Устройство для преобразования спектра шумового сигнала в микроволновом и оптическом диапазонах волн Советский патент 1975 года по МПК H04B1/10 

пей компокеаты оказывается равной фазе 1ЮЛНЫ накачки с частотой 0)2. Шумовой сигнал с упорядоченной образом фазой отфильтровывается от накачки с помощью фильтра низких частот.

Далее следует второй этап преобразования. Сигнал с фильтра низких частот подается па преобразуюпдий элемепт, который оредстявляет собой нелинейную среду с периодически изменяющейся но закону прямоугольной волны нелипейпостью и компенсированной дисперсией. В микроволновом диапазоне для этой цели используется дискретно распределенная линия с нелииейными элементами, например емкостями р-п перехода полупроводпиковых диодов, которые зависят от напряжения в линии V по закону:

С Со(1±

где и 7 - .коэффициенты нелинейности, С- емкость /5-/г-перехода. Двойной знак ± перед нелинейным членом означает, что коэффициент нелинейности вдоль системы периодически изменяется по закону прямоугольной волны. Это достигается благодаря чередованию полярности включения диодов вдоль линии. Периодическое изменение коэффициента пелргпейиости позволяет добиться синхронного взаимодействия спектральных компонент шумового сигнала с упорядоченной фазой со встречными волнами суммарной частоты 2аз1, При распределении в пелипейной среде взаимодействуют пары спектральных компонент, огмметричпые относптельпо центральной составляющей СО. В результате появляются волпы с частотой 2сО|. Ввиду того, что сумма фаз таких симметричных пар постоянна, волны с частотой 2со| когерентно складываются, и в нелинейной среде образуется квазигармоническая волна с частотой 2соь возрастающей по амплитуде вдоль направления расирострапепия. В достаточно протяженной нелинейной системе (порядка 10 длин волн в микроволновом диапазоне) до 40% мощности ис.ходного шума преобразуется в мощность квазигармонического выходного сигнала.

Распределенные линии, которые используются в формирующем и преобразующем устройствах, должны иметь значительную длину. Онтимальное согласование на концах достигаетсясПОМОЩЬЮ активных солротивлений ZQ,

равных волновому сопротивлению линии.

В предлагаемом устройстве в радиочастотном диапазоне используются искусственные линии типа фильтра нижних частот со следующими значениями основных пара.метров; индуктивность ячейки L 10 мкгн, емкость иараметрических диодов Со при у см -3 в равна 300 пкф, коэффициент связи а 0,1

( - коэффициент взаимоиндукции между соседними ячейками), верхняя граничная частота /кр 6,5 JVlzu,.

Разлнчие в линиях, используемых в формирующем и преобразующем устройствах, заключается в том, что во втором случае полярпость включепия параметрических диодов чередуется.

В диапазоне СВЧ данное устройство строится с применением полосковых линий с иараметрическими диодами. В оптимальном диапазоне частот в формирующем и иреобразующем устройствах соответственно используются анизотропиые нелинейные кристаллы и слоистые распределенные среды, в которых чередуются слои с разными значениями коэффициента нелинейности.

Предмет изобретения

Устройство для нреобразования спектра шумового сигнала в микроволновом и оптическом диапазонах волн, содержащее формирователь сигнала и нреобразующий элемент, отличающееся тем, что, с целью нолучения выходного квазигар.монического сигнала, обладающего узкой спектральной линией при максимальном коэффициенте .полезного действия, формирователь выполнен в виде параметрического усилителя с бегущей волной, соединенного со входом фильтра низких частот, выход которого соединен со входом преобразующего элемента, выполненного в виде распределенной нелинейной системы.