RU2619454C2 - Acousto-optic receiver - Google Patents

Acousto-optic receiver Download PDF

Info

Publication number
RU2619454C2
RU2619454C2 RU2015102397A RU2015102397A RU2619454C2 RU 2619454 C2 RU2619454 C2 RU 2619454C2 RU 2015102397 A RU2015102397 A RU 2015102397A RU 2015102397 A RU2015102397 A RU 2015102397A RU 2619454 C2 RU2619454 C2 RU 2619454C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
amplifier
input
frequency
bragg
Prior art date
Application number
RU2015102397A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015102397A (en
Inventor
Виктор Иванович Дикарев
Валентин Борисович Катькалов
Алексей Валерьевич Корнилов
Дмитрий Анатольевич Тавалинский
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации, Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2015102397A priority Critical patent/RU2619454C2/en
Publication of RU2015102397A publication Critical patent/RU2015102397A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2619454C2 publication Critical patent/RU2619454C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication

Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: acousto-optic receiver comprises a receiving antenna 1, a frequency converter 2, a mixer 3, a local oscillator 5, the first 6 and the second 12 multipliers, the first 7 and the second 13 narrow band filters, the first 8, the second 14, the third 15 and the fourth 16 amplitude detectors, the first 9, the second 17, the third 18 and the fourth 19 keys, an amplifier 10 of the first sum frequency, an amplifier 11of the second sum frequency, a laser 20, a collimator 21, the first 22, the second 23, the third 24 and the fourth 25 Bragg cells, the first 26, the second 27, the third 28 and the fourth lens 29, the first 30, the second 31, the third 32 and the fourth 33 matrix photodetectors.
EFFECT: expanding the operating frequency range of the acousto-optic receiver without expanding the frequency adjustment range of the local oscillator by using additional receiving channels.
2 dwg

Description

Предлагаемый приемник относится к радиоэлектронике и может использоваться для приема и спектрального анализа сложных сигналов с фазовой модуляцией (ФМн).The proposed receiver relates to electronics and can be used for receiving and spectral analysis of complex signals with phase modulation (PSK).

Известны акустооптические приемники (авт. свид. СССР №№1.718.695, 1.758.883, 1.785.410, 1.799.226, 1.799.227, патенты РФ №№2.001.533, 2.007.046, 2.234.808, 2.291.575, 2.314.644, 2.325.761, 2.439.811; Дикарев В.И. Методы и технические решения приема и обработки радиосигналов. Учебник, Санкт-Петербург, 2000, с. 413-462 и др.).Acousto-optical receivers are known (ed. Certificate of the USSR No. 1.718.695, 1.758.883, 1.785.410, 1.799.226, 1.799.227, RF patents No. 2.001.533, 2.007.046, 2.234.808, 2.291.575 , 2.314.644, 2.325.761, 2.439.811; Dikarev V.I. Methods and technical solutions for receiving and processing radio signals (Textbook, St. Petersburg, 2000, pp. 413-462, etc.).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является «Акустооптический приемник» (авт. свид. СССР №№1.758.883, Н04B 10/06, 1990), который и выбран в качестве прототипа.Of the known devices, the closest to the proposed one is the “Acousto-Optic Receiver” (ed. Certificate of the USSR No. 1,758.883, H04B 10/06, 1990), which is chosen as a prototype.

Указанный приемник обеспечивает подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.The specified receiver provides suppression of false signals (interference) received through the mirror and Raman channels.

Но с точки зрения расширения диапазона рабочих частот акустооптического приемника без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина целесообразно не подавлять, а использовать дополнительные каналы приема, проведя соответствующую их маркировку.But from the point of view of expanding the operating frequency range of an acousto-optic receiver without expanding the frequency range of the local oscillator, it is advisable not to suppress, but to use additional receive channels by marking them accordingly.

Технической задачей изобретения является расширение диапазона рабочих частот акустооптического приемника без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина путем использования дополнительных каналов приема.An object of the invention is to expand the operating frequency range of an acousto-optical receiver without expanding the frequency range of the local oscillator by using additional receive channels.

