Устройство для оптического моделирования диаграмм направленности антенн

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сефз СфеетскккСецналнстическикРеслублнл(фМ КУ 1 3 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Ааторы изобретения В. 3. Гуревич, .С. В. Морозов и Т. Н.Сергеенко Ленинградский электротехнический институт связи им.профессора М.А.Бонч-Бруевича(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИЧЕСЮГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИАГРАММ НАПРАЩЖННОСТИ АНТЕННИзобретение относится к радиотех нике и может быть использовано для исследования диаграмм направленности антенн по изменениям распределения поля в апертуре антенн и для моделирования диаграмм направленнос. ти антенн. Известно устройство оптического моделирования диаграмм направленности антенн, содержащее источниК когерентного света, коллиматор, транспарант с записью поля в раскрыве антенны, преобразующую линзу, сканирующее микроотверстие в плоскости диаграмма направленности, а также опорный оптический канал, состоящий иэ ультразвукового модулятора света и соединенного с ним генератора проме жуточной частоты, сигнальный и опорный пучки с помощью оптической системы фокусируются на фотоприемник, выход которого соединен с амплифазометром 1) .Устройство имеетсяедукщие недостатки: низкую скорость регистрации из-за механического перемещения микроотверстня; низкую точность воспроизведения диаграмм направленности иэ-эа ухудшения отношения сигналшум вследствие уменьшения мощности светового потока за счет применениямикроотверстия.Известно также устройство для оптического моделирования диаграмм направленности антенн, содержащее оптически связанные источник когерентного света, коллиматор, транспарант сзаписью поля в раскрыве моделируемойантенны, ультразвуковой модуляторсвета, транспарант с записью среднейпространственной, частоты, преобразующую линзу, щелевую диаграмму и фотоприемник, а также генератор частотно-модулированных сигналов, выходы 15 которого соединены соответственно суправляющим входом ультразвуковогомодулятора света и входом амплифазо"метра 2) . Однако это устройство имеет низкую точность иэ-за систематических погрешностей, вызванных неравномерностью частотной характеристики модулятора света, аберрацией корректирукщей линзы, неравномерностью характеристики фотоприемной поверхности, а также иэ-эа,временной нестабильности источника света, модулятора, фотоприемника.Цель изобретения - повышение точности моделирования.Для этого в известном устройстве между коллиматором и преобразующей линзой оптически последовательно размещены транспарант с записью опорного распределения и дополнительный модулятор света, расположенные ком планарно плоскостям транспаранта с записью поля и транспаранта с записью средней пространственной частоты, к управлякщему входу дополнительного модулятора света подключен 10 генератор постоянной частоты, между выходом фотоприемника и вторым входом амплифазометра последовательно включены первый полосовой фильтр и регулируемый усилитель, а выход фотоприемника соединен с управляющим входом регулируемого усилителя через последовательно вКлюченные второй полосовой фильтр и блок управления.На чертеже приведена структурная схема устройства.Устройство для оптического моделирования диаграмм направленности антенн содержит источник 1 когерентного света, коллиматор 2, транспарант 3 с записью поля в раскрыве моделируе мой антенны, ультразвуковой модулятор 4 света, транспарант 5 с записью средней пространственной частоты,преобразующую линзу 6, фотоприемник 7 со щелевой диафрагмой 8, амплифаэо метр 9, генератор 10 частотно-модулированных сигналов, транспарант 11 с записью опорного распределения, дополнительный модулятор 12 света, ге-, нератор 13 постоянной частоты, поло совой фильтр 14, регулируемый усилитель 15, полосовой фильтр 16 и блок 17 управления.Устройство работает следующим образом. 