SU1734047A1 - Method of analysis of spectrum of radio signal - Google Patents

Method of analysis of spectrum of radio signal Download PDF

Info

Publication number
SU1734047A1
SU1734047A1 SU884616513A SU4616513A SU1734047A1 SU 1734047 A1 SU1734047 A1 SU 1734047A1 SU 884616513 A SU884616513 A SU 884616513A SU 4616513 A SU4616513 A SU 4616513A SU 1734047 A1 SU1734047 A1 SU 1734047A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
radio signal
optical radiation
magnetic field
magnetostatic wave
film
Prior art date
Application number
SU884616513A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Евтихиев
Владимир Леонидович Преображенский
Олег Львович Галкин
Алексей Анатольевич Климов
Юрий Константинович Фетисов
Петр Степанович Костюк
Original Assignee
Московский институт радиотехники, электроники и автоматики
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 Московский институт радиотехники, электроники и автоматики filed Critical Московский институт радиотехники, электроники и автоматики
Priority to SU884616513A priority Critical patent/SU1734047A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1734047A1 publication Critical patent/SU1734047A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

Использование: Изобретение относитс  к радиотехнике и электронике и может быть использовано в построении оптических и радиотехнических систем обработки информации , преимущественно СВЧ-диапазона. Сущность изобретени : способ анализа спектра радиосигнала заключаетс  в преобразовании радиосигнала в магнитостатиче- скую волну, распростран ющуюс  в пленке феррита, помещенной в магнитное поле, воздействии на эту пленку оптическим излучением и определении спектра радиосигнала по пространственному распределению прошедшего оптического излучени , при этом направление распространени  магни- тостатической волны и оптического излучени  выбирают коллинеарным, создают продольный и поперечный относительно направлени  распространени  магнитостати- ческой волны градиенты магнитного пол , которые удовлетвор ют системе уравнений. 2 ил.Use: The invention relates to radio engineering and electronics and can be used in the construction of optical and radio information processing systems, mainly the microwave range. SUMMARY OF THE INVENTION: The method of analyzing a radio signal spectrum consists in converting a radio signal into a magnetostatic wave propagating in a ferrite film placed in a magnetic field, exposing the film to optical radiation, and determining the radio signal spectrum from the spatial distribution of the transmitted optical radiation, while - the toostatic wave and optical radiation are selected collinear, create a longitudinal and transverse relative to the direction of propagation cal tim magnetostatic wave magnetic field gradients which satisfy the system of equations. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и электронике и может быть использовано в построении оптических и радиотехнических систем обработки информации, преимущественно СВЧ-диапазона.The invention relates to radio engineering and electronics and can be used in the construction of optical and radio information processing systems, mainly the microwave range.

Цель изобретени  - расширение полосы анализируемых частот радиосигнала.The purpose of the invention is to expand the frequency band of the analyzed radio signal.

На фиг.1 изображена схема взаимодействи  оптического излучени  и СВЧ-сигнала в градиентном магнитном поле; на фиг.2 - схема одного из вариантов устройства дл  анализа спектра радиосигнала.Fig. 1 shows a diagram of the interaction of optical radiation and a microwave signal in a gradient magnetic field; Fig. 2 is a diagram of one embodiment of a device for analyzing a radio signal spectrum.

Устройство содержит преобразователь 1, оптические призмы 2 и 3, проводник 4, источник 5 оптического излучени , линзу 6, пол ризатор 7, анализатор 8, систему 9 посто нныхThe device contains a transducer 1, optical prisms 2 and 3, a conductor 4, an optical radiation source 5, a lens 6, a polarizer 7, an analyzer 8, a system 9 constant

магнитов, приемник 10 оптического излучени .magnets, optical radiation receiver 10.

Способ анализа спектра радиосигнала заключаетс  в преобразовании радиосигнала в магнитостатическую волну (МСВ), рзс- простран ющуюс  в пленке феррита, помещенной в магнитное поле, вводе в пленку феррита оптического излучени  широким пучком и определении спектра радиосигнала по пространственному распределению оптического излучени . Направление распространени  оптического излучени  и МВС выбирают коллинеарным и создают продольный и поперечный относительно направлени  оптического излучени  пространственные градиенты магнитного пол , которые удовлетвор ют системе уравнений:The method of analyzing the spectrum of a radio signal consists in converting a radio signal into a magnetostatic wave (MCB), spreading in a ferrite film placed in a magnetic field, introducing a broad beam of ferrite optical radiation into the film and determining the spectrum of the radio signal from the spatial distribution of the optical radiation. The direction of propagation of optical radiation and MFR is chosen to be collinear and create spatial longitudinal and transverse relative to the direction of optical radiation spatial gradients of the magnetic field, which satisfy the system of equations:

JJ

СОWITH

о about

4 four

.. vCOaQ/aQ ... vCOaQ / aQ.

