Высокочастотный автогенератор

(51)" Н 03 В 9 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56);:1. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Иъ, -"Энергия, 1972, с. 30.2.:1 тейн Н.И. Автогенераторы гармоиических колебаний. И., Госзнергоиздат, 1961, с, 460 (прототип), (54)(57) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР, содержащий источник питания и пбдключенную к нему лампу бегу.щей волны с замедляющей системой, снабженную цепью внешней обратной связи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельк раеширения диапазона генерируемых частот, цепь внешней обратной связи состоит из источника когерентного света,-опорного н сигнального,каналов, на входе которых установлен делитель оптического луча на два узких во взаимно-перпендикулярных плоскостях световых по" тока, а на выходе размещена фото- лампа бегущей волны, при этом в сигнальном канале последовательно размещены дефлектор и отражающая пластина, а в опорном - ультразвуковой модулятор .света, интегрирующая цилиндрическай линза и интегрирующая сферическая линза, передняя Фокальная плоскость которой совмещенас фокальной плоскостью интегрирующей цилиндрической линзы, а задняя сов" падает со светочувствительной поверхностью фотолампы бегущей волны, причем выход фотолампы бегущей волны соединен с входом лампы бегущей волны с замедляющей системой, выход . которой подключен к входу электро-.Ф акустического преобразователя ультразвукового модулятора света, выход источника питания соединен с входами питания источника когерентного света, фотолампы бегущей волны и . введенного блока управления, выход :которого подсоединен к управляющемувходу дефлектора.30 35 40 45 50 55 60 б 5 Изобретение относится а радиотехнике.Известен автогенератор гармони"ческих колебаний с нерезонанснойколебательной системой (1 ).Известный автогенератор не обеспечивает генерирование высокочастотных колебаний в широком диапазонечастот,Наиболее близким к изобретениюявляется высокочастотныйавтогенератор, содержащий источник питания иподключенную к нему лампу бегущейволны с замедляющей системой, снабженную цепью внешней обратной связи Г 23Однако этот высокочастотный автогенератор имеет малый диапазон гене.рируемых частот.Цель изобретения - расширениедиапазона генерируемых частот.Цель достигается тем, что визвестном высокочастотном автогенераторе, содержащем источник питания и подключенную к нему лампу бегущей волны с замедляющей системой,снабженную цепью внешней обратнойсвязи, цепь внешней обратной связисостоит из источника когерентногосвета, опорного и сигнального каналов, на входе которых установленделитель оптического луча на дваузких во взаимно перпендикулярныхплоскостях световых потока, а навыходе размещена Фотолампа бегущейволны, при этом в сигнальном каналепоследовательно размещены дефлектори отражающая пластина, а в опорномультразвуковой модулятор света,интегрирующая цилиндрическая линзаи интегрирующая сферическая линза,передняя фокальная плоскость которой совмещена с фокальной плоскостьюинтегрирующей цилиндрической линза,а задняя совпадает со светочувствительной поверхностью фотолампы бегущей волны, причем выход фотолампы бегущей волны соединен с входомлаМпы бегущей волны с замедляющейсистемой, выход которой подключен.к входу электроакустического преобразователя ультразвукового модулятора света, выход источника питания соединен с входами питания источника когерентного света, фотолампы бегущей волны и введенного блокауправления, выход которого подсоединен к управляющему входу дефлектора.На фиг. 1 приведена конструкциявысокочастотного автогенераюора,"на фиг. 2 - диаграмма поясняющаяработу устройства,Высокочастотный автогенераторсодержит, источник 1 питания, подключенную к нему лампу бегущей волны (ЛБВ) 2 с замедляющей системой,снабженную цепью внешней обратной связи, состоящей из источника 3 когерентного света (лазера) и опорно го и сигнального каналов, на входе которых установлен делитель 4 оптического луча, а на выходе размеще на фотолампа бегущей волны (фотоЛБВ) 5, при этом в сигнальном канале последовательно установлены дефлектор 6 и отражающая пластина 7, а в опорном - ультразвуковой моду лятор света (УЗМС) 8, интегрирующаяцилиндрическая линза 9 и интегрирующая сферическая линза 10, передняя Фокальная плоскость которой совмещена с Фокальной плоскостью 15 интегрирующей цилиндрической линзы 9, а задняя совпадает со светочувствительной поверхностью 11 фото-ЛБВ 5, причем выход фото-ЛБВ 5 соединен с входом ЛБВ 2 с замедляющей системой, выход которой подключен к входу электроакустического преобразователя 12, выход источника 1 питания соединен с входами пи тания источников 3 когерентного света, фото ЛБВ 5 и блока 13 управления, выход которого подсоединен к управляющему вмоду дефлектора 6, де" литель 4 оптического луча выполнен например, в виде гибкого светоделительного когерентного жгута из оптических волокон, одно из его выходныхплеч Формирует узкий в вертикальнойплоскости световой поток, а другоеузкий в горизонтальной плоскостисветовой поток. Высокочастотный автогенератор работает следующим образом,При включении источника 1 питания с одного из выходов делителя 4 оптическоголуча расширенный луч освещает прозрачную среду УЭМС 8 и после прохождениячерез интегрирующую цилиндрическую