Поставленная задача решается тем, что акустооптический приемник, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, лазер, на пути распространения пучка света которого последовательно установлены коллиматор и первая ячейка Брэгга, на пути распространения дифрагированной части пучка света установлена первая линза, в фокальной плоскости которой размещена первая матрица фотодетекторов, а также последовательно включенные приемную антенну, смеситель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, и усилитель промежуточной частоты, последовательно подключенные к выходу приемной антенны первый перемножитель, первый узкополосный фильтр, первый амплитудный детектор и первый ключ, отличается от ближайшего аналога тем, что он снабжен усилителем первой суммарной частоты, усилителем второй суммарной частоты, вторым перемножителем, вторым узкополосным фильтром, вторым, третьим и четвертым амплитудным детекторами, вторым, третьим и четвертым ключами, второй, третьей и четвертой ячейками Брэгга, второй, третьей и четвертой линзами, второй, третьей и четвертой матрицами фотодетекторов, причем на пути распространения пучка света лазера последовательно установлены вторая, третья и четвертая ячейки Брэгга, на пути распространения дифрагированной второй, третьей и четвертой ячейками Брэгга части пучка света установлены вторая, третья и четвертая линзы соответственно, в фокальной плоскости каждой из которой размещена вторая, третья и четвертая матрица фотодетекторов соответственно, к выходу смесителя последовательно подключены усилитель первой суммарной частоты, второй амплитудный детектор и второй ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю первой ячейки Брэгга, к выходу смесителя последовательно подключены усилитель второй суммарной частоты, третий амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю второй ячейки Брэгга, второй вход первого ключа соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю третьей ячейки Брэгга, второй вход первого перемножителя соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, к выходу приемной антенны последовательно подключены второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, второй узкополосный фильтр, четвертый амплитудный детектор и четвертый ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю четвертой ячейки Брэгга.The problem is solved in that the acousto-optic receiver, containing, in accordance with the closest analogue, a laser, in which the collimator and the first Bragg cell are sequentially installed in the path of the light beam, the first lens is installed in the path of the diffracted part of the light beam, in the focal plane of which the first photodetector array, as well as a series-connected receiving antenna, a mixer, the second input of which is connected to the local oscillator output, and an intermediate frequency amplifier, The first multiplier, the first narrow-band filter, the first amplitude detector and the first switch, connected to the output of the receiving antenna, differs from the closest analogue in that it is equipped with an amplifier of the first total frequency, an amplifier of the second total frequency, a second multiplier, a second narrow-band filter, a second, third and fourth amplitude detectors, second, third and fourth keys, second, third and fourth Bragg cells, second, third and fourth lenses, second, third and fourth photodetector arrays tectors, and the second, third and fourth Bragg cells are sequentially installed on the propagation path of the laser light beam, the second, third and fourth lenses are respectively installed on the propagation path of the second, third and fourth Bragg cells of the light beam, respectively, in the focal plane of each of which the second , the third and fourth matrix of photodetectors, respectively, the amplifier of the first total frequency, the second amplitude detector and the second switch are connected in series to the mixer output whose swarm input is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the piezoelectric transducer of the first Bragg cell, the second total frequency amplifier, the third amplitude detector and the third key, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, are connected in series to the mixer output, and the output is connected to the piezoelectric transducer of the second Bragg cell, the second input of the first key is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the piezoelectric To the transducer of the third Bragg cell, the second input of the first multiplier is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, the second multiplier is connected to the output of the receiving antenna, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, the second narrow-band filter, the fourth amplitude detector and the fourth key, the second input of which connected to the output of the intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the fourth Bragg piezoelectric transducer.

Структурная схема акустооптического приемника представлена на фиг. 1. Частотная диаграмма, иллюстрирующая преобразование сигналов по частоте, показана на фиг. 2.The block diagram of an acousto-optical receiver is shown in FIG. 1. A frequency diagram illustrating frequency conversion of signals is shown in FIG. 2.

