Адаптивная фазированная решетка лазеров Советский патент 1990 года по МПК G01C3/08 

1 Изобретение относится к приборе-- строению и может быть использовано в информационных и измерительных сие- темах.

Целью изобретения является повышение точности за счет улучшения фазовой коррекции.

На чертеже представлена структурная схема адаптивной фазированной

.решетки лазеров.

Решетка содержит опорный лазер 1, управляемые лазеры 2, сдвигатель 3 .частоты, светоделители 4, отражающее зеркало 5, полупрозрачные зеркала о, оптические смесители-детекторы 7, фазовые комиараторы 8, усилители 9, фазовые сдвигатели 10, фотодетекторы 11, радиочастотный генератор 12, полосовые фильтры 13, фазовые детекторы 14, фильтры 15 нижних частот, квадраторы 16, фазовращатели 17 на f/72, сумматоры 18, блоки 19 извлечения квадратного корня, делители 20, квадратурные детекторы 21, причем k-й квадратурный детектор сос- 1гоит из Фазовых детекторов 14, фильтров 15 нижних частот, квадраторов 16, сумматора 18 и блока 19 извлечения квадратного корня.

Опорный лазер 1 оптически связан со сдвигателем 3 частоты, который сдвигает частоту опорного лазера 1 на величину частоты радиочастотного генератора 12. Опорный лазер 1 связан также с помощью светоделителей 4 с оптическими смесителями-детекторами

7,на которые поступает излучение решетки из управляемых лазеров 2, через полупрозрачные зеркала 6. Оптические смесители-детекторы 7, с помощью которых происходит гетеродини- рование колебаний опорного лазера 1

и управляемых лазеров 2, электрически связаны с фазовыми компараторами

8,выходы которых через усилители 9 электрически связаны с входами управляемых лазеров. Вторые входы фазовых

0

5

0

5

5

0

5

0

5

компараторов 8 соединены с выходом радиочастотного генератора 12 через фазовые сдвигатели 10, которые вносят поправки в сигнал радиочастотного генератора 12, выработанные внешними контурами фазовой синхронизации, тоящими из делителей 20, квадратурны детекторов 21, полосовых фильтров 13, фотодетекторов 11. Последние оптически связаны через светоделители 4 с помощью отражающего зеркала- 5 со сдвигателем 3 частоты, а также с полупрозрачными зеркалами 6, которые обеспечивают фокусировку на фотодетекторщ 11 сигналов, отраженных от цели. Выходы фотодетекторов 11 через полосовые фильтры 13, настроенные на частоту радиочастотного генератора 12, электрически связаны с квадратурными детекторами 21, состоящими из фазовых детекторов 14, фильтров 15 нижних. частот, квадраторов 16, сумматоров 18, блоков 19 извлечения квадратного корня, на выходе которых имеют ,сигналы, отображающие изменение амплитуд излучений, отраженных от цели. Вторые входы фазовых детекторов 14 подключены к выходам оптических смесителей- детекторов 7, а вторые входы фазовых детекторов 14 подключены к этим же выходам через фазовращатели 17 иа 1Г/2. Выходы блоков 19 извлечения квадратного корня подключены к первым входам делителей 20, которые обеспечивают деление сигналов, поступающих с выходов Фильтров 15 нижних частот, на сигналы, поступающие с выходов квадратурных детекторов 21. Выходы делителей 20 подключены к входам фазовых сдвигателей 10.

Решетка работает следующим образом.

