RU2089046C1 - Fiber-optic device for shaping high-frequency signal copy - Google Patents
Fiber-optic device for shaping high-frequency signal copy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2089046C1 RU2089046C1 SU5022931A RU2089046C1 RU 2089046 C1 RU2089046 C1 RU 2089046C1 SU 5022931 A SU5022931 A SU 5022931A RU 2089046 C1 RU2089046 C1 RU 2089046C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- optical
- input
- output
- optic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокации для обработки отраженного высокочастотного сигнала при обнаружении и распознавании радиолокационных целей, для имитации радиолокационных портретов сложных целей, при калибровке радиолокационных систем и проведении тренировочных работ. The invention relates to radio engineering and can be used in radar to process the reflected high-frequency signal when detecting and recognizing radar targets, to simulate radar portraits of complex targets, when calibrating radar systems and conducting training work.
Известно устройство формирования копий высокочастотного сигнала, в котором последовательность копий входного сигнала формируется при многократном прохождении одного и того же светового потока, промодулированного входным сигналом, через рециркуляционную волоконно-оптическую линию, представляющую собой замкнутую петлю [1]
Недостатком этого устройства является малое число копий сигнала, что обусловлено быстрым затуханием амплитуды последовательно размноженных копий. Кроме того, полученные копии имеют различную мощность, что приводит к искажению результатов дальнейшей обработки радиолокационных сигналов.A device for generating copies of a high-frequency signal is known, in which a sequence of copies of the input signal is formed by repeatedly passing the same light stream modulated by the input signal through a recirculating fiber-optic line, which is a closed loop [1]
The disadvantage of this device is the small number of copies of the signal, which is due to the rapid attenuation of the amplitude of the sequentially multiplied copies. In addition, the resulting copies have different power, which leads to a distortion of the results of further processing of radar signals.
Устройство, основанное на использовании оптоволоконных линий задержки с отводами (трансверсальных фильтров) [2] позволяет в принципе формировать большое число копий сигнала, но оно слишком сложно технологически и громоздко. A device based on the use of fiber-optic delay lines with taps (transverse filters) [2] allows, in principle, to generate a large number of copies of the signal, but it is too complicated technologically and cumbersome.
Наибольшее число копий при простой реализации можно получить с помощью устройства [3] которое, как наиболее близкое по совокупности признаков к заявляемому, выбрано в качестве прототипа. The largest number of copies with a simple implementation can be obtained using the device [3] which, as the closest in combination of features to the claimed, is selected as a prototype.
Устройство содержит первую и вторую волоконно-оптические линии передачи, связанные друг с другом через n элементов связи, расположенных с интервалами вдоль линий. Вход первой ВОЛ волоконно-оптической линии соединен непосредственно с выходом источника оптического сигнала и через первый элемент связи со входом второй волоконно-оптической линии. Выходы первой и второй волоконно-оптический линий через оптический сумматор соединены с входом фотодетектора. Длины участков первой волоконно-оптической линии между соседними элементами связи равны между собой и выбраны из условия обеспечения минимальной задержки оптического сигнала. Длины участков второй волоконно-оптической линии возрастают от участка к участку по бинарному закону в направлении от входа к выходу линии. The device contains the first and second fiber-optic transmission lines connected to each other through n communication elements located at intervals along the lines. The input of the first FOCL of the optical fiber line is connected directly to the output of the optical signal source and through the first communication element with the input of the second optical fiber line. The outputs of the first and second fiber optic lines through an optical adder are connected to the input of the photodetector. The lengths of the sections of the first fiber-optic line between adjacent communication elements are equal to each other and are selected from the condition of ensuring a minimum delay of the optical signal. The lengths of the sections of the second fiber optic line increase from section to section according to the binary law in the direction from the input to the output of the line.
Входной сигнал, подлежащий обработке, поступает на модуляционный вход источника оптического сигнала. Световой поток, промодулированный входным высокочастотным сигналом, проходит на вход фотодетектора по различным путям, имеющим разную длину, и на выходе фотодетектора последовательно формируются копии входного сигнала. Число копий определяется числом путей распространения светового потока между входами и выходами первой и второй волоконно-оптических линий, т.е. числом элементов связи между линиями. The input signal to be processed is fed to the modulation input of the optical signal source. The luminous flux modulated by the input high-frequency signal passes to the input of the photodetector through various paths having different lengths, and copies of the input signal are successively formed at the output of the photodetector. The number of copies is determined by the number of paths for the propagation of light between the inputs and outputs of the first and second fiber optic lines, i.e. the number of communication elements between the lines.