Акустооптический приемник содержит последовательно включенные приемную антенну 1, смеситель 3, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 4, усилитель 10 первой суммарной частоты, второй амплитудный детектор 14 и второй ключ 17, второй вход которого через усилитель 5 промежуточной частоты соединен с выходом смесителя 3, а выход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю первой ячейки Брэгга 22. К выходу смесителя 3 последовательно подключены усилитель 11 второй суммарной частоты, третий амплитудный детектор 15 и третий ключ 18, второй вход которого соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты, а выход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю второй ячейки Брэгга 23. К выходу приемной антенны 1 последовательно подключены первый перемножитель 6, второй вход которого соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты, первый узкополосный фильтр 7, первый амплитудный детектор 8 и первый ключ 9, второй вход которого соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты, а вход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю третьей ячейки Брэгга 24. К выходу приемной антенны 1 последовательно подключены второй перемножитель 12, второй вход которого соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты, второй узкополосный фильтр 13, четвертый амплитудный детектор 16 и четвертый ключ 19, второй вход которого соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты, а выход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю четвертой ячейки Брэгга 25.The acousto-optic receiver includes a receiving antenna 1 connected in series, a mixer 3, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 4, an amplifier 10 of the first total frequency, a second amplitude detector 14 and a second switch 17, the second input of which is connected through the intermediate frequency amplifier 5 to the output of the mixer 3, and the output is connected to the piezoelectric transducer of the first Bragg cell 22. An amplifier 11 of the second total frequency, a third amplitude detector 15 and a third switch 18 are connected to the output of the mixer 3 the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier 5, and the output is connected to the piezoelectric transducer of the second Bragg cell 23. The first multiplier 6 is connected in series to the output of the receiving antenna 1, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier 5, the first narrow-band filter 7, the first an amplitude detector 8 and a first switch 9, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier 5, and the input is connected to the piezoelectric transducer of the third Bragg cell 24. To the output the receiving antenna 1 is connected in series with a second multiplier 12, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier 5, the second narrow-band filter 13, the fourth amplitude detector 16 and the fourth key 19, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier 5, and the output is connected to the piezoelectric Bragg fourth cell converter 25.

На пути распространения луча света лазера 20 последовательно установлены коллиматор 21, первая 22, вторая 23, третья 24 и четвертая 25 ячейки Брэгга. На пути распространения дифрагированного ячейкой Брэгга 22 (23, 24, 25) пучка света установлена линза 26 (27, 28, 29), в фокальной плоскости которой размещена матрица 30 (31, 32, 33) фотодетекторов.A collimator 21, a first 22, a second 23, a third 24, and a fourth 25 Bragg cells are sequentially installed on the path of the light beam of the laser 20. On the propagation path of the light beam diffracted by the Bragg cell 22 (23, 24, 25), a lens 26 (27, 28, 29) is installed, in the focal plane of which a photodetector array 30 (31, 32, 33) is placed.

Последовательно включенные гетеродин 4 и смеситель 3 образуют преобразователь 2 частоты.Serially connected local oscillator 4 and mixer 3 form a frequency converter 2.

Акустооптический приемник работает следующим образом.Acousto-optic receiver operates as follows.

Принимаемый сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) на частоте ωс Received signal with phase shift keying (QPSK) at a frequency of ω s

uc(t)=Uc⋅cos[(ωct+ϕk1(t)+ϕc], 0≤t≤Tc,u c (t) = U c ⋅cos [(ω c t + ϕ k1 (t) + ϕ c ], 0≤t≤T c ,

где Uc, ωс, ϕc, Tc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала;where U c , ω c , ϕ c , T c - amplitude, carrier frequency, initial phase and signal duration;

ϕk1(t)≈{0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M1(t), причем ϕk1(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, …, N-1);ϕ k1 (t) ≈ {0, π} is the manipulated component of the phase that displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M 1 (t), and ϕ k1 (t) = const for kτ e <t <(k + 1) τ e and can change abruptly at t = kτ e , i.e. at the borders between elementary premises (k = 1, 2, ..., N-1);

τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тсс=N⋅τс),τuh, N is the duration and number of chips that make up a signal of duration Tfrom (Tfrom= N⋅τfrom),

с выхода приемной антенны 1 одновременно поступает на первые входы смесителя 3, первого 6 и второго 12 перемножителей. На второй вход смесителя 3 с выхода гетеродина 4 подается напряжениеfrom the output of the receiving antenna 1 simultaneously enters the first inputs of the mixer 3, the first 6 and second 12 multipliers. The second input of the mixer 3 from the output of the local oscillator 4 is supplied with voltage

uг(t)=Uг⋅cos[ωгt+ϕг],u g (t) = U g ⋅cos [ω g t + ϕ g ],

где Uг, ωг, ϕг - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина.where U g , ω g , ϕ g - amplitude, frequency and initial phase of the local oscillator voltage.