Z Z0 + J -3-/-ТГ dy ; о dq dk Z Z0 + J -3 - / - TG dy; about dq dk

vn v ,-7 y . KW-KotZJ-J- / dy;vn v, -7 y. KW-KotZJ-J- / dy;

„. yCOdfl Q. 4®- J-aT -aiT 1“. yCOdfl Q. 4®- J-aT -aiT 1

k(Z) k0(Z),k (Z) k0 (Z),

где k и q - проекции волнового вектора MCB на оси у и z соответственно, переменные с индексом о соответствуют значени м переменных при у 0;where k and q are the projections of the wave vector MCB on the y and z axes, respectively, the variables with the subscript o correspond to the values of the variables for y 0;

Q- лева  часть закона дисперсии поверхностной МСВ:Q-left part of the dispersion law for surface MRV:

Q 2(wg -й)+амиь, (k2 + q2)+a)m(wH + Hhi)l + + 2 (ий + - ft) (k2 + q2) X th (2 Xd) ,Q 2 (wg th) + ami, (k2 + q2) + a) m (wH + Hhi) l + + 2 (iy + - ft) (k2 + q2) X th (2 Xd),

где X k2 + q2 СОнШтwhere X k2 + q2 SONSht

,2 ., 2.

ftjЈ + (ОнШт - ОftjЈ + (OnSt - O

WH Y H 4 тгу М , где d - толщина пленки феррита;WH Y H 4 tgu M, where d is the thickness of the ferrite film;

H (y,z) - внешнее магнитное поле;H (y, z) is the external magnetic field;

о)- частота МСВ;a) is the frequency of the MRV;

М - намагниченность насыщени  пленки феррита;M is the saturation magnetization of a ferrite film;

У - гиромагнитное отношение.Y is a gyromagnetic ratio.

Наиболее простой вид распределение магнитного пол  наблюдаетс , когда (фиг.1) в поперечном направлении создан посто нный небольшой градиент пол . В этом случает закон изменени  магнитного пол  в продольном направлении выбирают квадратичным;The simplest type of distribution of the magnetic field is observed when (Fig. 1) a constant small gradient field is created in the transverse direction. In this case, the law of change of the magnetic field in the longitudinal direction is chosen quadratic;

H (y,z) H (o,z) +H (y, z) H (o, z) +

+ H(0.2)+27rlVb L H(0.z)2y2 5z )+ H (0.2) + 27rlVb L H (0.z) 2y2 5z)

Таким образом, поперечный линейный градиент магнитного пол  обеспечивает взаимно однозначное соответствие между частотой МСВ и координатой Z, при которой происходит преобразование пол ризации оптического излучени , а продольное квадратичное изменение пол  - высокую эффективность преобразовани .Thus, the transverse linear gradient of the magnetic field provides a one-to-one correspondence between the frequency of the MCB and the Z coordinate at which the polarization of the optical radiation is converted, and the longitudinal quadratic change of the field produces a high conversion efficiency.

Если радиосигнал не монохроматический , а содержит спектр частот, то изме- нение пол ризации происходит при различных значени х координаты Z. Определение частот радиосигнала сводитс  к определению распределени  интенсивности оптического излучени  по координате Z.If the radio signal is not monochromatic, but contains a frequency spectrum, then the polarization change occurs at different values of the Z coordinate. Determining the frequencies of the radio signal is reduced to determining the distribution of the intensity of optical radiation along the Z coordinate.

Способ позвол ет осуществл ть параллельный анализ спектра радиосигнала в реальном масштабе времени.The method allows parallel analysis of the radio spectrum in real time.

В результате коллинеарной дифракции оптического излучени  на МВС в тех област х пленки, где выполн етс  условие фазового синхронизма, происходит преобразование волноводной моды ТЕ (или ТМ ), т.е. измен етс  пол ризаци  оптического излучени . Затем оптическое излучение вывод т из пленки, с помощью анализатора выдел ют пространственноеAs a result of the collinear diffraction of optical radiation on the MBC in those regions of the film where the phase matching condition is satisfied, the TE (or TM) waveguide mode is transformed, i.e. the polarization of the optical radiation changes. Then the optical radiation is removed from the film, using the analyzer, the spatial

положение области преобразовани  и по нему определ ют спектр радиосигнала.the position of the transform domain and from which the spectrum of the radio signal is determined.