линзу 9 фокусируется в ее фокальной плоскости, С фокальной плоскостью интегрирующей цилиндрической линзы 9 совмещена передняя фокальная плоскость интегрирующей сферической линзы 10, в задней фокальной плоскости которой раеположена светочувствительная поверхность 11 фото-ЛБВ 5. Внутренние шумы ЛБВ 2 с помощью электроакустического пре" образователя 12 преобразуются в акустические шумы, которые распространяются в прозрачной среде УЗМС 8 и за- . тем поглощаются в согласующей нагрузке 14, При этом приисходит дифракция света на акустическом эквиваленте шумов, в результате чего часть светового потока, промодулированного распространяющимся акустическим эквивалентом шума, отклоняется в фокальной плоскости интегрирующей цилиндрической линзы 9, образуя линию распределения пространственных частот, находящихся в строгом соответствии с диапазоном частот внутренних шумов. Полученное обратное распределение пространственных частот в задней фокальйой плоскости интегрирующей сферической линзы 10 поступает на фото- ЛБВ 5, на которую одновременно от источника 3 когерентного света с другого выхода делителя и ойтического луча через дефлектор б и отражающую пластину 7 поступает опорный световой поток. 10В результате гетеродинирования выделяются колебания раэностной частоты, которые подаются на вход ЛБВ 2. Усиленные колебания поступают на вход УЗМС 8 и с помощью электроакус тического преобразователя 12 преобразуются в некоторый акустический эквивалент, распространяющийся в прозрачной среде УЗМС 8. Таким образом происходит процесс нарастания амплитуды колебаний в системе до тех пор, пока не перейдет ЛБВ 2 в режим ограничения ( так же, как это происходит в обычном автогенераторе),Известно, что величина углового отклонения светового потока О (Е) прямо пропорциональна изменению частоты распространяющегося в уЗМС 8 акустического эквивалента радиосигналазо где Э - длина волны светауи - коэффициент преломления сре 1ды УЗМС 8; .35Е " частота генерируемого сигналаМц - скорость распространенияакусТических волн в средеУМЗС 8. " , 40При этом частота отклоненного светового потока увеличивается (или уменьшается в зависимости от направления отклонения по отновению к оптической оси) на величину частоты сигнала на входе УЗМС 8. Таким образом, каждому значению пространственной координаты соответствует вполне определенное значение частоты входного Сигнала, что может быть эафик" сировано с помощью фильтра 15. Если на светочувствительную поверхность 11 фото-ЛБВ 5 поСтупает узкий в вертикальной плоскости опорный световой поток, то частота сигнала на выходе фото-ЛБВ 5 однозначно определяется пространственным положением опорного светового потока. Сканирование светочувствительной поверхности 11 фото-ЛБВ 5 дефлектором б по сигналам блока 13 упраэлеиия соответст- Щ вует перестройке диапазона генерации высокочастотного автогенератора.,При включении источника 1 питания эа счет внутренних шумов ЛБВ 2 в отклоненном световом потоке присутствует широкий спектр частот. Однако навыход фото ЛБВ 5 йоступают сигналытолько той частоты, которой соответствует угловое положение опорного светового потока, т,е. системагенерирует сигналы вполне определенной частоты.Постоянство фазы обратной связинезависимо от генерируемой частотыобеспечивается следующим образом.Это условие записывается в видеЕ (Р Е(Е) И) =0,где Ю - генерируемая частота;У ир - геометрическая длина и фаэо.цс освая постоянная линии внешнейобратной связи)С и р - геометрическая длина и фазо,вая постоянная замедляющейсистемы ЛБВ 2.Рассматривая треугольник АБС(фиг. 2), находят выражение, описывающее изменение длины обратной связи от частоты генерации,(Х):э 8 (Е),где С - фокусное расстояние интегрирующей сферической линзы 10. Приэтом точка С соответствует нижнейчастоте, а точка В - вермней (астоте области генерирования.После дифференцирования и преобразований указанное условие записывается в видеГМ (.Е) Есор (. И+Вго. ое гР.где е=Л/2 йМ и и = 0,1,2, 3соответственно групповые скоростилинии внешней обратной связи и эа"медляющей системы ЛБВ 2,Из анализа этого выражения видно, что второе слагаемое всегдаположительное, оно характеризуетзамедляющую систему, фазовая скорость которой уменьшается с увеличением частоты. Первое слагаемоезнакопеременное за счет множителяМп(еЕ), чем обеспечивается равенство нулю суммы групповых задержек в)аироком дипазоне.генерируемых частот.Таким образом, использование частотнозависимой обратной связи в оптическом диапазоне волн выгодноотличает данный высокочастотный;автогенератор от прототипа, так какпри этом фаэовые условия самовоэбуж"дения выполняются в пределах нескольких октав Частоты генерации, в результате чего область генерации,ого"наученная в настоящее время оло"сой пропускания электроакустическогопреобразователя УЗМС, значительнорасширяется, чтоувеличивает сферуприменения высокочастотного автогенератора и устраняет необходимостьразработки ряда высокочастотных авто:генераторов, имеющим диапазон рабо,чих частот, близких к данному.1054866 Составитель В.Ежоведактор Л.Повхан Техред Ж.Кастелевич Корректор В. га Зака нал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 117/56 Тирам 936ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москвар ЖПодписноео комИтета СССРи открытийРаушская наб., д. 4