1
р-1астоящее изобретение относится к технике приема сигналов дискречной информации с несущими колебаниями в оптическом диапазоне.
В оптическом диапазоне авгокоррелпционный прием дискретных сигналов с фазоразностпой модуляцией встречает особые затруднения, связанные с нестабильностью частоты не сущих колебаний и нестабильностью времени задержки в схеме корреляционной обработки, поскольку период колебаний в оптическом диапазоне чрезвычайно мал.
В радиотехническом диапазопе в условиях пестабильной частоты (например, в результате донплеровского эффекта при связи с под вижными объектами) используется фазоразностная модуляция второго порядка и специальная схема автокорреляционного прие.ма.
Схема отличается наличием двух ветвей автокорреляционной обработки сигналов с общей линией задержки на входе.
Сигналы, ноступающие па входные перемножители через линию задержки, должны различаться по фазе на величину -, что легко
i
осуществляется включением простейщего фазовращателя.
При приеме оптических сигналов, когда операции разветвления, задержки и перемножения сигналов производятся с помощью полупрозрачных пластин, зеркал и призм, единую линию задержки и фиксированный сдвиг на
для двух ветвей осуществить це уда2
ется.
Использовапие же двух независимых линий задержки оптических сигналов не позволяет согласовать фазы в двух ветвях.
Задержки реализуются за счет разности хода оптических луче, и сдвиг фазы на величину требует геометрической точности и стабильности размеров линий задержки порядка доли длины волны оптического излучения ц соответствующей стабильности частоты. С целью обеспечения инвариантности приема оптических сигналов к нестабильности частоты и нестабильности времени задержки оптического сигна.1а в предлагаемой системе вместо двух ветвеГ предусматривается поочередное иснользоваиие одной ветви автокорреляционного приема, в .которой необходимые продукты преобразования сигнала получаются последовательно во времени. Для этого осуществляется модуляция длительиости задержки тз на величину , где ао - круго2шо
вая частота оптического излучения. Модуляция производится колебаниями прямоугольной формы, синфазно с информационными посылками и с частотой в два раза большей частоты посылок. Практически модулятор можно выполнить на электрооптическом кристалле (электрическое поле управляет коэффициентом преломления, т. е. временем нрохождепия света через кристалл).
На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит:
полупрозрачную пластину-разделитель 1; зеркала 2, 3 в линии задержки луча на время, равное длительности посылки Г; полупрозрачную пластину-сумматор 4; модулятор задержки оптического сигнала 5; фотодетекторы 6, 7 преобразующие интенсивности оптнческих лучей в пропорциональные им фотостоки; интегратор разности фототоков 8 (в пределах 0-772) с устройством сброса; перемножитель постоянных напряжений 9; линию задержки 10 на время 7, выполняющую роль запоминающего устройства постоянного напряжения на выходе интегратора; сумматор постоянных напряжений И; линию задержки 12 на время 7/2, выполняющую роль запоминающего устройства постоянного напряжения на выходе перемножителя; рещающее пороговое устройство 13, определяющее знак напряжения на выходе сумматора; устройство синхронизации и управления 14.
Устройство работает следующим образом.
На вход поступают посылки (импульсы) оптического излучения, различающиеся начальными фазами -фпИнформация вложена во вторые разности фаз (ФРМ-2) соседних посылок:
л ( V«-i) - (Фп-1 - Vn-2)Здесь ti - iiQjiep посылки. Двоичные сигналы различаются значением qin 0 или сри л..
Входная часть устройства представляет собой оптнческкй коррелометр. Входно оптический си1нал с помощью полупрозрачной пластины 1 разделяется на два луча, один из которых с помощью зеркал 2 и 6 задерллваd ,-, ,.-,
ечся во времени на величину тз - i. uocе
ле суммирования на второй полупрозрачной пластине 4 нолучаются два луча с интенсивностями:
А -1/„11+соз(б„-. + 9)
/,:: -|/a l-COS( в),
где /о - интенсивность входного излучения, а 0 гсоТз - случайная фаза, медленно изменяющаяся в результате нестабильности несущей частоты света аУо и длительности задержки лз. На выходе фотодетекторов 6 и 7 получаются фототоки, пропорциональные этим интенсивностям.
Фотодстекторы включены по балансной схеме так, что интегратор 8 интегрирует разность токов. Носле интегрирования за время половины длительности посылки на выходе ннтегратора нолучается напряжение:
Un z А - cos (ь, - + в),
где k - коэффициент пропорциональности. За время второй половины посылки, когда модулятор 5 изменит яз на величину Дт -
получаем на выходе интегратора:
; - 81пе1. + в).
в отличйе от известной схемы эти величины получаются в одной ветви с временным сдвигом Г/2.
Напряжение с выхода интегратора 8 поступает на один вход перемножителя 9 непосредственно, а на другой вход - через линию задерл ки 10 с временем задержки, равным Т. В результате на выходе перемножителя в соответствующие моменты времени (со сдвигом на Г/2) будем иметь:
llT
n-UnUn-l k
С08(Фд - + 0(Х
X COS (n-l - l«-2 + в) И
п - - k - Sin (о„ - + 0) X
Хз1п(.).
С выхода перемножителя сигнал нодается на сумматор И: на один вход непосредственно, на лЧругой - через линию задержки 12 со сдвиго.м во времени на величину 772.
На выходе сумматора 11 (вход решающего
порогового устройства 13)
МОполучаем в мент прннятнл рещения:
/IT
Г„ :.:: У„ -- Г„ --- COS {0„ - )
- (V/z-l - )lЗнак полученной величины зависит только от информационного параметра - второй разности фаз. Результат не зависит от случайной величины 0, если изменения последней достаточно малы за время трех соседних посылок. В оптических линиях связи при использованни лазеров и при длительностях посылок
7 Я:; 1 мксек это условие выполняется.
Устройство синхронизации и управления 14 обеспечивает согласованность моментов переключения модулятора 5, сброса выходного напряжения интегратора 8 и сравнения выходного напрялсения сумматора 11 с порогом в решающем устройстве 13.
Нредмет изобретения
Устройство для автокорреляционного приема оптических сигналов с фазоразностной модуляцией второго порядка, состоящее из оптического коррелометра с оптической линией задержки, фотодетекторами и интегратором разности фототоков, перемножителя постоянных напряжений с линией задержки, сумматора постоянных напряжений, решающего порогового устройства и синхронизирующего устройства, отличающееся тем, что, с целью
обеспечения инвариантности приема оптических сигналов к нестабильности частоты и нестабильности времени задержки оптического сигнала, в оптическую линию задержки включен модулятор длительности задержки, а на один из входов сумматора включена линия задержки напряжения перемножителя.
