Акустооптический коррелятор радиосигналов

(56) Авторское 1 тт 987641, кл. (54) АКУСТООЦТ РА фтОСИГЦАЛОЛ (57) Изобретет битке сттгцдлов 1 ли и м 01 гет быт ИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯ брд ие относится ь оптическими ь тода- в рдЬ ИСПОПЬЭОВДЕ к ра оп - ,тт,ИРО" ика 1.,сгнче,4рохоиа Гармони х в модулятпространстве ческих дк орах 2 иНный фттль через ГОСУДАРСТБЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРИТИЯМПРИ ГННТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ ВтОРсйОмУ сВМДет свидетельство Й,СРС 06 С 900, 1980 Изобретение относится к обработке сигцдлон Оптическими методами иМотает б 1 Гь ист 10 те ЗОВВИО В рддиолокдттии, радионавигации, гидродкустике 1 сБязе 1 еля сждтття сигндлоа с больатим зцд тецием произведения пп рицыспектра ца длительность.Цель - расширение рабочей полосычастот коррелтттора,11 д чертеже преетстднгтенд стру тур"цая схеттд тторрелдторд.Акустооттттческттй корре тятор радиосигналов содержттт последовательно расположенные нд оптической осиисточник 1 когерецтцого коллимиро"ванного светового потока опорныеакустооптическце модуляторы 2, третьи Фурье -ттреобразующтте элементы Э,диафрагму 4, тетнортьте Фурье-преобразутощис элемецты 5, сцгцдлт,ттыеакустооптичсские модуля горы 6, пердиолокдции, рддиондвттгдции, гидроакустике, связй для сзатття сигнд 1 озс больтттим значением проивве тания тттирины спектра цд длительность, Цельрастпирение рабочей полосы частоткоррелятора. Для достнжения цели визвестный коррелятор введены опорный акустооптический Модулятор,пространственный фильтр, генераторгармонического колебдетия И фазовращдтель которые обеспечивают формирование квддрдтурных компоненткомплексной огибатощей вздиттокорреляциотгцой тттуцкцтеи вне зависимостиОт птттриеты их спектра. 1 ил. вые Фурье-преобразующие элементы 7,осевую диафрагму 8, вторые Фурьепреобрдзующие элементы 9 и фотоприемники 10 причем преобразователи1-13 электрического сигнала в акустический модуляторов 2 г.олключеиь - непосредственно к генератору 14 гар" монпческоГО колебания,а преобразователь 15 - черЕз узкополосный фдэ вращатель 16, преобразователи 17, 18 модуляторов 6 соединены с источНиком первого коррелируемого сигньла, а преобразователи 19, 20 - с ис. точником второго коррелируемого сигиалааАкустООптИческий коррелятор тает следующим .образом. Коллим ванный световой поток от источи урпрагируя У ских волна и1655232 состоящий иэ фурье-преобразующих элементов 3, 5 с одинаковыми фокусными расстояниями и диафрагмы 4, в которой блокируется недифрагированный световой поток, преобразуется для каждого канала н четыре попарно скрещенных световых пучка, идущих под угролом + - к оптической оси, гдеЧ10 фдлина волны света, 7 - скорость распространения ультразвука, Г,о - часто а формируемого генератором 14 сигнала и обладающих световыми частота" ми Г + Гб в каждоМ направлении распространения, где Сс - световая частота, потока, излучаемого источником 1. Ввиду того, что преобраз-,пптель 15 соединен с генератором 14 через фазо 20 вращатель 16, создающий фазовый сдвиг Щ = ) /2, фазовые соотношения в соответствующих пучках каналов различаются ца зту величину Ь, КоррелиРуемые Радиосигналы В 1(С) = Л(С) " 25 ,х сзГ 2ос + ОИ)и Я)(с)А 2(С)сон 2% й С + ( (С) подают" ся йа преобразователи 17-20 модулятора 6 соответственно, где оци преобразуются в акустические волны. Ск)ещенные световые пучки дифрагируот ца этих акустических волнах " пространственно"временных аналогах сигналон 8(С) и 8(С), В результате пространственной фильтрации дифрагированного светя, осуществляемой Фурье- преобразующими элементами 7, 9 и осевой диафрагмой 8, ца фотоприемцик 10 каждого канала проеццруютсл восемь коллинеарцых световых промодулнрован" ных пучков с попарно равными свеавы 40 ми частотами Гс, Гс + 2 Го (две нары пучков имеют световую частоту Го), причем в каждой паре есть пучки, промодулиронанные как сигналом В (С), так и сигналом В(С) , Результатом интерференции указанных пар световых пучков является распределение, кото" рое, будучи преобразоваццым в заряд и накопленным фотоприемником, формирует распределение заряда, соответствующее одной иэ частей (вещественной или мнимой) комплексной огибающей взаимокорреляционной д)уцкцнисигналов В (С) и Б(С) . Распределение заряда н фотоприемнике второго канала соответствует другой части этой комплексной огибающей нзаимокорреляционной функции,поскольку фаэо-ц (х) = й + 1 А,л (т2)сг - 1: - 2 )й где Яо постоянньп зарядовый пьедестал,коэффициент пропорцпональ- )ностевремя накопления фотоприемника,х/7. ф=1 В силу того, что во втором канале интерферирующие пучки,промодули-) рованные темп же сигналами 8(С) и 8(С), имеют фазовый сдниг ЬЯ Е /2, соответствующее распределение заряда второго канала описывается выра- жением 9(х) Чо + А(С)АС " вые соотношения интерферирующих пучков различаться нд Ь(рФ /2,гформирование кнадратурных выходныхраспределений вне зависимости от ши"рины спектра коррелируемцх сигналовобъясняется следующим.