Волоконно-оптическое диаграммообразующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН э гг А ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕНИЯ ф,фч фД аграммоформирования при наличии фазовых неоднородностей в оптоэлектронных трактах приемоусилительных элементов, Устройство содержит решетку1 приемоусилительных элементов 2, фазовые модуляторы 3 света, делитель4, лазер 5, жгут 6 оптических волокон 7, когерентно-оптический процессор 8, светоделитель 9 (полупрозрачное зеркало), первый многоканальныйфотоприемник 10, опорное волокно 11,изображающую систему 12 на собирающей линзе, второй многоканальный фотоприемник 13, фильтры 14 низкойчастоты, фазовые детекторы 15 на смесителях 16 и фильтрах 17 низкой частоты, гетеродин 18 низкой частоты,Г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Воскресенский ДИ Гринев А,Ю,Воронин Е,Н Радиооптические антенные решетки, - М,: Радио и связь,1986, с, 240, рис, 83,(57).Изобретение относится к акустооптоэлектронике и может быть использовано в системах формирования изображений микроволновых объектов. Цельизобретения - повышение точности ди 02 В 27/04//Н 01 3/10 Изобретение относится к акустооптоэлектронике и может быть использовано в системах формирования изображений микроволновых источников,Целью изобретения является повышение точности диаграммоформированияпри наличии фазовых неоднородностейв оптоэлектронных трактах приемоусилительных элементов,На чертеже изображена оптоэлектронная схема волоконно-оптическогодиаграммообразующего устройства.Устройство содержит решетку 1 (например линейную) из М приемоусилительных элементов 2, подключенных куправляющим электродам М Фазовых модуляторов 3 света, К оптическим входам последних подключены М выходовделителя 4 в отношении 1:(М+1), который установлен на выходе лазера 5.Оптически выходы Фазовых модуляторов3 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 представляет собой Фурьепроцессор на основе собирающей линОзы, На первом оптическом выходе светоделителя 9 (полупрозрачного зеркаола, установленного под углом 45 коптической оси) установлен первыймногоканальный Фотоприемник 10, Приэтом на втором оптическом входе светоделителя 9 установен выход оптического волокна 11, подсоединенного к(М+1)-му выходу делителя 4, На втором оптическом выходе светоделителя 409 (на оптической оси когерентно-оптического процессора 8) установленаизображающая система 12 (на основесобирающих линз, софокусных линзамкогерентно-оптического процессора 8), 45которая Формирует в плоскости второго многоканального фотоприемника13 изображения оптических выходовволокон 7, М выходов многоканальногофотоприемника 13 подключены к Мфильтрам 14 низкой частоты, которыеподключены к М фазовым детекторам 15на основе смесителей 16 и фильтров17 низкой частоты, К вторым входамсмесителей 16 подключен гетеродин5518 низкой частоты, который также подключен к одноканальному Фазовому модулятору, 3 света, Выходы Фильтров 14низкой частоты подключены к управляющим электродам соответствующих Фазовых модуляторов 3 светаУстройство работает следующим образом.Сигналы, принятые решеткой 1 из М приемоусилительных элементов 2, управляют Фазовыми модуляторами 3 света, В результате этого проходящие через них световые пучки, которые сформированы лазером 5 и делителем 4, модулируются по Фазе и направляются 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 1/ 3 или отличаются одни от других на целое число и длин света Я в волокне (причем и не превышает длины когерентности лазера 5), то выходы оптических волокон 7 формируют уменьшенную оптическую модель принимаемого радиоизлучения (геометрически подобную и когерентную), В частности, если решетка 1 прямолинейна и эквидистантна, то также должны быть прямолинейными и эквидистантными выходы волокон 7 В этом случае когерентнооптический процессор 8 представляет собой Фурье-процессор на основе собирающей линзы, передняя Фокальная плоскость, которой совмещена с выходами волокон 7, а задняя (повернутаяона 45 полупрозрачным зеркалом 9) с первым многоканальным Фотоприемником 10 В результате Фурье-преобразования полученной оптической модели на апертуре многоканального Фотоприемника 10 формируется оптическое изображение углового спектра источников радиоизлучения.Однако в силу неидентичности электрических длин трактов элементов 2 и оптических длин волокон 7 на выходах последних световое распределение реализуется с существенными Фазовыми ошибками (оптическая модель не когерентна принимаемым радиосигналам). Поэтому оптическое изображение углового спектра восстанавливается с плохим качеством (если вообще восстанавливается).Для адаптивного устранения возникающих Фазовых погрешностей в устройстве предусмотрена интерферометрическая схема их компенсации на базе элементов 11-18, Схема включает изображающую систему 12 из софокусных со51647407 бирающих линз, которая Формирует в плоскости второго многоканального Фотоприемника 13 изображение световых сигналов на выходах волокон 7, Одновременно в этои же плоскости создан5 ется плоская опорная волна, образованная излучением (М+1)-го волокна 11, идущего от делителя 4, Это волокно 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 гетеродинирования, при котором на его и-м выходе (соответствующем И-му приемоусилительному элементу 2) Формируется сигнал, который после низкочастотной Фильтрации соответствующим Фильтром 14 пропорционален е=Е соз(Яг:+),где Ед - амплитуда сигнала;Я - частота низкочастотного гетеродина 18;)( - суммарная Фазовая погрешность и-го оптоэлектронного тракта решетки 1В сигнале " 1" нет Фазовой составляющей, обусловленной действием Фазовых модуляторов 3 света. Эта фазовая модуляция осуществляется на частоте радиосигналов Я (или на ихпромежуточной частоте) и блокируется .Фильтрами 14 низкой частоты,полоса ЬЯ которых должна уг овлетворять неравенству Я (ЬЮ(ЯФазоваямодуляция с помощью одноканальногомодулятора 3 света необходима, еслитребуются различные режимы оптического гетеродинирования (в том числе и гомодинный), а также для обеспечения работы фазовых детекторов 15на основе смесителей 16 и фильтров 17Благодаря смешению сигналов сопорным колебанием гетеродина 18 навыходах фазовых детекторов 15 (фильтров 17) формируются напряжения,пропорциональные фазовым погрешностям г. оптоэлектронных каналов. Припротивофазном управлении Фазовыми модуляторами 3 света (реализуемом ин 15 20 25 30 35 4045 50 версным подключением к электродам)последние осуществляют компенсациюпервичных Фазовых неоднородностей Чггв оптоэлектронных трактах. Это обеспечивает неискаженное формированиеиэображения углового спектра на фотоприемниках 10,Ф о р м у л а изобретения Волоконно-оптическое диаграммообразующее устройство, содержащее решетку из И нриемоусилительных элементов, подключенных к И Фаэовым модуляторам света, лазер, одноканальный фазовый модулятор света, подключенный к гетеродину низкой частоты, когерентно-оптический процессор, светоделитель, на первом оптическом выходе которого установлен первый многоканальный Фотоприемник, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности диаграммоформирования при наличии фдзовых неоднородностей в оптоэлектронных трактах приемоусилительных элементов, выход лазера подключен к делителю 1:(М+1), который подключен к И Фазовым модуляторам света, установленным на М входах жгута из И 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 оптическом выходе светоделителя, во второй оптический вход которого подведен (М+1)-й свободный оптоволоконный выход делителя 1:(М+1), в тракт которого включен одноканальный фазовьй модулятор света, а к М выходам второго многоканального Фотоприемника последовательно подключены И фильтров низкой часготы и М фазовых детекторов, причем к свободным вторым входам фазовых детекторов подключен гетеродин низкой частоты, а их выходы подключены к М фазовым модуляторам света.