RU208857U1 - Устройство определения доплеровского измерения частоты отраженного радиолокационного сигнала - Google Patents
Устройство определения доплеровского измерения частоты отраженного радиолокационного сигнала Download PDFInfo
- Publication number
- RU208857U1 RU208857U1 RU2021119173U RU2021119173U RU208857U1 RU 208857 U1 RU208857 U1 RU 208857U1 RU 2021119173 U RU2021119173 U RU 2021119173U RU 2021119173 U RU2021119173 U RU 2021119173U RU 208857 U1 RU208857 U1 RU 208857U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- electro
- modulators
- determining
- block
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02041—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
- G01B9/02045—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques using the Doppler effect
-
- 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
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
-
- 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
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в радиолокации и радиофотонике. Техническим результатом является снижение погрешности определения доплеровского измерения частоты. Заявленное устройство определения доплеровского измерения частоты отраженного радиолокационного сигнала содержит лазер, оптический разъединитель, блок электрооптических модуляторов, волоконную брэгговскую решетку, оптический объединитель и фотодетектор, электронный векторный анализатор цепей. При этом блок электрооптических модуляторов состоит из последовательно включенных однопортовых амплитудного и фазового модуляторов. В устройство введен дополнительный блок электрооптических модуляторов, состоящий из последовательно включенных однопортовых амплитудного и фазового модуляторов. 2 ил., 1 пр.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использованa в радиолокации и радиофотонике.
Известно устройство, описанное в статье (Lu В., Pan W., Zou X., Yan X., Tan L., and Luo B. Opt. Lett. 2015. Vol. 40(10). pp. 2321-2324). В данной статье предложено измерять доплеровское измерение частоты (ДИЧ) на основе двух каскадных амплитудных электрооптических модуляторов Маха-Цендера. Недостатком указанного устройства является сложность конструкции.
Наиболее близким аналогом является устройство, описанное в статье (Huang С., Chen Н., and Chan E.H.W. Simple photonics-based system for Doppler frequency shift and angle of arrival measurement // Optics Express. 2020. Vol. 28(9). pp. 14028-14037). Непрерывное излучение лазера попадает в блок электрооптических модуляторов на основе двух параллельных двухпортовых модуляторов Маха-Цендера. Измерительный канал образован первым субблоком, второй субблок формирует опорный канал и управляется зондирующим каналом. Выходная частота сигнала опорного канала должна быть больше суммы частоты зондирующего сигнала и вдвое больше абсолютного значения максимально возможной. Недостатком указанного устройства является погрешность определения доплеровского измерителя частоты за счет появления биений между информативными частотами.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является снижение погрешности определения доплеровского измерения частоты.
Технический результат достигается тем, что блок электрооптических модуляторов состоит из последовательно включенных однопортовых амплитудного и фазового модуляторов, введен дополнительный блок электрооптических модуляторов, состоящий из последовательно включенных однопортовых амплитудного и фазового модуляторов.
Устройство изображено на фиг. 1, где
1 - лазер;
2 - оптический разъединитель;
3 - блок электрооптических модуляторов (тандемные однопортовые амплитудный и фазовый модулятор - ТАФМ);
4 - оптический объединитель;
5 – фотодетектор (ФД);
6 - волоконная брэгговская решетка (ВБР);
7 - электронный векторный анализатор цепей (ЭВАЦ).
Отраженный сигнал в измерительном канале, принимаемый антенной, подключенный к радиочастотному входу тандемному амплитудно-фазовому модулятору формирует на его выходе электрическое поле.
где Ein - амплитуда электрического поля лазерного излучения, попадающего в субблоки ТАФМ;
αi - потери, вносимые одним субблоком ТАФМ;
J1(mS, φS) - функция Бесселя первого порядка первого рода;
mS и φS - параметры амплитудного и фазового преобразования в ТАФМ, зависящие от амплитуды отраженного сигнала.
Опорный сигнал с частотой fP подается на входной радиочастотный порт тандемного амплитудно-фазового модулятора 2. На радиочастотный порт ТАФМ3 подается сигнал с частотой максимального ДИЧ fD=2 МГц. Электрическое поле на выходе ТАФМ 3 имеет следующий вид:
где J1(mP,D, φP,D) - функция Бесселя первого порядка первого рода;
mP,D и φP,D - оптимальные параметры амплитудного и фазового преобразования сигналов на частотах fP и fD в ТАФМ2 и ТАФМ3.
Выходной оптический сигнал с блока ТАФМ поступает на фазовый детектор, который генерирует фототок. Биения сигналов от измерительного и опорного каналов в спектре фототока формируются сигналами на частотах fC±fS, fC±(fP-fD) и fC±(fP+fD), что показано на фиг. 2 для случая fS=fP.