Величину, ориентацию и пространственный градиент магнитного пол  выбирают в соответствии с центральной частотой иThe magnitude, orientation and spatial gradient of the magnetic field is chosen in accordance with the center frequency and

шириной спектра анализируемого радиосигнала .the width of the spectrum of the analyzed radio signal.

Преобразование оптического излучени  происходит в широком диапазоне частот радиосигнала, причем различнымThe conversion of optical radiation occurs in a wide frequency range of the radio signal, with various

частотам радиосигнала соответствуют различные пространственные области преобразовани  оптического излучени .the radio signal frequencies correspond to different spatial areas of optical radiation conversion.

Ширина анализируемого диапазона частот радиосигнала определ етс  величинойThe width of the analyzed frequency range of the radio signal is determined by the value

поперечного градиента магнитного пол .transverse gradient magnetic field.

При наличии поперечного градиента магнитного пол  в пленке возбуждаетс  МСВ с волновым числом К, удовлетвор ющим условию пространственного синхронизма не при одной частоте, как в случае однородного пол , а в широком диапазоне частот.In the presence of a transverse gradient, the magnetic field in the film excites the MCB with a wave number K that satisfies the condition of spatial synchronism not at a single frequency, as in the case of a uniform field, but in a wide frequency range.

Однако при наличии поперечного градиента магнитного пол  траекторииHowever, in the presence of a transverse gradient of the magnetic field trajectory

распространени  МСВ станов тс  криволинейными и условие посто нства волнового числа вдоль направлени  распространени  оптического излучени  перестает выполн тьс .the propagation of the MRV becomes curvilinear, and the condition of the constant wavenumber along the direction of propagation of the optical radiation ceases to be fulfilled.

Дл  того, чтобы волновое число МСВ оставалось фиксированным вдоль направлени  распространени  оптического излучени , создают продольный градиент магнитного пол .In order for the wave number of the MCB to remain fixed along the direction of propagation of the optical radiation, a longitudinal gradient of the magnetic field is created.

Наличие поперечного градиента магнитного пол  позвол ет расширить полосу анализируемых частот радиосигнала. Диапазон анализируемых частот A f св зан сThe presence of the transverse gradient of the magnetic field makes it possible to expand the frequency band of the analyzed radio signal. The range of analyzed frequencies A f is associated with

перепадом величины магнитного пол  в поперечном направлении соотношениемthe differential magnitude of the magnetic field in the transverse direction ratio

Af уЛН,Af WELL,

где ,8 МГн/Э.where, 8 MGN / E.

Создава  неоднородность магнитного пол  в 600 Э, можно проводить анализ спектра радиосигнала с шириной полосы до Af 1,6 ГГц, причем эти значени  не  вл ютс  предельными.By creating a non-uniformity of the magnetic field in 600 Oe, it is possible to analyze the radio spectrum with a bandwidth up to Af 1.6 GHz, and these values are not the limit.

Вдоль оси у создают продольный градиент магнитного пол . Распределение магнитного пол  вдоль оси у выбирают таким, чтобы дл  фиксированной частоты и любой координаты у условие фазового синхронизма выполн лось только при одном значении координаты Z.A longitudinal gradient magnetic field is created along the y axis. The distribution of the magnetic field along the y axis is chosen such that for a fixed frequency and any coordinate y, the phase matching condition is satisfied only for one value of the Z coordinate.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В качестве преобразовател  1 используетс  пленка феррита состава YaFesCha толщиной 8,7 мкм, выращенна  на немагнитной подложке. На поверхность пленки оптическим клеем приклеены две призмы 2 и 3 из GaP дл  ввода и вывода из пленки оптического излучени .As the transducer 1, a YaFesCha ferrite film with a thickness of 8.7 microns grown on a non-magnetic substrate is used. Two prisms 2 and 3 of GaP are glued to the surface of the film with optical adhesive to enter and exit optical radiation from the film.

Дл  преобразовани  радиосигнала в МСВ используетс  прижатый к поверхности пленки проводник 4 длиной 10 мм и диаметром 30 мкм.Conductor 4, 10 mm long and 30 microns in diameter, is pressed against the film surface to convert the radio signal into the MCB.

Широкий плоский пучок оптического излучени  от источника 5 - газового или полупроводникового лазера с длиной волны А 1,15 мкм формируетс  линзой 6.A wide flat beam of optical radiation from a source of a 5 - gas or semiconductor laser with a wavelength of А 1.15 µm is formed by a lens 6.