Частота настройки ωн1 усилителя 5 промежуточной частоты выбрана равной промежуточной (разностной) частоте (фиг. 2)The tuning frequency ω n1 of the intermediate frequency amplifier 5 is chosen equal to the intermediate (difference) frequency (Fig. 2)

ωн1пргс.ω n1 = ω pr = ω gs .

Частота настройки ωн2 усилителя 10 первой суммарной частоты выбрана равной первой суммарной частотеThe tuning frequency ω n2 of the amplifier 10 of the first total frequency is chosen equal to the first total frequency

ωн2Σ1сг.ω n2 = ω Σ1 = ω s + ω g .

Частота настройки ωн3 усилителя 11 второй суммарной частоте выбрана равной второй суммарной частотеThe tuning frequency ω n3 of the amplifier 11 of the second total frequency is chosen equal to the second total frequency

ωн3Σ2гз.ω n3 = ω Σ2 = ω g + ω s .

Частота настройки ωн4 первого 6 и второго 12 узкополосных фильтров выбрана равной второй гармонике частоты гетеродина 4The tuning frequency ω n4 of the first 6 and second 12 narrow-band filters is chosen equal to the second harmonic of the local oscillator frequency 4

ωн4=2ωг.ω n4 = 2ω g .

На выходе смесителя 3 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 5 и 10 выделяются напряжения промежуточной (разностной) и первой суммарной частот соответственноAt the output of the mixer 3, voltages of combination frequencies are generated. Amplifiers 5 and 10 are allocated voltage intermediate (differential) and the first total frequency, respectively

uпр1(t)=Uпр1⋅cos[ωпрt-ϕk1(t)+ϕпр1],u pr1 (t) = U pr1 ⋅cos [ω pr t-ϕ k1 (t) + ϕ pr1 ],

uΣ1(t)=Uпр1⋅cos[ωΣ1t-ϕk1(t)+ϕΣ1], 0≤t≤Tc,u Σ1 (t) = U pr1 ⋅cos [ω Σ1 t-ϕ k1 (t) + ϕ Σ1 ], 0≤t≤T c ,

где

Figure 00000001
Where
Figure 00000001

ωпргс - промежуточная (разностная) частота;ω CR = ω gwith - intermediate (difference) frequency;

ωΣ1сг - первая суммарная частота;ω Σ1 = ω s + ω g - the first total frequency;

ϕпр1гс; ϕΣ1сг.ϕ pr1 = ϕ gs ; ϕ Σ1 = ϕ c + ϕ g .

Напряжение uΣ1(t) поступает на вход амплитудного детектора 14, где выделяется его огибающая, которая поступает на управляющий вход ключа 17, открывая его. В исходном состоянии ключи 9, 17, 18 и 19 всегда закрыты.The voltage u Σ1 (t) is supplied to the input of the amplitude detector 14, where its envelope is allocated, which is fed to the control input of the key 17, opening it. In the initial state, keys 9, 17, 18, and 19 are always closed.

При этом напряжение uпр1(t) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты через открытый ключ 17 поступает на пьезоэлектрический преобразователь первой ячейки Брэгга 22, где происходит его преобразование в акустическое колебание. Каждая ячейка Брэгга 22 (23, 24, 25) состоит из звукопровода и возбуждающей гиперзвук пьезоэлектрической пластины, выполненной из кристалла ниобата лития соответственно X и Y-35° среза. Это обеспечивает автоматическую подстройку по углу Брэгга и работу ячейки в широком диапазоне частот.In this case, the voltage u pr1 (t) from the output of the intermediate frequency amplifier 5 through the public key 17 is supplied to the piezoelectric transducer of the first Bragg cell 22, where it is converted into acoustic vibration. Each Bragg cell 22 (23, 24, 25) consists of a sound duct and a hypersonic exciting piezoelectric plate made of lithium niobate crystal, respectively, X and Y-35 ° cut. This provides automatic Bragg angle adjustment and cell operation in a wide frequency range.