Колебание опорного лазера 1 сдвигается в сдвигателе 3 частоты на частоту wr радиочастотного генератора 12. Это колебание с помощью светоделителей 4 поступает на оптические смесители-детекторы 7, где гетеродинирует с колебаниями управляемых лазеров 2. На выходах оптически смесителей-детекторов 7 образуются сигналы, которые поступают на первые входы фазовых компараторов 8. На вход фотодетекторов 11 поступают колебание опорного лазера 1 и колебания управляемых лазеров 2, отраженные от цели. На выходах фотодетекторов 11, сигналы отфильтровываются - фильтрами 13 и поступают на входы квадратурных детекторов 21 .-1. На входы фазовых детекторов 14 поступают сигналы с полосовых фильтров 13. На входы фазовых детекторов 14 поступают сигналы, прошедшие через фазовращатели 17 на 1Г/2, с оптических смесителей 7. Выходы фазовых детекторов 14 соединены последовательно через фильтры 15 низких частот, квадраторы 16 с входами сумматора 18 и после извлечения квадратного корня сигналы в блоке 19 делятся в делителе 20 на сигнал с фильтров 15 низких частот. Таким образом, сигналы на выходе делителя 20 не зависят от амплитудных флуктуации отраженного от цели ии- лучения.Фазовые сдвигатели 10 изменяют фазу сигнала с радиочастотного генератора, после чего сигналы радио- частотного генератора поступают на входы фазового компаратора 8, и, та- ким образом, флуктуации фазы при проождении сигнала до цели устраня- ются путем изменения фазы излучаемого сигнала, при этом амплитудные флуктуации принятого сигнала не влияют на точность фазовой коррекции. Формула изобретения

Адаптивная фазированная решетка лазеров, содержащая опорный лазер,

0

5

0

оптически связанный через сдвигатель частоты с отражающим зеркалом, а через светоделители - с рядом каналов фазовой синхронизации, каждый из ко||торых состоит из полупрозрачного зеркала, оптически связанного с соответ- i ствующим управляемым лазером, фотодетектором и оптическим смесителем- детектором, выход которого подключен к первому входу фазового компаратора, соединенного выходом через усилитель с входом управляемого лазера, второй вход фазового компаратора подключен к выходу фазового сдвигателя, первый вход которого соединен с выходом радиочастотного генератора и входом сдвигателя частоты, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности за счет улучшения фазовой коррекции, в каждый из каналов фазовой синхронизации введены полосо- . .вой фильтр, вход которого соединен с выходом соответствующего фотодетекто5 pa, а выход - с первыми входами двух фазовых детекторов, второй вход первого из которых подключен непосредственно к выходу соответствующего оптического смесителя, а второй - через Р ,

0 фазовращатель , а выходы последовательно через соответствующие фильтры низких частот и квадраторы подключены к двум входам сумматора, выход которого соединен с входом блока извлечения квадратного корня, подключен по выходу к первому входу делителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, связанного с вторым фазовым детектором, а вы- ход делителя подключен к второму входу фазового сдвигателя.

5

0

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в информационных и измерительных системах. Целью изобретения является повышение точности за счет улучшения фазовой коррекции. Колебание опорного лазера 1 сдвигается на частоту радиочастотного генератора 12 в сдвигателе 3 частоты. Это излучение с помощью светоделителей 4 поступает на оптические смесители-детекторы 7, где гетеродирует с колебаниями управляемых лазеров 2. На выходах оптических смесителей-детекторов 7 образуются сигналы, поступающие на входы фазовых компараторов 8. На вход фотодетекторов 11 поступают колебания опорного лазера 1 и излучения управляемых лазеров 2, отраженные от цели. С выходов фотодетекторов 11 сигналы через фильтры 13 поступают на входы квадратурных детекторов 21. На первые входы фазовых детекторов 14 сигналы поступают с полосовых фильтров 13, а на вторые входы - с усилителей 9, причем в фазовый детектор 14.2 через фазовращатель на φ/2 17. Сигналы с фазовых детекторов 14 проходят через фильтры низких частот 15 и квадраторы 16 на сумматор 18, где суммируются и после извлечения квадратного корня в блоке 19 делятся в делителе 20 на сигнал с фильтра низких частот 19. Сигналы на выходе делителя 20 не зависят от амплитудных флуктуаций отраженного от цели излучения. Фазовые сдвигатели 10 изменяют фазу сигнала с радиочастотного генератора 12, который поступает на входы фазового компаратора 8. Флуктуация фазы устраняется путем изменения фазы излучаемого сигнала. 1 ил.