Известно, что при акустооптическом взаимодействии в режиме линейноймодуляции амплитуды светового поляраспределецце светя в дифрагироваяномпучке является полным пространственно-временным аналогом электрическогосигнала, возбуждающего акустическуюнолцу, причем частота отклоняется наГ, от начальной величины. По этимпризнакам можно сказать, что происходит гетеродициронание падакцаго снетоного распределения электрическим сигналом, Из теориирадиотехнических цепей известно, чтопри гетеродицировании сохраняютсяи фазопые соотношения каждого иэ двухучаствующих в преобразованиисигналоп. Поэтому созданные опорным модулятором 2 фазовые соотношенияскрещенных снетоных пучков сохраняются прц дифракциц на акустических пространственно-временных аналогах сигналов Б (С) и Я (С) и при последующей интерференция уже промодули"ровацных световых пучков. Как пока"зывает анализ работы коррелятора,распространение заряда, сформиронанное фотоприемниками 10 верхнего канала и приведенное по размеру к протяженности апертуры модулятора 6,описывается выражениемТаким обраэоМ, На Выходв КоррЕ лятора формируются квддратурные компоненты комплексной огибающей ВКФ обрабатываемых сигналов вне зависимости от юнрины их спектра.,формула изобретения5Акустооптический коррелятор рддиосигпалов, содержащий источник когерентного коллимировднного света и оптически связанные с ним двв канала, каждый из которых состоит из после- Ю довательно рдсположекных нд,Оптической оси сигнального дкустооптического модулятора, первого фурье-преобразукицего элементд, осевой диафрагмы, второго фурье-преобразующего 25 элемента и фотоприемника, причем сигнальный акустооптический модулятор снабжен двумя преобразователями, эле" ктрического сигнала в якустическнй, расположенными нд протнвойоложных Зб торцах звукопровода акустооптицеского модулятора, при этом первые преобразователи электрического сигнала в акустический обоих каналов подключены к источнику первого коррелируел 5 мого сигнала, а второй преобразователь электрического сигнала в акустический первого канала подключен к источнику второго коррелируемого сиг нала, о т л и ч а ю щ и й с а тем,бчто, с целью расширения рабочей полосы его частот; введены генератор гармонического колебания и уэкоко лосный фдзоврвщатель, между источником когерентного коллнмированкого света н сигнальным дкустооптическимАмодулятором в каждом канале введены последовательно распьложенные нв оп тической оси опоркый акустооптический модулятор, третий фурье-преобразующий элемент, диафрагма к чет вертый фурье-преобразующий элемент, при этом прозрачные участки диафрагмы рдмещекы в областк первых дифракционкых порядков, д диафрагма размещена в задней (рокдльной плоскости третьего н передней,(охальной плоскости четвертого фурье-преобразунщих элементов, второй преобрАзователь эле" ктрического сигнала в акустический второго канала подключен к источнику второго коррелируемого сигнала, опорный акустооптический модулятор снабжен двумя преобразователями электрического сигнала в акустический, Причем первые првобрдзователи опорных акустооптических модуляторов обоих каналов и второй преобразователь опорного дкустооптического модулятора первого канала йоднлючены к выходу генератора гармонического колебания, частота которого равна средней частоте полосы пропускания сигнального дкустооптического модулятора, а второй преобразователь опорного вкустооптнческого модулятора второго канала подключен к выходу генератора гармонического колебанйя через узкоолосный фазовращатель.1655232 Составитель, Г. ЗелинскийРедактор В.Федотов Техред Л,Олийнык Корректор Л.Патай ательский комбинат "Патент", г. Увгород, ул, Гагарина, 10 РоивводственноЗакав 1974ВНИИПИ ГосУдарственно11303 Тирак комитета по Ио 1 ква, Ж-З об Ра Подписноениям и открытиям прн ГКНТ СССРая,наб., д. 4/5