SU1647497A1

SU1647497A1 - Волоконно-оптическое диаграммообразующее устройство

Info

Publication number: SU1647497A1
Application number: SU894697329A
Authority: SU
Inventors: Евгений Николаевич Воронин
Original assignee: Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1989-06-01
Filing date: 1989-06-01
Publication date: 1991-05-07

Description

(21)4697329/10

(22)01.06.89

(46) 07.05.91. Бюл. V 17

(71)Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе

(72)Е.Н.Воронин

(53)535.8(088,8)

(56)Воскресенский Д„И., Гринев А.Ю0, Воронин Е„Н0 Радиооптические антенные решетки. - М.: Радио и св зь, 1986, с„ 240, рис, 8,3„

(54)ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЕ ДИАГРАММО- ОБРАЗУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

(57)Изобретение относитс к акусто- оптоэлектронике и может быть использовано в системах формировани изображений микроволновых объектов Цель изобретени - повышение точности диаграммоформировани при наличии фазовых неоднородностей в оптоэлектрон- ных трактах приемоусилительных элементов . Устройство содержит решетку 1 приемоусилительных элементов 2, фазовые модул торы 3 света, делитель 4, лазер 5, жгут 6 оптических волокон 7, когерентно-оптический процессор 8, светоделитель 9 (полупрозрачное зеркало), первый многоканальный фотоприемник 10, опорное волокно 11, изображающую систему 12 на собирающей линзе, второй многоканальный фотоприемник 13, фильтры 14 низкой частоты, базовые детекторы 15 на смесител х 16 и фильтрах 17 низкой частоты , гетеродин 18 низкой частоты, 1 ил.

i /

-ч

у

4ь 1

Ј СО

mr a

10

20

31647497

Изобретение относитс к акуето- оптоэлектронике и может быть использовано в системах формировани изображений микроволновых источников.

Целью изобретени вл етс повышение точности диаграммоформировани при наличии фазовых неоднородностей в оптоэлектронных трактах приемоуси- лительных элементов.

На чертеже изображена оптоэлек- трониа схема волоконно-оптического диаграммообразующего устройства.

Устройство содержит решетку 1 (например , линейную) из М приемоусили- тельных элементов 2, подключенных к управл ющим электродам М фазовых модул торов 3 светаt К оптическим входам последних подключены М выходов делител 4 в отношении 1:(М+1), который установлен на выходе лазера 5С Оптически выходы фазовых модул торов 3 света подсоединены к М входам жгута 6 оптических волокон 7, оптические выходы которых геометрически подобны решетке 1 и установлены на оптическом входе когерентно-оптического процессора 8, который в данном случае представл ет собой фуръе- процессор на основе собирающей линзы На первом оптическом выходе светоделител 9 (полупрозрачного зеркала , установленного под углом 45 к 1 оптической оси) установлен первый многоканальный фотоприемник 10, При этом на втором оптическом входе светоделител 9 установен выход оптического волокна 11, подсоединенного к (М+1)-му выходу делител 4. На втором оптическом выходе светоделител 9 (на оптической оси когерентно-оптического процессора 8) установлена изображающа система 12 (на основе собирающих линз5 софокусных линзам

25

30

35

40

4

ч

ющим электродам соответствующих фазовых модул торов 3 света.

Устройство работает следующим образом

Сигналы, прин тые решеткой 1 из М приемоусилительных элементов 2, управл ют фазовыми модул торами 3 светас В результате этого проход щие через них световые пучки, которые сформированы лазером 5 и делителем 4, модулируютс по фазе и направл ютс жгутом 6 оптических волокон 7 на вход когерентно-оптического процессора 8. Если тракты приемоусилительных элементов 2, а также указанные волокна 7 имеют одинаковую оптическую длину I/ft или отличаютс одни от других на целое число п длин света Д в волокне (причем п не превышает длины когерентности лазера 5), то выходы оптических волокон 7 формируют уменьшенную оптическую модель принимаемого радиоизлучени (геометрически подобную и когерентную). В частности, если решетка 1 пр молинейна и эквидистантна , то также должны быть пр молинейными и эквидистантными выходы волокон 7,. В-этом случае когерентно- оптический процессор 8 представл ет собой фурье-процессор на основе собирающей линзы, передн фокальна плоскость которой совмещена с выходами волокон 7, а задн (повернута на 45 полупрозрачным зеркалом 9) - с первым многоканальным фотоприемником 10„ В результате Фурье-преобразовани полученной оптической модели на апертуре многоканального фотоприемника 10 формируетс оптическое изображение углового спектра источников радиоизлучени .