Однако из-за ослабления мощности светового потока в элементах связи (по закону показательной функции в зависимости от числа элементов связи) и затухания световых копий волоконно-оптической линии (пропорционально длине линии) число формируемых копий, пригодных для дальнейшей обработки, ограничено. Так для рассмотренного в прототипе примера с шестью элементами связи световые потоки, соответствующие последней 64-й копии сигнала, ослабляются более, чем на 20 дБ относительно входного сигнала. However, due to the weakening of the luminous flux power in the communication elements (according to the law of the exponential function depending on the number of communication elements) and the attenuation of the light copies of the fiber optic line (in proportion to the line length), the number of generated copies suitable for further processing is limited. So for the example considered in the prototype example with six communication elements, the light fluxes corresponding to the last 64th copy of the signal are attenuated by more than 20 dB relative to the input signal.
Задача изобретения создание такого волоконно-оптического устройства формирования копий высокочастотного сигнала, которое бы позволило за счет увеличения числа формируемых копий имитировать портреты сложных радиолокационных целей. The objective of the invention is the creation of such a fiber-optic device for generating copies of a high-frequency signal, which would allow to simulate portraits of complex radar targets by increasing the number of generated copies.
Задача решается тем, что в волоконно-оптическое устройство формирования копий высокочастотного сигнала, содержащее первую и вторую волоконно-оптические линии, связанные друг с другом через n (n=1,2.) оптических элементов связи, расположенных с интервалами вдоль волоконно-оптической линии, источник оптического сигнала, выход которого оптически соединен непосредственно с входом первой волоконно-оптической линии и через первый элемент связи с входом второй волоконно-оптической линии, первый оптический сумматор, с первым и вторым входами которого соединены выходы первой и второй волоконно-оптических линий, и первый фотодетектор, выход которого является выходом устройства, причем длины участков первой волоконно-оптической линии между соседними оптическими элементами связи равны между собой и минимальны, а длины участков второй волоконно-оптической линии между соседними оптическими элементами связи увеличиваются в направлении от входа волоконно-оптической линии по бинарному закону, введены оптически последовательно соединенные второй оптический сумматор, отрезок активированного волоконного световода, первый оптический разветвитель, первый дополнительный отрезок волоконно-оптической линии, второй оптический разветвитель, второй дополнительный отрезок волоконно-оптической линии и второй фотодетектор, а также источник энергии оптической накачки, выход которого оптически соединен с первым входом второго оптического сумматора, последовательно соединенные третий фотодетектор, амплитудный детектор, выключатель высокочастотного сигнала, сумматор мощности, выход которого подключен к модуляционному входу источника оптического сигнала, а второй вход является входом устройства, при этом выход первого оптического сумматора соединен со вторым входом второго оптического сумматора, вторые выходы первого и второго оптических разветвителей соединены соответственно с входами первого и третьего фотодетекторов, выход второго фотодетектора соединен со вторым входом выключателя высокочастотного сигнала, а длины первого и второго дополнительных отрезков волоконно-оптической линии равны длине участка второй волоконно-оптической линии между первым и вторым оптическими элементами связи. The problem is solved in that a fiber-optic device for generating copies of a high-frequency signal containing the first and second fiber-optic lines connected to each other via n (n = 1,2.) Optical communication elements located at intervals along the fiber-optic line , an optical signal source, the output of which is optically connected directly to the input of the first fiber-optic line and through the first communication element to the input of the second fiber-optic line, the first optical adder, with the first and second inputs of the cat the outputs of the first and second fiber optic lines are connected, and the first photodetector, the output of which is the output of the device, the lengths of the sections of the first fiber-optic line between adjacent optical communication elements being equal to each other and minimal, and the lengths of the sections of the second fiber-optic line between adjacent optical communication elements increase in the direction from the input of the fiber-optic line according to the binary law, the second optical adder optically connected in series is introduced, the active segment fiber optic fiber, the first optical splitter, the first additional segment of the fiber optic line, the second optical splitter, the second additional segment of the fiber optic line and the second photodetector, as well as the optical pump energy source, the output of which is optically connected to the first input of the second optical adder, in series connected third photodetector, amplitude detector, high-frequency signal switch, power adder, the output of which is connected to a modulation input an ode of the optical signal source, and the second input is the input of the device, while the output of the first optical adder is connected to the second input of the second optical adder, the second outputs of the first and second optical splitters are connected respectively to the inputs of the first and third photodetectors, the output of the second photodetector is connected to the second input of the switch high-frequency signal, and the lengths of the first and second additional segments of the fiber optic line are equal to the length of the portion of the second fiber optic line between ervym and second optical couplers.