Пол ризатор 7 на входе и анализаторе 8 на выходе устройства служат соответственно дл  задани  пол ризации входного излучени  и пространственного выделени  области преобразовани  оптических волновод ных мод.The polarizer 7 at the input and the analyzer 8 at the output of the device serve respectively to set the polarization of the input radiation and the spatial separation of the conversion region of the optical waveguide modes.

Посто нное неоднородное магнитное поле с требуемым градиентом создаетс  системой посто нных магнитов 9 и SmCo, нео днородно намагниченных по длине.A constant inhomogeneous magnetic field with the required gradient is created by a system of permanent magnets 9 and SmCo, non-uniformly magnetized in length.

Распределение интенсивности выходного оптического излучени  регистрируетс  приемником 10, например линейкой фотодиодов , намагниченных по длинеThe intensity distribution of the output optical radiation is recorded by the receiver 10, for example, a line of photodiodes magnetized along the length

Продольный градиент магнитного пол  в устройстве создаетс  путем изменени  по определенному закону индукции насыщени  вдоль одной из сторон магнита.The longitudinal gradient of the magnetic field in the device is created by changing saturation according to a certain law along one side of the magnet.

Поперечный градиент достигаетс  путем использовани  двух магнитов с различными величинами индукции насыщени , которые рассчитываютс  по формулам магнитостатики .The transverse gradient is achieved by using two magnets with different values of saturation induction, which are calculated using magnetostatic formulas.

Поперечный градиент также может быть достигнут с помощью системы двух магнитов, один из которых плоский и неоднородно намагничен, а другой выполнен вThe transverse gradient can also be achieved using a system of two magnets, one of which is flat and non-uniformly magnetized, and the other is made in

виде клина и расположен относительно первого , как показано на фиг.2.wedge and is located relative to the first, as shown in figure 2.

Форма и расположение магнитов рассчитываетс  по формулам магнитостатики или подбираютс  экспериментально так,The shape and location of the magnets is calculated by the formulas of the magnetostatics or are chosen experimentally so

чтобы создаваемые ими магнитные пол  удовлетвор ли приведенной системе уравнений .so that the magnetic fields they create satisfy the reduced system of equations.

Исследуемый радиосигнал подаетс  на преобразователь 1 и возбуждает в пленкеThe radio signal under study is fed to transducer 1 and excites in film