Однако в силу неидентичности электрических длин трактов элементов 2

когерентно-оптического процессора 8), н оптических длин волокон 7 на выходах

котора формирует в плоскости второго многоканального фотоприемника 13 изображени оптических выходов волокон 7 с М выходов многоканального фотоприемника 13 подключены к М фильтрам 14 низкой частоты, которые подключены к М фазовым детекторам 15 на основе смесителей 16 и фильтров

17низкой частоты. К вторым входам смесителей 16 подключен гетеродин

18низкой частоты, который Также подключен к одноканальному фазовому модул тору 3 света о Выходы фильтров 14 низкой частоты подключены к управл 50

55

последних световое распределение реализуетс с существенными Фазовыми ошибками (оптическа модель не когерентна принимаемым радиосигналам)„ Поэтому оптическое изображение углового спектра восстанавливаетс с плохим качеством (если вообще восстанавливаетс ) .

Дл адаптивного устранени возникающих фазовых погрешностей в устройстве предусмотрена интерферометричес- ка схема их компенсации на базе элементов 11-180 Схема включает изображающую систему 12 из софокусных со0

0

497

5

0

5

0

4

ч

Устройство работает следующим образом

0

5

Дл адаптивного устранени возникающих фазовых погрешностей в устройстве предусмотрена интерферометричес- ка схема их компенсации на базе элементов 11-180 Схема включает изображающую систему 12 из софокусных со716

бирающих линз, котора формирует в плоскости второго многоканального фотоприемника 13 изображение световых сигналов на выходах волокон 1. Одновременно в этой же плоскости создаетс плоска опорна волна, образованна излучением (М+1)-го волокна 11, идущего от делител 4. Это волоно установлено в эквивалентном фокусе линз изображающей системы 12 (на продолжении ее оптической оси, повернутой на 45° полупрозрачным зеркалом 11). В результате этого фотоприемник 13 работает в режиме оптического ге- теродинировани , при котором на его n-м выходе (соответствующем М-му приемоусилительному элементу 2) формируетс сигнал, который после низкочастотной фильтрации соответствующим фильтром 14 пропорционален

еп(О Еосо8(ЗЧ-),

где Е0 - амплитуда сигнала;

Ј2 - частота низкочастотного гетеродина 18;

Сь,- суммарна фазова погрешность п-го оптоэлектронно- го тракта решетки 1„ В сигнале 1 нет фазовой составл ющей , обусловленной действием фазовых модул торов 3 света Эта фазова модул ци осуществл етс на частоте радиосигналов СО (или на их промежуточной частоте) и блокируетс фильтрами 14 низкой частоты, полоса ЛСО которых должна удовлетвор ть неравенству Ј2 UGXCO, Фазова модул ци с помощью одноканального модул тора 3 света необходима, если требуютс различные режимы оптического гетеродинировани (в том числе и гомодинный), а также дл обеспечени работы фазовых детекторов 15 на основе смесителей 16 и фильтров 1

Благодар смешению сигналов с опорным колебанием гетеродина 18 на выходах фазовых детекторов 15 (фильтров 17) формируютс напр жени , пропорциональные фазовым погрешност м л оптоэлектронных каналов. При противофазном управлении фазовыми модул торами 3 света (реализуемом ин74

версным подключением к электродам) последние осуществл ют компенсацию первичных фазовых неоднородностей 1( в оптоэлектронных трактах. Это обеспечивает неискаженное формирование изображени углового спектра на фотоприемниках 10 „

10

Claims

Формула изобретени

Волоконно-оптическое диаграммооб- разующее устройство, содержащее решетку из М приемоусилительных элементов , подключенных к М фазовым модул торам света, лазер, одноканальный фазовый модул тор света, подключенный к гетеродину низкой частоты, когерентно-оптический процессор, све0 тоделитель, на первом оптическом выходе которого установлен первый многоканальный фотоприемник, о т л и- чающеес тем, что, с целью повышени точности диаграммоформи5 ровани при наличии фазовых неоднородностей в оптоэлектронных трактах приемоусилительных элементов, выход лазера подключен к делителю 1:(М+1), который подключен к М фазовым модуо л торам света, установленным на М входах жгута из М оптических волокон, выходы которых установлены геометрически подобно решетке на входе когерентно-оптического процессора, при этом когерентно-оптический процессор снабжен изображающей системой М выходов оптических волокон в плоскости второго многоканального фотоприемника , установленной на втором оптичесf . ком выходе светоделител , во второй оптический вход которог о подведен (М+1)-й свободный оптоволоконный выход делител 1:(М+1), в тракт которого включен одноканальный фазовый

5 модул тор света, а к М выходам второго многоканального фотоприемника последовательно подключены М фильтров низкой частоты и М фазовых детекторов , причем к свободным вторым вхо0 дам фазовых детекторов подключен гетеродин низкой частоты, а их выходы подключены к М фазовым модул торам света