Введение отрезка активированного волоконного световода, соединенного через элементы связи и управления с входом устройства, обеспечивает непрерывность процесса формирования копий, увеличивает его продолжительность и, следовательно, число формируемых копий. The introduction of a segment of an activated fiber light guide connected through communication and control elements to the input of the device ensures the continuity of the process of forming copies, increases its duration and, therefore, the number of generated copies.
Предлагаемое устройство представлено на чертеже. The proposed device is presented in the drawing.
Волоконно-оптическое устройство формирования копий ВЧ сигнала содержит первую и вторую волоконно-оптические линии 1 и 2, связанные друг с другом через оптические элементы связи 31 3n, расположенные с интервалами вдоль линий. Выход источника 4 оптического сигнала оптически соединен с входом волоконно-оптической линии 1 и через первый элемент связи 31 с входом волоконно-оптической линии 2. Выходы волоконно-оптической линии 1 и волоконно-оптической линии 2 через первый оптический сумматор 5 подключены к первому входу второго оптического сумматора 6, выход которого через последовательно соединенные отрезок 7 активированного световода, первый оптический разветвитель 8, первый дополнительный отрезок 9 волоконно-оптической линии, второй оптический разветвитель 10, второй дополнительный отрезок 11 волоконно-оптической линии, второй фотодетектор 12, выключатель ВЧ сигнала 13, сумматор 14 мощности соединен с модуляционным входом источника 4. Ко второму входу второго оптического сумматора 6 подключен источник 15 энергии оптической накачки. Второй выход разветвителя 8 соединен с входом первого фотодетектора 16, выход которого является выходом устройства. Второй выход разветвителя 10 через последовательно соединенные третий фотодетектор 18 соединен со вторым входом выключателя 13. Второй вход сумматора 14 мощности является входом устройства.The fiber-optic device for generating copies of the RF signal contains the first and second fiber-optic lines 1 and 2, connected to each other via optical communication elements 3 1 3 n located at intervals along the lines. The output of the optical signal source 4 is optically connected to the input of the fiber optic line 1 and through the first communication element 3 1 to the input of the fiber optic line 2. The outputs of the fiber optic line 1 and fiber optic line 2 are connected to the first input through the first optical adder 5 the second optical adder 6, the output of which through a series-connected segment 7 of the activated fiber, the first optical splitter 8, the first additional segment 9 of the fiber optic line, the second optical splitter 10, W swarm segment 11 optional optical fiber lines, the second photodetector 12, the RF signal switch 13, the power combiner 14 is connected to a modulation input of the source 4. The second input of the second optical combiner 6 is connected a source 15 of optical pumping energy. The second output of the splitter 8 is connected to the input of the first photodetector 16, the output of which is the output of the device. The second output of the splitter 10 through a third photodetector 18 connected in series is connected to the second input of the switch 13. The second input of the power adder 14 is the input of the device.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Входной высокочастотный электрический сигнал, подлежащий обработке (размножению), пройдя через сумматор 14 (по его первому входу), модулирует световой поток источника 4 оптического излучения по плотности. Модулированный световой поток, поступающий с выхода источника 4, пройдя через первый элемент 31 связи, распространяется ко второму элементу 32 связи по двум различным путям, к третьему элементу 33 связи по четырем различным путям и т.д. до выхода первого оптического сумматора 5. N различных путей распространения света между выходами источника 4 и сумматора 5 обуславливают формирование ряда N копий светового сигнала. Минимальная задержка в этой оптоволоконной структуре (задержка первой копии) составляет nΔto максимальная (задержка N-й копии) (N-1) Δt где Δt требуемая задержка между копиями сигнала, Δto задержка светового потока за счет прямого пути между соседними элементами 3 связи. Промежуточные копии задержаны относительно друг друга с шагом Δt
Сформированная последовательность световых сигналов и энергия оптической накачки от источника 15 через второй сумматор 6 поступает в отрезок 7 активированного световода. Воздействие энергии накачки на активированный световод 7 приводит к усилению сигнального светового потока до уровня, достаточного для работы фотодетекторов 12 и 17.The input high-frequency electrical signal to be processed (propagated), passing through the adder 14 (at its first input), modulates the light flux of the optical radiation source 4 in density. The modulated luminous flux coming from the output of the source 4, passing through the first communication element 3 1 , propagates to the second communication element 3 2 in two different ways, to the third communication element 3 3 in four different ways, etc. before the output of the first optical adder 5. N different paths of light propagation between the outputs of the source 4 and the adder 5 determine the formation of a series of N copies of the light signal. The minimum delay in this fiber-optic structure (delay of the first copy) is nΔt o maximum (delay of the Nth copy) (N-1) Δt where Δt is the required delay between signal copies, Δt o is the luminous flux delay due to the direct path between adjacent communication elements 3 . Intermediate copies are delayed relative to each other with a step Δt
The generated sequence of light signals and the optical pump energy from the source 15 through the second adder 6 enters the segment 7 of the activated fiber. The influence of the pump energy on the activated fiber 7 leads to the amplification of the signal light flux to a level sufficient for the operation of photodetectors 12 and 17.