При использовании широкополосного ФД определение частоты ДИЧ fDFS осуществляется по параметрам огибающих биений на удвоенных частотах 2{fP-fD), 2fS, 2(fP+fD) и по их мощностям PP-D, PS и PP+D соответственно, полученным после преобразования «частота-амплитуда» в ВБР-фильтре и на выходе ФД. Данные огибающие представляют собой квазипериодические колебания с коэффициентом амплитудной модуляции, равным 1. При pDFS<PS частота ДИЧ меньше зондирующей, следовательно объект движется от наблюдателя, при pDFS>pS - к наблюдателю. Величина fDFS определяется как обратное преобразование «мощность-амплитуда-частота» по известной частотной характеристике склона ВБР-фильтра.
В структуре измерительного канала должна быть установлена схема автоматической регулировки усиления (АРУ) для создания оптимальной величины отраженного сигнала на радиочастотном входе модуляторов. Если для ТАФМ отсутствие такой схемы и прием отраженного сигнала без изменений приводит к минимальным искажениям информативной компоненты, то в прототипе от его амплитуды зависит, и уровень подавления несущей частоты, и уровень высших составляющих второго порядка. Наличие указанных паразитных составляющих вносит погрешности в определение амплитуды (мощности) сигнала на частоте fDFS, а, следовательно, и самого значения ДИЧ.
При анализе выходного сигнала измерителя ДИЧ без использования ЭВАЦ, а с применением метода поиска трех неизвестных частот и амплитуд, лежащих на одной монотонной кривой (в идеале - прямой), погрешность измерения ДИЧ при погрешности определения амплитуд информативных компонент в 0,01% и 0,001% от полного диапазона измерений не превышает 10-3 и 10-4. Соответственно, при работе с узкополосным устройством цифровой обработки сигнала погрешность измерения скорости движения объекта оценочно может быть улучшена еще на порядок.
Пример реализации. С помощью генератора сигналов специальной формы Rode&Schwarz задавался сигнал, имитирующий отраженный на частоте 6,5 ГГц. Также задавалось изменение этой частоты в диапазоне ±100 кГц с шагом 50 кГц. Параметры сигнала, имитирующего отраженный, задавались удовлетворяющими оптимальным параметрам амплитудно-фазового преобразования ТАФМ с подавлением несущей частоты на 70 дБм при мощности несущей в 1 дБм.
Claims (1)
- Устройство определения доплеровского измерения частоты отраженного радиолокационного сигнала, содержащее лазер, оптический разъединитель, блок электрооптических модуляторов, волоконную брэгговскую решетку, оптический объединитель и фотодетектор, электронный векторный анализатор цепей, отличающееся тем, что блок электрооптических модуляторов состоит из последовательно включенных однопортовых амплитудного и фазового модуляторов, введен дополнительный блок электрооптических модуляторов, состоящий из последовательно включенных однопортовых амплитудного и фазового модуляторов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021119173U RU208857U1 (ru) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | Устройство определения доплеровского измерения частоты отраженного радиолокационного сигнала |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021119173U RU208857U1 (ru) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | Устройство определения доплеровского измерения частоты отраженного радиолокационного сигнала |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU208857U1 true RU208857U1 (ru) | 2022-01-18 |
Family
ID=80444966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021119173U RU208857U1 (ru) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | Устройство определения доплеровского измерения частоты отраженного радиолокационного сигнала |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU208857U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU226545U1 (ru) * | 2024-04-11 | 2024-06-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева-КАИ" | Устройство определения доплеровского изменения частоты отраженного радиолокационного сигнала |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6078384A (en) * | 1997-09-26 | 2000-06-20 | Jenoptik Aktiengesellschaft | Process and arrangement for the evaluation of laser doppler signals |
| RU2354994C1 (ru) * | 2007-10-29 | 2009-05-10 | Олег Фёдорович Меньших | Способ обработки информации в лазерном когерентном локаторе с матричным фотоприемником |
