17, часть оптического излучения поступает на вход первого оптического резонатора 16. Оставшаяся часть оптического излучения циркулирует против часовой стрелке по кольцу второго оптического резонатора 17.The input 1 of the first optical resonator 16 from the optical source 15 receives optical radiation, which transfers the atoms of the material of the first optical resonator 16 into an excited state. Due to the process of spontaneous transition of atoms from an excited state to the ground state, a process of light emission occurs. At the output of the first optical resonator 16, a stream of light radiation is generated, which enters the input 1 of the second optical resonator 17. Having passed along the annular path counterclockwise from the input 1 towards the output 2 of the second optical resonator 17, a part of the optical radiation enters the input of the first optical resonator 16. The remainder of the optical radiation circulates counterclockwise along the ring of the second optical resonator 17.

При выполнении условий возбуждения в такой замкнутой системе, образованной, оптическим источником 15, первым оптическим резонатором 16 и вторым оптическим резонатором 17, происходит генерация лазерного излучения стабильной оптической частоты. Данная система является лазером, оптическая частота v₀ которого определяется периметром окружности L кольца второго оптического резонатора 17, и показателем преломления N его материалаWhen the excitation conditions are satisfied in such a closed system formed by the optical source 15, the first optical resonator 16 and the second optical resonator 17, laser radiation of a stable optical frequency is generated. This system is a laser, the optical frequency v _{0 of} which is determined by the perimeter of the circle L of the ring of the second optical resonator 17, and the refractive index N of its material

где с - скорость света в вакууме, М - номер типа колебания, М=1, 2, 3… - натуральные числа.where c is the speed of light in vacuum, M is the number of the type of oscillation, M = 1, 2, 3 ... are natural numbers.

С выхода 1 второго оптического резонатора 17 данное оптическое излучение поступает на вход 2 модулятора 14, в котором модулируется электрическим сигналом, поступающим на вход 1 модулятора 14.From the output 1 of the second optical resonator 17, this optical radiation enters the input 2 of the modulator 14, in which it is modulated by an electric signal fed to the input 1 of the modulator 14.

С выхода 1 модулятора 14 промодулированное оптическое излучение поступает на вход первого световода 13, в котором задерживается. С выхода световода 13 оптическое излучение поступает на вход 2 второго оптического резонатора 17.From the output 1 of the modulator 14, the modulated optical radiation is fed to the input of the first fiber 13, in which it is delayed. From the output of the optical fiber 13, the optical radiation enters the input 2 of the second optical resonator 17.

С выхода 3 второго оптического резонатора 17 оптическое излучение поступает на вход 2 дефлектора 4, а далее через световод 5, фазовращатель 6 и световод 7 на вход приемника 8.From the output 3 of the second optical resonator 17, the optical radiation enters the input 2 of the deflector 4, and then through the optical fiber 5, the phase shifter 6 and the optical fiber 7 to the input of the receiver 8.

Благодаря тому, что второй оптический резонатор 17 совместно с приемником 4 выполняет функцию опто-электронного фильтра, после поступления оптического излучения на приемник 4 на его выходе происходит подавление паразитных радиочастотных колебаний.Due to the fact that the second optical resonator 17 together with the receiver 4 performs the function of an optoelectronic filter, after the optical radiation arrives at the receiver 4, suppression of spurious radio-frequency oscillations occurs at its output.

Изменения внешнего воздействия, например, температуры приводят к уходам геометрической длины периметра окружности кольца второго оптического резонатора 17 и показателя преломления его материала и, как следует из (2), приводят к уходам оптической частоты лазера v₀.Changes in the external influence, for example, temperature, lead to the departure of the geometric circumference of the circumference of the ring of the second optical resonator 17 and the refractive index of its material and, as follows from (2), lead to the departure of the laser optical frequency v ₀ .

При изменении внешних воздействий существует задача удержания оптической частоты лазера на собственной оптической частоты оптического фильтра - второго оптического резонатора 17.When changing external influences, there is the task of keeping the optical frequency of the laser at the natural optical frequency of the optical filter — the second optical resonator 17.

Эта задача решается посредством образования во втором оптическом резонаторе 17 двух встречных световых потока оптического излучения.This problem is solved by the formation in the second optical resonator 17 of two opposing light flux of optical radiation.

Первый поток оптического излучения образован поступающим оптическим излучением на вход 1 второго оптического резонатора 17 и частично выходящим из него с выхода 2.The first stream of optical radiation is formed by the incoming optical radiation to the input 1 of the second optical resonator 17 and partially emerging from it from the output 2.

Второй поток оптического излучения образован поступающим излучением на вход 2 второго оптического резонатора 17 и частично выходящим из него с выхода 3.The second stream of optical radiation is formed by the incoming radiation to the input 2 of the second optical resonator 17 and partially emerging from it from the output 3.

Эти два встречных потока излучения не взаимодействуют друг с другом, но циркулируют во втором оптического резонатора 17 и имеют одинаковые времена распространения - один распространяется по часовой стрелке, а другой - против часовой стрелке.These two opposing radiation fluxes do not interact with each other, but circulate in the second optical resonator 17 and have the same propagation times — one propagates clockwise and the other counterclockwise.

При изменении показателя преломления и геометрических размеров второго оптического резонатора 17 от внешних воздействий, например, от температуры центральная частота оптического излучения лазера, и собственная частота оптического фильтра, образованного вторым оптическим резонатором 17, будут изменяться одинаково и приблизительно совпадать.When the refractive index and geometric dimensions of the second optical resonator 17 change due to external influences, for example, temperature, the central frequency of the laser optical radiation and the natural frequency of the optical filter formed by the second optical resonator 17 will change the same and approximately coincide.