Часть энергии световых сигналов, ответвленная в первом разветвителе 8, поступает на вход первого фотодетектора 16, который преобразует последовательность световых сигналов в последовательность электрических высокочастотных сигналов, адекватных входному высокочастотному сигналу и являющихся выходными сигналами устройства. Part of the energy of the light signals tapped in the first splitter 8 is fed to the input of the first photodetector 16, which converts the sequence of light signals into a sequence of electrical high-frequency signals that are adequate to the input high-frequency signal and are the output signals of the device.
Другая часть энергии световых сигналов, ответвленная в первом разветвителе 8, поступает через первый дополнительный отрезок 9 волоконно-оптической линии на вход второго оптического разветвителя 10 с задержкой на время Δt.
Часть энергии световых сигналов, ответвленная во втором разветвителе 10 по первому выходу, поступает через второй дополнительный отрезок 11 волоконно-оптической линии на вход второго фотодетектора 12 с задержкой на время Δt Второй фотодетектор 12 преобразует последовательность световых сигналов в последовательность электрических высокочастотных сигналов, адекватных входному высокочастотному сигналу, но сдвинутых по времени относительно выходной последовательности (на выходе первого фотодетектора 16) высокочастотных сигналов на интервал 2Δt.
Часть энергии световых потоков, ответвленная во втором оптическом разветвителе 10 по второму выходу, посредством третьего фотодетектора 17 преобразуется в последовательность электрических ВЧ сигналов, адекватных входному высокочастотному сигналу, но сдвинутых по времени относительно выходной последовательности высокочастотных сигналов на интервал Δt Амплитудный детектор 18 выделяет амплитудную огибающую последовательности электрических высокочастотных сигналов, поступающих с выхода фотодетектора 17. Напряжение амплитудной огибающей поступает на второй (управляющий) вход выключателя 13, на первый вход которого поступают сигналы с выхода фотодетектора 12. Поскольку запрещение прохождения высокочастотных сигналов на выход выключателя 13 осуществляется при наличии на его втором входе напряжения, то временной сдвиг Δt между сигналом на первом входе выключателя 13 и управляющим напряжением на его втором входе обуславливает прохождение на вход сумматора 14 последней копии входного высокочастотного сигнала из каждой серии, состоящей из N копий, сформированной в структуре 1,2,3 и 5. Пропущенная таким образом через выключатель копия входного высокочастотного сигнала после прохождения через сумматор 14 модулирует световой поток источника 4 аналогично входному высокочастотному сигналу, и процесс формирования копий повторяется в вышеописанной последовательности.Another part of the energy of the light signals tapped in the first splitter 8 is supplied through the first additional segment 9 of the fiber optic line to the input of the second optical splitter 10 with a delay of Δt.
A part of the energy of the light signals branched off in the second splitter 10 along the first output is supplied through the second additional segment 11 of the fiber optic line to the input of the second photodetector 12 with a delay of Δt. The second photodetector 12 converts the sequence of light signals into a sequence of electrical high-frequency signals adequate to the input high-frequency signal, but shifted in time relative to the output sequence (at the output of the first photodetector 16) of high-frequency signals in the interval l 2Δt.