Пучок света от лазера 20, сколлимированный коллиматором 21, проходит через ячейку Брэгга 22 и дифрагирует на акустических колебаниях, возбужденных напряжением uпр1(t). При этом следует отметить, что на каждой ячейке Брэгга дифрагирует только примерно десятая часть пучка света источника излучения.The beam of light from the laser 20, collimated by the collimator 21, passes through the Bragg cell 22 and diffracts on acoustic vibrations excited by the voltage u pr1 (t). It should be noted that only about a tenth of the light beam of the radiation source is diffracted on each Bragg cell.

На пути распространения дифрагируемой части пучка света установлена линза 26, в фокальной плоскости которой размещается матрица 30 фотодетекторов.On the propagation path of the diffracted part of the light beam, a lens 26 is installed, in the focal plane of which a photodetector array 30 is located.

Следовательно, в фокальной плоскости линзы 30 формируется пространственный спектр принимаемого сигнала. Причем каждому разрешающему элементу анализируемого частотного диапазона соответствует свой фотодетектор.Therefore, in the focal plane of the lens 30, a spatial spectrum of the received signal is formed. Moreover, each resolving element of the analyzed frequency range has its own photodetector.

Описанная выше работа акустооптического приемника соответствует случаю приема ФМн-сигналов по основному каналу на частоте ωс (фиг. 2).The operation of the acousto-optic receiver described above corresponds to the case of receiving PSK signals along the main channel at a frequency ω s (Fig. 2).

Если ФМн-сигнал принимается по зеркальному каналу на частоте ωз If the QPSK signal is received on the mirror channel at a frequency of ω s

uз(t)=Uз⋅cos[ωзt+ϕk2(t)+ϕз], 0≤t≤Тз,u z (t) = U z ⋅cos [ω z t + ϕ k2 (t) + ϕ z ], 0≤t≤T z ,

то усилителями 5 и 11 выделяются второе напряжение промежуточной частоты и напряжение второй суммарной частоты соответственноthe amplifiers 5 and 11 are allocated the second voltage of the intermediate frequency and the voltage of the second total frequency, respectively

uпр2(t)=Uпр2⋅cos[ωпрt-ϕk2(t)+ϕпр2],u pr2 (t) = U pr2 ⋅cos [ω pr t-ϕ k2 (t) + ϕ pr2 ],

uΣ2(t)=Uпр2⋅cos[ωΣ2t-ϕk2(t)+ϕΣ2], 0≤t≤Tз,u Σ2 (t) = U pr2 ⋅cos [ω Σ2 t-ϕ k2 (t) + ϕ Σ2 ], 0≤t≤T s ,

где

Figure 00000002
Where
Figure 00000002

ωпрзг - промежуточная (разностная) частота;ω CR = ω sg - intermediate (difference) frequency;

ωΣ2гз - вторая суммарная частота;ω Σ2 = ω g + ω s - the second total frequency;

ϕпрзг; ϕΣ2гз.ϕ ol = ϕ sg ; ϕ Σ2 = ϕ g + ϕ s

Напряжение uΣ2(t) поступает на вход амплитудного детектора 15, где выделяется его огибающая, которая поступает на управляющий вход ключа 18, открывая его.The voltage u Σ2 (t) is supplied to the input of the amplitude detector 15, where its envelope is allocated, which is fed to the control input of the key 18, opening it.

При этом напряжение uпр2(t) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты через открытый ключ 18 поступает на пьезоэлектрический преобразователь второй ячейки Брэгга 23, где происходит его преобразование в акустическое колебание. Амплитудный спектр сигнала, принимаемого по зеркальному каналу на частоте ωз, анализируется в матрице 31 фотодетекторов.In this case, the voltage u pr2 (t) from the output of the intermediate frequency amplifier 5 through the public key 18 is supplied to the piezoelectric transducer of the second Bragg cell 23, where it is converted into acoustic vibration. The amplitude spectrum of the signal received through the mirror channel at a frequency of ω s is analyzed in a matrix of 31 photodetectors.