То есть такая система «автоматически» будет отслеживать температурные уходы центральной оптической частоты лазера, образованного оптическим источником 15, которые в этом случае совпадают с уходами собственной частоты оптического фильтра.That is, such a system will “automatically” monitor the temperature drifts of the central optical frequency of the laser formed by the optical source 15, which in this case coincide with the drifts of the natural frequency of the optical filter.

Эквивалентная добротность резонансной системы функционального преобразователя 2 с введением в схему формирователя частотно-модулированных сигналов второго оптического резонатора 17 увеличивается на порядок и более, что приводит к более эффективному подавлению паразитных радиочастотных колебаний.The equivalent quality factor of the resonant system of the functional converter 2 with the introduction of the frequency-modulated signals of the second optical resonator 17 into the driver circuit increases by an order of magnitude or more, which leads to more efficient suppression of spurious radio-frequency oscillations.

Использование в формирователе частотно-модулированных сигналов высокодобротного второго оптического резонатора 17 приводит к резкому повышению требований к стабильности оптической частоты источника - лазера. Например, при эквивалентной добротности резонансной системы по радиочастоте более 10000 в формирователе частотно-модулированных сигналов - лазерном автогенераторе - уходы оптической частоты лазера, например, от температуры, должны составлять менее 0,01 МГц. Требование к стабильности оптической частоты источника ведет к усложнению и удорожанию формирователя частотно-модулированных сигналов на основе лазерного автогенератора.The use in the driver of frequency-modulated signals of a high-quality second optical resonator 17 leads to a sharp increase in the requirements for the stability of the optical frequency of the source — the laser. For example, with an equivalent Q factor of the resonance system with a radio frequency of more than 10,000 in the frequency-modulated signal generator - laser oscillator - the laser optical frequency drift, for example, from temperature, should be less than 0.01 MHz. The requirement for stability of the optical frequency of the source leads to a complication and rise in price of the driver of frequency-modulated signals based on a laser oscillator.

Решением данной проблемы является совмещение в схеме наноструктурного формирователя частотно-модулированных сигналов - лазерного автогенератора - первого оптического резонатора 16, который сопряжен оптически с источником и вторым оптическим резонатором 17. Первый оптический резонатор 16, источник и второй оптический резонатор 17 образуют оптическую систему, которая позволяет снизить требование к стабильности оптической частоты источника более чем в десять раз.The solution to this problem is to combine in the circuit of a nanostructure driver of frequency-modulated signals — a laser oscillator — a first optical resonator 16, which is optically coupled to a source and a second optical resonator 17. The first optical resonator 16, the source, and the second optical resonator 17 form an optical system that allows reduce the requirement for stability of the optical frequency of the source by more than ten times.

Поэтому при совпадении резонансной оптической частоты лазера и собственной частоты оптического фильтра уходы, например, из-за температуры, этих оптических частот - резонансной частоты лазера и собственной частоты фильтра будут одинаковыми. То есть они будут совпадать. При этом при большой добротности второго резонатора 17 осуществляется эффективное подавление паразитных радиочастотных колебаний.Therefore, if the resonant optical frequency of the laser and the natural frequency of the optical filter coincide, the care, for example, due to the temperature, these optical frequencies — the resonant frequency of the laser and the natural frequency of the filter will be the same. That is, they will match. In this case, with a large figure of merit of the second resonator 17, effective suppression of spurious radio-frequency oscillations is carried out.

В результате испытаний установлено, что уровень снижения паразитных радиочастотных колебаний составляет более 5 дБ.As a result of tests, it was found that the level of reduction of spurious radio-frequency oscillations is more than 5 dB.

Таким образом, можно утверждать, поставленная задача - повышение точности формирования частотно-модулированных сигналов за счет повышения эффективности подавления паразитных радиочастотных колебаний, решена.Thus, it can be argued that the task - improving the accuracy of the formation of frequency-modulated signals by increasing the efficiency of suppressing spurious radio-frequency oscillations, has been solved.

Claims

A nanostructured frequency-modulated signal generator, comprising a generator and a functional converter, consisting of a deflector having two inputs and one output, a receiver, an amplifier having one input and two outputs, a radiation source included in the first output of the amplifier, three optical fibers, the first an input optical fiber is optically coupled to a radiation source, a second optical input fiber is optically coupled to the deflector output, a third optical fiber is optically coupled to a receiver, a directional coupler having one a path and two outputs located between the deflector and the receiver and optically coupled at the input with the output of the second fiber and at the first output with the input of the third fiber, a filter included in the amplifier input, a phase shifter having two inputs and one output and located between the receiver and the filter, a phase discriminator included in the input to the second output of the directional coupler, and the output to the second input of the phase shifter, characterized in that the radiation source contains an optical source having one output, and a modulator having two input and one output, optically coupled at the first input to the first output of the amplifier, optically coupled at the output to the input of the first fiber, and the first optical resonator having two inputs and one output and optically coupled at the first input to the output of the optical source is additionally introduced into the functional converter , a second optical resonator having two inputs and three outputs and optically coupled along the first input to the output of the first optical resonator, along the second input to the output of the first fiber, along the first go - with the second input of the modulator, on the second output - with the second input of the first optical resonator, on the third output - with the second input of the deflector.