A part of the energy of the light fluxes branched out in the second optical splitter 10 along the second output, by means of the third photodetector 17, is converted into a sequence of RF electric signals that are adequate to the input high-frequency signal, but are shifted in time relative to the output sequence of high-frequency signals by the interval Δt. The amplitude detector 18 extracts the amplitude envelope of the sequence electrical high-frequency signals coming from the output of the photodetector 17. Voltage amplitude envelope th arrives at the second (control) input of the switch 13, the first input of which receives signals from the output of the photodetector 12. Since the prohibition of the passage of high-frequency signals to the output of the switch 13 is carried out if there is voltage at its second input, the time shift Δt between the signal at the first input of the switch 13 and the control voltage at its second input causes the passage to the input of the adder 14 of the last copy of the input high-frequency signal from each series, consisting of N copies, formed in structure 1,2, 3 and 5. A copy of the input high-frequency signal thus passed through the switch after passing through the adder 14 modulates the light flux of the source 4 similarly to the input high-frequency signal, and the copying process is repeated in the above sequence.
Таким образом, реализуемый в предлагаемом устройстве процесс формирования входного высокочастотного сигнала позволяет увеличить относительно прототипа количество формируемых копий в m раз, где m число реализуемых рециркуляций. Thus, the process of generating the input high-frequency signal implemented in the proposed device allows increasing the number of generated copies by a factor of m relative to the prototype, where m is the number of recycled circulations.
Источники информации
1. Григорьянц В.В. Дворников А.А. Ильин Б.Б. и др. Радиоэлектронные устройства с применением волоконных световодов. -Радиотехника, 1987, N 2, с. 60-62.Sources of information
1. Grigoryants VV Dvornikov A.A. Ilyin B.B. and other radio-electronic devices using fiber optic fibers. -Radiotekhnika, 1987, N 2, p. 60-62.
2. Тейлор Х. Волноводная оптика в процессорах и измерительных системах. -ТИИЭР, 75, 1987, N 11, с. 99-102. 2. Taylor H. Waveguide optics in processors and measurement systems. -TIER, 75, 1987, N 11, p. 99-102.
3. Заявка Великобритании N 2205211, кл. G 01 S 7/30, 1988. 3. UK application N 2205211, CL G 01 S 7/30, 1988.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5022931 RU2089046C1 (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Fiber-optic device for shaping high-frequency signal copy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5022931 RU2089046C1 (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Fiber-optic device for shaping high-frequency signal copy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2089046C1 true RU2089046C1 (en) | 1997-08-27 |
Family
ID=21594773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5022931 RU2089046C1 (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Fiber-optic device for shaping high-frequency signal copy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2089046C1 (en) |
-
1992
- 1992-01-22 RU SU5022931 patent/RU2089046C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Заявка Великобритании N 2205211, кл. G 01 S 7/30. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2213421C1 (en) | Dynamic radio-signal memory device | |
| EP0033237A1 (en) | Information gathering system multiplexing apparatus | |
| US4207561A (en) | Intruder alarm arrangement for an optical communication system | |
| JPS58224333A (en) | Coherent light receiver | |
| JPS63179337A (en) | Waveguide type optical switch | |
| KR960001764A (en) | Field sensor to reliably measure the field strength of signals | |
| RU2089046C1 (en) | Fiber-optic device for shaping high-frequency signal copy | |
| US4430572A (en) | Device for separating two light signals emitted by sources having different wavelengths and transmitted in a single optical fiber | |
| Alekseev et al. | Increasing the peak power of a pulsed laser source using optical delay lines | |
| CA2005607C (en) | Method of analyzing guided optics components, optical fibres or optical guide networks by time reflectometry and reflectometer in the time sphere | |
| EP0668670A1 (en) | Receiving system having a large dynamic range | |
| JP7273342B2 (en) | Optical information processing device | |
| RU2126547C1 (en) | Optical amplifier (versions), device to cut off backward light propagation and method of detection of transmitted light with use of this device | |
| RU2715366C2 (en) | Microwave signal delay line | |
| JPS63177626A (en) | Optical timing extracting circuit | |
| WO2002027391A2 (en) | Pulse controlled phase modulator | |
| RU2134900C1 (en) | Optical functional transducer | |
| RU2050017C1 (en) | Optical multivibrator | |
| RU2130640C1 (en) | Optical function generator | |
| RU2103721C1 (en) | Device for subtraction of optical signals | |
| RU2716283C2 (en) | Method for controlling microwave signal delay and delay line realizing it | |
| US5136532A (en) | Coherent signal processing device using an optical delay line and application thereof to filtering correlation product and spectral analysis | |
| WO2021083348A1 (en) | Optical computing device, optical operation method and computing system | |
| RU2053543C1 (en) | Optical electronic device for solving differential equations | |
| RU2044338C1 (en) | Logic unit realizing maximum and minimum operations |