Если ФМн-сигнал принимается по первому комбинационному каналу на частоте ωк1 If the PSK signal is received on the first combinational channel at a frequency ω k1

uк1(t)=Uк1⋅cos[ωк1t+ϕk3(t)+ϕк1], 0≤t≤Tк1,u k1 (t) = U k1 ⋅cos [ω k1 t + ϕ k3 (t) + ϕ k1 ], 0≤t≤T k1 ,

то усилителем 5 выделяется третье напряжение промежуточной частотыthe amplifier 5 emits the third voltage of the intermediate frequency

uпр3(t)=Uпр3⋅cos[ωпрt+ϕk3(t)+ϕк3], 0≤t≤Tк1,u pr3 (t) = U pr3 ⋅cos [ω pr t + ϕ k3 (t) + ϕ k3 ], 0≤t≤T k1 ,

где

Figure 00000003
Where
Figure 00000003

ωпр=2ωгк1 - промежуточная (разностная) частота;ω ave = 2ω -ω r k1 - intermediate (difference) frequency;

ϕпр3гк1,ϕ pr3 = ϕ gk1 ,

которое подается на второй вход первого перемножителя 6, на первый вход которого с выхода приемной антенны 1 поступает сигнал uк1(t), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте ωк1. На выходе перемножителя 6 образуются напряжения комбинационных частот. Первым узкополосным фильтром 7 выделяется гармоническое напряжение на второй гармонике частоты 2ωг гетеродина 4which is fed to the second input of the first multiplier 6, the first input of which from the output of the receiving antenna 1 receives a signal u k1 (t), received on the first combinational channel at a frequency ω k1 . The output of the multiplier 6 are formed voltage of the Raman frequencies. The first narrow-band filter 7 distinguishes the harmonic voltage at the second harmonic of the frequency 2ω g local oscillator 4

u1(t)=U1⋅cos[2ωгt+ϕг], 0≤t≤Tк1,u 1 (t) = U 1 ⋅cos [2ω g t + ϕ g ], 0≤t≤T k1 ,

где

Figure 00000004
которое поступает на вход первого амплитудного детектора 8, где выделяется его огибающая, которая поступает на управляющий вход первого ключа 9, открывая его.Where
Figure 00000004
which goes to the input of the first amplitude detector 8, where its envelope is highlighted, which goes to the control input of the first key 9, opening it.

При этом напряжение uпр(t) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты через открытый ключ 9 поступает на пьезоэлектрический преобразователь третьей ячейки Брэгга 24, где происходит его преобразование в акустическое колебание. Амплитудный спектр сигнала, принимаемого по первому комбинационному каналу на частоте ωк1, анализируется в матрице 32 фотодетекторов.In this case, the voltage u pr (t) from the output of the intermediate frequency amplifier 5 through the public key 9 is supplied to the piezoelectric transducer of the third Bragg cell 24, where it is converted into acoustic vibration. The amplitude spectrum of the signal received through the first combination channel at a frequency ω k1 is analyzed in a matrix of 32 photodetectors.

Если ФМн-сигнал принимается по второму комбинационному каналу на частоте ωк2 If the PSK signal is received on the second Raman channel at a frequency of ω k2

uк2(t)=Uк2⋅cos[ωк2t+ϕk4(t)+ϕк2], 0≤t≤Tк2,u k2 (t) = U k2 ⋅cos [ω k2 t + ϕ k4 (t) + ϕ k2 ], 0≤t≤T k2 ,

то усилителем 5 промежуточной частоты выделяется четвертое напряжение промежуточной частотыthen the intermediate frequency amplifier 5 produces a fourth intermediate frequency voltage

uпр4(t)=Uпр4⋅cos[ωпрt+ϕk4(t)+ϕк4], 0≤t≤Tк2, WP4 u (t) = U WP4 ⋅cos [ω ave t + φ k4 (t) + φ k4], 0≤t≤T k2

где

Figure 00000005
Where
Figure 00000005

ωпрк2-2ωг - промежуточная (разностная) частота;ω = ω ave k2 -2ω g - intermediate (difference) frequency;