40Световой пучок от источника 1, коллимируется коллиматором 2 и просвечивает транспарант 3. Транспарант 5 обеспечивает пространственную мо- . лудяцию светового распределения мо делирующего поля в раскрыве антенны, и тем самым смещение формируемой в плоскости фотоприемника 7 диаграммы направленности антенны в область первого дифракционного порядка света, дифрагмированного,на ультразвуковом модуляторе 4, расположенном в плоскости транспаранта 5. Транспарант 11 с записью опорного распределения располагается в той же плоскости, что и транспарант 3, и дополнительный модулятор 12 света, расположенный в плоскости транспаранта 5, смещает формируемое в плоскости фотоприемника 7 спектр опорного распределения в ту же область первого дифракционного порядка света, дифрагировавшего на модуляторе 4. Такое пространственное смещение при различных рабочих частотах ультраэвуковых модуляторов света 4 и 12 достигается путем подбора их ра бочих веществ с соответствующими скоростями распространения в ннх ультразвуковых волн. На фотоприемнике 7 интегрируют три световых пучка: пучок, несущий информацию об изображении диаграммы направленности, сканирующий первый дифракционный порядок от ультразвукового модулятора 4, возникающий при подаче на его вход сигнала от генератора 10 с линейным изменением частоты, и первый дифракционный порядок от широкоапертурного модулятора 12, возникакщий при подаче на его вход сигнала от генератора 13, Таким образом, на выходе фотоприемника 7 появляется несколько спектральных составлякщих. Одна из них соответствует биениям между световым пучком от модулятора 4 и световым пучком от транспаранта 3, дифрагировавшим на транспаранте 5, другая спектральная составляющая соответствует биениям между световыми пучками от модуляторов 4 и 12 и световым пучком от транспаранта 11. При этом первая спектральная составлякщая выделяется полосовым фильтром 14, а вторая составляющая - полосовым фильтром 16. Поскольку спектр транспаранта 11 известен, то возникакщие в нем в процессе прохождения через элементы устройства искажения легко определяются и используются для коррекции диаграммы направленности антенны с помощью регулируемого усилителя 15 и блока 17. Амплитуда и фаза скорректированного регистрируемого распределения измеряются с помощью амплиФаэометра 9.Таким образом, коррекция выходного сигнала по известному спектру опорного транспаранта 11 позволяет оперативно скорректировать погрешности, вносимые элементами устройства,. аберрациями преобразукщей линзы б, неравномерностью данной характеристики фотоприемника 7, неравномерностью частотной характеристики модулятора 4, а также нестабильностью параметров отдельных узлов устройства.Устройство обладает более высокой точностью воспроизведения диаграммы направленности, чем известное.Формула изобретенияУстройство для оптического моделирования диаграмм направленности антенн, содержащее оптически связанные источник когерентного света, коллиматор, транспарант с записью поля в раскрыве моделируемой антенны, ультразвуковой модулятор света, транспарант с записью средней пространственной частоты, преобразующую линзу, щелевую диафрагму и фотоприемник, а951188 938/50 Тираж 887 Подписное ИИПИ а лиал ППП "П ент", г. Ужгород, ул. Проектна также генератор частотно-модулированных сигналов, выходы которых соединены соответственно с управляющимвходом ультразвукового модуляторасвета и входом амплифазометра, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, .с целью повышения точности моделирования,между коллиматором и преобразующейлинзой оптически последовательно размещены транспарант с записью опорного распределения и дополнительный модулятор света, расположенные компланарно плоскостям транспаранта с записью поля и транспаранта с записьюсредней пространственной частоты, куправляющему входу дополнительногомодулятора света подключен генератор,постоянной частоты, между выходом фотоприемника и вторым входом амплиФазометра последовательно включены первый полосовой Фильтр и регулируемый усилитель, а выход фотоприемника 5 соединен с управляющим входом регулируемого усилителя через последовательно включенные второй поло- совой фильтр и блок управления,1 О Источники информации,принятые во внимание при.экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 425135, кл С 01 В 29/10, 1974.2, Авторское свидетельство СССРР 599612, кл. 6 01 й 29/10, 1977