феррита распростран ющуюс  МСВ. Одновременно широкоапертурным оптическим пучком в пленке возбуждаетс  мода ТМз. В этой области пленки, где выполн етс  условие фазового синхронизма на частоте поданного сигнала /Зтм - РТЕ К (дл  пленки толщиной 8,7 мкм К составл ет 300 ), происходит преобразование оптических волноводов мод ТМз .ferrite spreading MRV. At the same time, a TMZ mode is excited by a wide-aperture optical beam in the film. In this region of the film, where the phase-matching condition at the frequency of the input signal / Zm-PTE K (for a film with a thickness of 8.7 μm K is 300) is fulfilled, the optical waveguides of the TMZ modes are converted.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ анализа спектра радиосигнала, заключающийс  в преобразовании радиосигнала в магнитостатическую волну, распростран ющуюс  в пленке феррита, помещенной в магнитное поле, воздействии на эту пленку оптическим излучением и определении спектра радиосигнала по пространственному распределению прошедшего оптического излучени , отличающийс  тем, что, с целью расширени The method of analyzing the radio signal spectrum, which consists in converting a radio signal into a magnetostatic wave propagating in a ferrite film placed in a magnetic field, exposing the film to optical radiation and determining the radio signal spectrum from the spatial distribution of transmitted optical radiation, in order to expand полосы анализируемых частот, направление распространени  магнитостатической волны и оптического излучени  выбирают коллинеарным, создают продольный и поперечный относительно направлени  распространени  магнитостатической волны градиенты магнитного пол , которые удовлетвор ют системе уравнений:The bands of the analyzed frequencies, the direction of propagation of the magnetostatic wave and optical radiation are chosen collinear, the gradients of the magnetic field are created longitudinal and transverse relative to the direction of propagation of the magnetostatic wave, which satisfy the system of equations: у р9Д/гК2(at r9d / rk2 ( + + dq (9kdq (9k dy:dy: {{ vi-л v п Ч дП/dQ . Ka-KotZoJ-J- / dy:vi-l v p H DP / dQ. Ka-KotZoJ-J- / dy: ™ yCz)aQxaQ.™ yCz) aQxaQ. c|(Z) - J-X-dy:c | (Z) - J-X-dy: k(Z) k0(Z),k (Z) k0 (Z), где К и Z - проекции волнового вектора магнитостатической волны на продольную и поперечную относительно направлени  распространени  магнитостатической волны оси у и Z:where K and Z are the projections of the wave vector of the magnetostatic wave onto the longitudinal and transverse with respect to the direction of propagation of the magnetostatic wave of the y-axis and Z: Q- лева  часть закона дисперсии маг- нитостатической волны;Q is the left part of the dispersion law of a magnetostatic wave; Q 2(uЈ-u)+uMOMbQ 2 (uЈ-u) + uMOMb (k2 + q2) + Wm (Шн + Одп) k2 +(k2 + q2) + Wm (Shn + Odp) k2 + + 2 (аи + ftWOm - ft) (k2 + q2) X th (2 Xd) ,+ 2 (au + ftWOm - ft) (k2 + q2) X th (2 Xd), 00 где X k2 + q2 -4W™q2 ,where X k2 + q2 -4W ™ q2, a& + а)цшт - аa & + a) csh - a WH yH ,Шт -Лпу М ,WH yH, Pcs -Lpu M, где (а- частота магнитостатической волны, d - толщина пленки феррита, Н - внешнее магнитное поле; М - намагниченность насыщени  пленки феррита,where (a is the frequency of the magnetostatic wave, d is the thickness of the ferrite film, H is the external magnetic field; M is the saturation magnetization of the ferrite film, у- гиромагнитное отношение.u-gyromagnetic ratio. te /te / W///MW /// M
SU884616513A 1988-12-05 1988-12-05 Method of analysis of spectrum of radio signal SU1734047A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884616513A SU1734047A1 (en) 1988-12-05 1988-12-05 Method of analysis of spectrum of radio signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884616513A SU1734047A1 (en) 1988-12-05 1988-12-05 Method of analysis of spectrum of radio signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1734047A1 true SU1734047A1 (en) 1992-05-15

Family

ID=21413499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884616513A SU1734047A1 (en) 1988-12-05 1988-12-05 Method of analysis of spectrum of radio signal

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1734047A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Apll. Phys., 1982, v 41, №9. р.779-781. Там же, 1985, v. 47, № 7, р. 651-654. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tsai Integrated acoustooptic and magnetooptic devices for optical information processing
EP0668507A1 (en) Electric field sensor
Ustinov et al. Power-dependent switching of microwave signals in a ferrite-film nonlinear directional coupler
Young et al. X‐band magneto‐optic Bragg cells using bismuth‐doped yttrium iron garnet waveguides
Xiong et al. Experimental parameters, combined dynamics, and nonlinearity of a magnonic-opto-electronic oscillator (MOEO)
Fetisov et al. Active magnetostatic wave delay line
US7501909B2 (en) Wide-bandwidth polarization modulator for microwave and mm-wavelengths
SU1734047A1 (en) Method of analysis of spectrum of radio signal
US6661935B2 (en) Optical signal processing apparatus and method
CN111656274B (en) Radio frequency oscillator and related source and device
Tsai et al. High efficiency guided-wave magnetooptic Bragg cell modulator using nonuniform bias magnetic field
RU2809931C1 (en) Factorization device based on wave logic element
US5057800A (en) Apparatus and method for diffracting MSW in a garnet film using SAW
Annenkov et al. Magnetostatic surface wave modes in a channel created by a nonuniform magnetic field
Shmat’ko et al. Gyrotropic semiconductor-ferrite one dimensional magnetophotonic crystals
JPH02272379A (en) Method and device for generating high frequency pulse and exciting nuclear magnetic resonance of sample
Bongianni et al. Propagating magnetic waves in epitaxial YIG
Fetisov et al. Waveguide-light-spin-wave interaction in nonuniformly magnetized yttrium iron garnet films
Culshaw Optical fibre signal processing
Sobolev et al. Waveguide acousto-optical devices for photonics subsystems
JP2001272639A (en) Optical device
Srinivasan et al. Characterization of magnetostatic wave devices by Brillouin light scattering
RU2095798C1 (en) Electron paramagnetic resonance spectrometer
Young et al. Bismuth-doped yttrium iron garnet guided-wave magnetooptic Bragg cells and applications
Fetisov et al. Sequential microwave analyzer based on waveguide-light interaction with magnetostatic wave in garnet film