Акустооптический анализатор спектра СВЧ-радиосигналов Советский патент 1987 года по МПК G01R23/17 

V13

Изобретение относится к оптической обработке информации и предназначено для анализа СВЧ-радиосигналов.

Целью изобретения является увеличение частотного разрешения акусто- оптического анализатора спектра при параллельном анализе СВЧ-радиосигналов.

На чертеже представлена схема ана- лизатора спектра.

Анализатор Содержит последовательно расположенные оптически связанные источник 1 когерентного излучения, коллимирующую систему, состоящую из линз 2 и 3, ультразвуковой модулятор 4 света с двумя входами 5 и 6, интегрирующую линзу 7, регистрирующую систему 8 в виде линейки фотоприемников на основе приборов с зарядовой связью а также генератор 9 накачки. Анализируемый сигнал поступает на один из входов 5 или 6 модулятора света, монохроматический сигнал с генератора накачки поступает на другой вход 6 или 5.

Анализатор спектра работает следующим образом.

В модуляторе возбуждаются две продольные упругие волны, распространя- ющиеся в одном направлении. В результате нелинейного взаимодействия этих исходных .волн в звукопроводе модулятора генерируются продольные упругие волны разностных частот, распростра- няющиеся в том же направлении, амплитуда Которых пропорциональна амплитудам спектральных составляющих анализируемого СВЧ-радиосигнала.

Если полоса частот анализа состав- ляет, например, 10% от частоты накачки, то частота разностной упругой волны окажется в 10 раз меньше, а длина ее распространения - в 100 раз больше, чем для упругой волны, соот- ветствующей анализируемому сигналу, так как величина затухания упругих волн находится в квадратичной зависимости от частоты. Для модуляции света используется область апертуры модулятора, где присутствуют лишь волны разностных частот.

Для регистрации генерируемых в звукопроводе упругих волн разностных

частот ультразвуковой модуля тор света устанавливается под углом Брегга

к падающему световому потоку. Свет, модулированный упругой волной разностной частоты, фокусируется интег282

рирующей линзой 7 на регистрирующем устройстве 8. В качестве регистрирующей системы используется линейный фотоприемник на основе приборов с зарядовой связью.

Повьш1ение частотного разрешения по сравнению с известным устройством достигается использованием модуляции света упругой волной, содержащей разностные частотные компоненты, котора распространяется на значительно большее расстояние от пьезопреобразовате ля, чем высокочастотная упругая волна анализируемого сигнала. Частотное разрешение 5, вычисляется по формуле

S v/d

где V - скорость продольных упругих волн в звукопроводе модулятора;d - рабочая оптическая апертура

модулятора.

В данном случае d 1р 1с Д 1р - расстояние распространения упругой волны разностной частоты; (, - наибольшее расстояние распространени упругой волны анализируемого сигнала

Кроме того, возрастает также и число разрешимых точек N акустоопти- ческого анализатора спектра;

N где uf - полоса частот анализатора.

Так для спектроанализатора на основе ультразвукового модулятора света со звукопроводом из молибдата свинца при центральной частоте анализируемого сигнала 2 ГГц и полосе анализа 200 МГц частотное разрешение составит 73 КГц, а число разрешимых точек будет равно 2750.

Оптическая схема предлагаемого спектроанализатора содержит меньшее число линз, чем известная оптическая схема, а использование для накачки генератора монохроматического сигнала значительно упрощает аппаратурную реализацию анализатора спектра по сравнению с применением в известном устройстве генератора ЛЧМ-сигнала в СВЧ-диапазоне. Эти упрощения составляют дополнительный положительный эффект изобретения. Формула изобретения

Акустооптический анализатор спектра СВЧ-радиосигналов, содержащий оптически связанные источник когерент31354128

ного света, коллимирующую систему, ультразвукового модулятора света, ультразвуковой модулятор света, за- отличающийся тем, что, крепленный с возможностью установки с целью повьшения частотного разре- под углом к световому пучку, соответ- шения при параллельном спектральном ствующим дифракции света на упругой анализе СВЧ-радиосигналов, оба входа волне разностной частоты, интегриру- ультразвукового модулятора света рас- ющзпо линзу, регистрирукнцую систему положены на одном его торце, а гене- в виде линейного фотоприемника на ос- ратором накачки является источник нове приборов с зарядовой связью, а ю монохроматического сигнала с часто- также генератор накачки, выход кото- той, совпадающей с одной из крайних рого соединен с одним из двух входов частот полосы анализа.

Изобретение относится к оптической обработке информации. Цель изобретения - увеличение частотного разрешения акустооптического анализатора спектра при параллельном анализе СБЧ- радиосигналов. В ультразвуковом модуляторе (М) 4 света возбуждаются две продольные упругие волны, распространяющиеся в одном направлении. В результате в звукопроводе М 4 генерируются продольные упругие волны разностных частот, распространяющиеся в том же направлении. Амплитуда последних пропорциональна амплитудам спектральных составляющих анализируемого СВЧ-радиосигнала. Свет, модулированный упругой волной разностной часто- ты, фокусируется интегрирующей линзой 7 на регистрирующем устройстве 8. Оба входа 5 и 6 М 4 расположены на . одном его торце. При этом генератором накачки является источник 9 монохроматического сигнала с частотой, совпадающей с одной из крайних частот .полосы анализа, что значительно упрощает аппаратурную реализацию анализатора спектра. 1 ил. I (Л 5 6 11 со ел 1C оо