ϕпр4к2г,ϕ pr4 = ϕ k2g ,

которое подается на второй вход второго перемножителя 12, на первый вход которого с выхода приемной антенны 1 поступает сигнал, принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте ωк2. На выходе перемножителя 12 образуются напряжения комбинационных частот. Вторым узкополосным фильтром 13 выделяется гармоническое напряжение на второй гармонике частоты 2ωг гетеродина 4which is fed to the second input of the second multiplier 12, the first input of which from the output of the receiving antenna 1 receives a signal received via the second combination channel at a frequency ω k2 . At the output of the multiplier 12, voltages of combination frequencies are generated. The second narrow-band filter 13 distinguishes the harmonic voltage at the second harmonic of the frequency 2ω g local oscillator 4

u2(t)=U2⋅соs[2ωгt+ϕг], 0≤t≤Tк2,u 2 (t) = U 2 ⋅СОs [2ω g t + ϕ g ], 0≤t≤T k2 ,

где

Figure 00000006
которое поступает на вход четвертого амплитудного детектора 16, где выделяется его огибающая, которая поступает на управляющий вход четвертого ключа 19, открывая его.Where
Figure 00000006
which goes to the input of the fourth amplitude detector 16, where its envelope is highlighted, which goes to the control input of the fourth key 19, opening it.

При этом напряжение uпр4(t) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты через открытый ключ 19 поступает на пьезоэлектрический преобразователь четвертой ячейки Брэгга 33, где происходит его преобразование в акустическое колебание. Амплитудный спектр сигнала, принимаемого по второму комбинационному каналу на частоте ωк2, анализируется в матрице 33 фотодетекторов.The voltage u CR4 (t) from the output of the intermediate frequency amplifier 5 through the public key 19 is supplied to the piezoelectric transducer of the fourth Bragg cell 33, where it is converted to acoustic vibration. The amplitude spectrum of the signal received through the second Raman channel at a frequency ω k2 is analyzed in a matrix of 33 photodetectors.

Таким образом, предлагаемый акустооптический приемник по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают расширение диапазона рабочих частот в четыре раза. Это достигается использованием дополнительных каналов приема: зеркального, первого и второго комбинационных.Thus, the proposed acousto-optical receiver in comparison with the prototype and other technical solutions for a similar purpose provide an extension of the operating frequency range by four times. This is achieved by using additional reception channels: mirror, first and second combination.

Claims (1)

Акустооптический приемник, содержащий лазер, на пути распространения пучка света которого последовательно установлены коллиматор и первая ячейка Брэгга, на пути распространения дифрагированной части пучка света установлена первая линза, в фокальной плоскости которой размещена первая матрица фотодетекторов, а также последовательно включенные приемную антенну, смеситель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, и усилитель промежуточной частоты, последовательно подключенные к выходу приемной антенны первый перемножитель, первый узкополосный фильтр, первый амплитудный детектор и первый ключ, отличающийся тем, что он снабжен усилителем первой суммарной частоты, усилителем второй суммарной частоты, вторым перемножителем, вторым узкополосным фильтром, вторым, третьим и четвертым амплитудными детекторами, вторым, третьим и четвертым ключами, второй, третьей и четвертой ячейками Брэгга, второй, третьей и четвертой линзами, второй, третьей и четвертой матрицами фотодетекторов, причем на пути распространения пучка света последовательно установлены вторая, третья и четвертая ячейки Брэгга, на пути распространения дифрагированной второй, третьей и четвертой ячейками Брэгга части пучка света установлены вторая, третья и четвертая линза соответственно, в фокальной плоскости каждой из которой размещена вторая, третья и четвертая матрица фотодетекторов соответственно, к выходу смесителя последовательно подключены усилитель первой суммарной частоты, второй амплитудный детектор и второй ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю первой ячейки Брэгга, к выходу смесителя последовательно подключены усилитель второй суммарной частоты, третий амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю второй ячейки Брэгга, второй вход первого ключа соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю третьей ячейки Брэгга, второй вход первого перемножителя соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, к выходу приемной антенны последовательно подключены второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, второй узкополосный фильтр, четвертый амплитудный детектор и четвертый ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к пьезоэлектрическому преобразователю четвертой ячейки Брэгга.An acousto-optic receiver containing a laser, the collimator and the first Bragg cell are sequentially mounted on the path of the light beam, the first lens is installed on the path of the diffracted part of the light beam, in the focal plane of which the first photodetector array is located, as well as the receiving antenna, mixer, second the input of which is connected to the output of the local oscillator, and an intermediate frequency amplifier, connected in series to the output of the receiving antenna, the first multiplier, the first narrow-band filter, the first amplitude detector and the first key, characterized in that it is equipped with an amplifier of the first total frequency, an amplifier of the second total frequency, a second multiplier, a second narrow-band filter, a second, third and fourth amplitude detectors, a second, third and fourth keys, a second , the third and fourth Bragg cells, the second, third and fourth lenses, the second, third and fourth photodetector arrays, the second, three second and third Bragg cells, on the propagation path of the diffracted second, third, and fourth Bragg cells of the light beam, a second, third, and fourth lens, respectively, are installed in the focal plane of each of which the second, third, and fourth photodetector arrays are respectively connected to the output of the mixer an amplifier of the first total frequency, a second amplitude detector and a second switch, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the piezoelectric the first Bragg cell, the second total frequency amplifier, the third amplitude detector and the third key are connected to the output of the mixer, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the piezoelectric transducer of the second Bragg cell, the second input of the first key is connected to the output intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the piezoelectric transducer of the third Bragg cell, the second input of the first multiplier is connected to the output of the amplifier frequency converter, the second multiplier is connected to the output of the receiving antenna, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, the second narrow-band filter, the fourth amplitude detector and the fourth key, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the piezoelectric transducer Bragg’s fourth cell.
RU2015102397A 2015-01-26 2015-01-26 Acousto-optic receiver RU2619454C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015102397A RU2619454C2 (en) 2015-01-26 2015-01-26 Acousto-optic receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015102397A RU2619454C2 (en) 2015-01-26 2015-01-26 Acousto-optic receiver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015102397A RU2015102397A (en) 2016-08-10
RU2619454C2 true RU2619454C2 (en) 2017-05-16

