Акустооптический фазовращатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 Ш Н 03 Н 7/18 Е ИЗОБРЕТЕН ПИСА АВТОРСКО ка",вяле М==1 2 Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский ордена Ленинаэлектротехнический институтим. В.И. Ульянова .(Ленина)53) 621.374.55(088.8)(56) 1."Зарубежная радиоэлектрони1970, У 15, с. 22-37.2, Труды учебных институтов сзи. Автоматическая коммутация и тфония. М., 1978, с. 126-131 (проттип),(54)(57) 1. АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ, содержащий последовательноразмещенные на общей оптической осиквантовый генератор, ультразвуковоймодулятор света, состоящий из звукопровода с расположенным на его торцепьезоэлектрическим преобразователем,электрический выход которого соединен.с входными клеммами фазовращателя,ойтическую маску, первый фотоприем 80.1 102021 ник, выход которого соединен с входомпервого полосового фильтра, выходкоторого соединен с первьв:и выходными клеммами фазовращателя, о т л ич а ю,щ и й с я тем, что, с цельюрасширения рабочего диапазона частот,в него введены второй полосовой.фильтр и второй фотоприемник, выходкоторого соединен с входом второгополосового фильтра, выход которогосоединен с вторыми выходными клеммамифазовращателя, причем второй фотоприемник смещен относительно общей оптической оси и продольной оси ультразвукового модулятора света на расстояние, определяемое формулой ЬР - требуемый фазовый сдвиг между напряжениями на первых и вторых выходных клем- мах фазовращателя, 0 - длина элемента пьезоэлектрического йреобраэователя. даиИ1102021 Т(х)=а+Ьсозех; 2. Фазовращатель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что пьезоэлектрический преобразователь выполнен в виде ступенчатой фазированной решетки.3,Фазовращатель по п, 1,. о т л ич а ю щ и й с я тем, что распределение прозрачных участков оптической маски по оси к и у описывается соот- ношениями 1Изобретение относится к области.акустоэлектроники и предназначенодля использования в радиотехническихустройствах различного назначения, вчастности в устройствах обработки5радиосигналов.Известны акустооптические (лазерно-акустические) фазовращатели, вкоторых входное напряжение преобразуется в акустическую волну, акусти"ческая волна задерживается в материале звукопровода, а затем преобразуется в выходное электрическое напряжение путем считывания лазерным лучом 1 3,Недостатком этого устройства является ограниченный рабочий диапа,.зон частот.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяакустический фазовращатель, содержащий последовательно размещенные наобщей оптической оси квантовый генератор (лазер), ультразвуковой модулятор света, пьеаопреобразователькоторого служит входом линии задержки,оптическую маску, а также фотоприемник, соединенный с полосовым фильтром, выход которого служит выходом. линии задержки Г 23.Недостатком этого фазовращателяявляется также ограниченный рабочийдиапазон частот, обусловленный тем,что вследствие постоянства величинывремени задержки при изменении частоты будет происходить пропорциональное изменение фазового сидвигамежду входным и выходным сигналами,что позволяет получить фиксированнуювеличину фазового сдвига лишь на одной определенной частоте, и ширина40 Тф=а:сонМгде Р и Ь - численные коэффициенты;о, - частоты гармоническихХсоставляющих вдоль .осиХи - общее число гармонических составляющих вдольоси Х,2полосы рабочих частот фазовращателяочень ограничена, практически стре- .мится к нулю.Цель изобретения - расширениерабочего диапазона частот акустического фазовращателя.Поставленная цель достигается тем,что в акустический фазовращатель,содержащий последовательно размещенные на общей оптической оси квантовыйгенератор,ультразвуковой модуляторсвета, состоящий из звукопровода срасположенным на его торце пьезоэлектрическим преобразователем, электрический выход которого соединен свходными клеммами фазовращателя, оптическую маску, первый фотоприемник,выход которого соединен с входомпервого полосового фильтра, выходкоторого соединен с первыми выходны-ми клеммами фазовращателя, введенывторой полосовой фильтр и второйфотоприемник, выход которого соединенс входом второго полосового фильтра,выход которого соединен с втарымивыходными клеммами фазовращателя,причем второй фотоприемник смещенотносительно общей оптической оси ипродольной оси ультразвукового модулятора света на расстояние, определяемой формулой12 Бгде И - требуемый фазовый сдвигмежду напряжениями на первых и вторых выходных клеммах фазовращателя,3 - длина элемента пьезоэлектрического преобразователя.Пьезоэлектрический преобразователь выполнен в виде ступенчатойфазированной решетки.1.1 02021 щЗ О Составитель В. ОрловРедактор Н. Яцола Техред С,Мигунова Корректор Г, Решетник Заказ 4782/43 Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул Проектная, 4 5Очевидно, что в фазовращателе фазовый сдвиг между выходными напря- жениями не зависит от частоты входного напряжения и определяется только его конструктивными параметрами. Зная величину И, легко подсчитать расстояние М между центрами фотоприемников 6 и 7 для получения требуемого фазо. вого сдвига д 9;ЗМ .2 Тс 15Таким образом, при подаче на вход фазовращателя гармонического напряжения, на первый и вторых его выход-, ных клеммах появятся напряжения, повторякпцие по Форме входное. При изме ненни частоты входного напряжения фазовые сдвиги между ними и выходными напряжениями, обусловленные задержкой распространения ультразвука от начала звукопровода 3 до фотоприемников б и 7 будут изменяться, Фазовый же сдвиг между выходными напряжениями, обусловленный наклоном акустической волны и разнесением фотоприемников 6 и 7 по оси Ъ будет постоянен при любом изменении часто- . ты входного напряжения в пределах полосы рабочих частот. Зто позволяет применить фазовращатель в схемах квадратурной корреляционной обработки радиосигналов с целью обеспечения квадратурй между каналами при перестройке частоты опорного колебания и в схемах частотнонезависимой демодуляции.Рабочий диапазон частот фазовращателя определяется полосой частот пьезоэлектрического преобразователя 4, а также количеством гармонических составляющих, записанных в виде функции прозрачности на оптическую маску 5. В целом, реально достижимая ширина рабочего диапазона составляет более 307. Как отмечалось, ширина полосы рабочих частот прототипа составляет 1 Е при обеспечении фазового сдвига с отклонением в 17 от требуемого значения. Поэтому применение данного изобретения позволит расширить полосу фазовращателя более чем в 30 раз.