| RU99191U1 (ru) * | 2010-07-09 | 2010-11-10 | Михаил Евсеевич Белкин | Многодиапазонный когерентный датчик сверхвысокочастотных и оптических сигналов (варианты) |
| CN102004255A (zh) * | 2010-09-17 | 2011-04-06 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 啁啾调幅激光雷达距离-多普勒零差探测系统 |
| CN102608615A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-25 | 东华大学 | 一种基于啁啾调幅和相干探测的激光雷达测速测距方法 |
| RU2721667C1 (ru) * | 2019-04-29 | 2020-05-21 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Способ и устройство для прецизионного лазерно-интерференционного измерения расстояний и перемещений |
-
2021
- 2021-06-30 RU RU2021119173U patent/RU208857U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6078384A (en) * | 1997-09-26 | 2000-06-20 | Jenoptik Aktiengesellschaft | Process and arrangement for the evaluation of laser doppler signals |
| RU2354994C1 (ru) * | 2007-10-29 | 2009-05-10 | Олег Фёдорович Меньших | Способ обработки информации в лазерном когерентном локаторе с матричным фотоприемником |
| RU99191U1 (ru) * | 2010-07-09 | 2010-11-10 | Михаил Евсеевич Белкин | Многодиапазонный когерентный датчик сверхвысокочастотных и оптических сигналов (варианты) |
| CN102004255A (zh) * | 2010-09-17 | 2011-04-06 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 啁啾调幅激光雷达距离-多普勒零差探测系统 |
| CN102608615A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-25 | 东华大学 | 一种基于啁啾调幅和相干探测的激光雷达测速测距方法 |
| RU2721667C1 (ru) * | 2019-04-29 | 2020-05-21 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Способ и устройство для прецизионного лазерно-интерференционного измерения расстояний и перемещений |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| HUANG С., CHEN Н., CHAN E.H.W. Simple photonics-based system for Doppler frequency shift and angle of arrival measurement // Optics Express. 27.04.2020. Vol. 28, N 9, pp. 14028-14037. * |
| НУРУЛЛИН Р.А., САМИГУЛЛИН Р.Р., САХБИЕВ Т.Р. Ассиметричный по частоте двухполосный оптический векторный анализатор спектра // Электронный научный журнал "Инженерный вестник Дона", 2018, N 3, 19 с. * |
| НУРУЛЛИН Р.А., САМИГУЛЛИН Р.Р., САХБИЕВ Т.Р. Ассиметричный по частоте двухполосный оптический векторный анализатор спектра // Электронный научный журнал "Инженерный вестник Дона", 2018, N 3, 19 с. HUANG С., CHEN Н., CHAN E.H.W. Simple photonics-based system for Doppler frequency shift and angle of arrival measurement // Optics Express. 27.04.2020. Vol. 28, N 9, pp. 14028-14037. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU226545U1 (ru) * | 2024-04-11 | 2024-06-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева-КАИ" | Устройство определения доплеровского изменения частоты отраженного радиолокационного сигнала |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110632388B (zh) | 一种基于混频的光电探测器频响测量方法及装置 | |
| CN109257105B (zh) | 宽带信号接收方法、装置及电子战接收机 | |
| CN109412687B (zh) | 一种基于频域驻波法的光路时延快速测量装置 | |
| CN112363146B (zh) | 双调制共光路线性调频激光雷达测距测速方法及装置 | |
| CN113938189B (zh) | 一种马赫-曾德尔调制器频率响应测试装置及方法 | |
| US7460785B2 (en) | Performance monitoring in an optical communication system | |
| CN107966172B (zh) | 一种宽带光电探测器响应度测试仪及其测试方法 | |
| CN109728862A (zh) | 基于双频调制的相干光接收机参数测量方法、装置 | |
| CN113098595A (zh) | 一种少模光纤差分模式群时延测量方法、系统和装置 | |
| CN113346948A (zh) | 一种基于光频梳产生毫米波信号的超低相噪检测技术 | |
| CN109238658B (zh) | 光延迟器件的延迟参数的测量方法 | |
| CN108540219B (zh) | 一种基于移频调制的相干光接收机参数测量方法、装置 | |
| CN111638402B (zh) | 测量微波电场中微波信号的频率的方法及系统 | |
| RU208857U1 (ru) | Устройство определения доплеровского измерения частоты отраженного радиолокационного сигнала | |
| EP3361653A1 (en) | Method of monitoring chromatic dispersion in optical communication network and device utilizing same | |
| RU226545U1 (ru) | Устройство определения доплеровского изменения частоты отраженного радиолокационного сигнала | |
| US6614511B1 (en) | Light wavelength dispersion measuring apparatus and light wavelength dispersion measuring method | |
| CN112268685B (zh) | 一种光器件频响测量方法及测量装置 | |
| RU2774410C1 (ru) | Устройство определения доплеровского измерения частоты отраженного радиолокационного сигнала | |
| RU207935U1 (ru) | Устройство определения угла прихода отраженного радиолокационного сигнала | |
| RU2777759C1 (ru) | Устройство определения угла прихода отраженного радиолокационного сигнала | |
| JP2023159688A (ja) | 測定システム及び測定方法 | |
| CN114061916B (zh) | 光器件频响测量方法及装置 | |
| CN111025000B (zh) | 一种相位调制器的半波电压测量方法和测试系统 | |
| CN114337811B (zh) | 基于双光频梳和法布里-帕罗滤波器的微波频率测量方法 |