Family

ID=56612690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015102397A RU2619454C2 (en) 2015-01-26 2015-01-26 Acousto-optic receiver

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619454C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2007046C1 (en) * 1991-10-02 1994-01-30 Виктор Иванович Дикарев Acoustooptical receiver
RU2134490C1 (en) * 1998-07-27 1999-08-10 Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского Optoacoustic receiver
RU2439811C1 (en) * 2010-10-07 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Acousto-optical receiver

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2007046C1 (en) * 1991-10-02 1994-01-30 Виктор Иванович Дикарев Acoustooptical receiver
RU2134490C1 (en) * 1998-07-27 1999-08-10 Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского Optoacoustic receiver
RU2439811C1 (en) * 2010-10-07 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Acousto-optical receiver

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015102397A (en) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI663416B (en) Optical ranging method and phase difference f light measurement system
RU2619454C2 (en) Acousto-optic receiver
RU2329602C1 (en) Acousto-optic receiver
RU2585802C1 (en) Acousto-optical tunable filter
RU2439811C1 (en) Acousto-optical receiver
RU119123U1 (en) ACOUSTOPTIC RADIO SIGNAL METER
RU2214608C2 (en) Acoustooptical spectrum analyzer
RU2291575C1 (en) Acoustic-optical receiver
RU2532259C2 (en) Phase-based direction finding method
RU2270522C1 (en) Device for recognizing information signals
RU2134490C1 (en) Optoacoustic receiver
RU2014622C1 (en) Acoustooptical spectrum analyzer
RU2575500C1 (en) Acoustooptic spectrum analyser
RU1783450C (en) Acoustic-optic spectrum analyzer
RU2333539C1 (en) Training acousto-optic device
Mart’yanov et al. Electronic amplifier for modern acousto-optical spectrometers
RU2498413C1 (en) Apparatus for selecting signals according to frequency
RU2068622C1 (en) Acoustic-wave receiver
RU2583894C2 (en) Clock synchronisation method and device therefor
RU1800381C (en) Acoustic-optical analyzer
RU2172517C1 (en) Data signal identifying device
RU2512617C2 (en) Acoustic-optic multichannel analyser
RU2528129C1 (en) Gas analyser
RU2314644C1 (en) Acoustic-optical receiver
RU2012126495A (en) ACOUSTOPTIC RECEIVER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170717