Многоканальный анализатор спектра Советский патент 1981 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится k измерите ной технике в области статистической радиотехники, а именнок некоге рентным оптическим анализаторам модуляционного типа с временным интегрированием, предназначенным для спектрального анализа электрических процессов в реальном масштабе времени. Известны многоканальные оптическ анализаторы с временным интегрированием, состоящие из электрооптичес кого преобразователя, формирующего оптический сигнал, в растровом виде опорного модулятора, проекционной Ьистемы, интегратора и индикатора I .и 2. Однако этим анализаторам свойственны невысокая точность анализа и ограниченный диапазон. По основному авт . ев. № 530623 известен многоканальный анализатор спектра, содержсцций последовательно установленный электрооптический пре образователь, включающий в себя сканирующий источник света (оптический квантовый генератор и двухкоординатный дефлектор) и электрооптический модулятор, используемый в качестве узла ввода исследуемого сигнала; опорный модулятор, выполненный из двух поляризаторов и двоя-i, копреломляющей призмы, установленной между поляризаторами; проекционную систему , ичтегратор-видикон и индикатор 3 . Этот анализатор имеет малую чувствительность и низкую точность анализа в полосе частот, примыкающей к нулевой, поскольку отклик анализатора на постоянную составляющую света, подвергающуюся спектральному анализу наравне -с исследуемым сигналом, имеет вид s i п п х/х, как и отклик на исследуемый сигнал. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности анализа в полосе частот,примыкающей к-нулевой. Это достигается тем, что в многоканальном анализаторе спектра электрооптический модулятор установлен между одним из поляризаторов и двоякопреломляющей призмой. На чертеже изображена схема анализатора спектра. Предлагаемый анализатор содержит сканирующий источник 1 света, состоящий, например,из ОКГ 2 и двухкоординатного дефлектора 3. Опорный модулятор содержит двоякопреломляющую

призму 4, установленную между поляризаторами 5 и б, причем оптическая ось поляризатора 5 параллельна оси X оптическая ось призмы 4 параллельна плоскости Х2, а оптическая ось поляризатора 6 расположена под углом 45° к осям X и У. Электрооптический модулятор 7, используемый для ввода исследуемого- сигнала, установлен в модуляторе между одним из поляризаторов, например между поляризатором 5 и призмой 4. Наведенные оси модулятора 7 расположеныпод углом 45° к осям X, У. Проекционная система содержит цилиндрическую линзу 8 и объектив 9 с фокусным расстоянием Г, g фокальной плоскости объектива линзы 8 установлен интегратор - видикон, подключенный к индикатру 11 -. телевизионному кинескопу, имеквдему общие с видиконом строчные и кадровые развертки.

Анализатор работает следующим образом.

Источник 1 света формирует световой луч/ сканирующий в плоскости ху вдоль оси X со скоростью V. Этот световой луч, проходя через поляризатор 5, становится линейно поляризованным и после прохождения через i-ю ячейку электрооптического модулятора 7 разлагается на две ортогональные волны, поляризованные по осям х и у. и имеющие амплитуды (t) и Aosin afi(t)j, .где fi(t) - исследуемый сигнал;

а - постоянная, определяемая свойствами модулятора 7.

Эти волны, проходя через призму 4 приобретают дополнительную разность фаз

2

д У пСо.) (&о t xsinV) ,

где Л - длина световой волны;

п (k) - разность показателей преломления для волн двух поляризаций, зависящая от угла 06 между направлением распространения волны и осью Z;

j- длина пути, проходимая осевым лучом в призме 4; V - угол между рабочими гранями Призмы 4,

Интенсивность луча после поляризатора б определяется выражением i

- l-3ln 2o.fiYt)(0)(Eo XSinvtJ)

а

.Каждый пучок параллельных лучей, выходящих из поляризатора б под углом о к оси системы, собирается объективом 9 на мишени видикона Юс

координатой X cviF.

При равномерной развертке сигнала дефлектором .3 со скоростью v вдоль оси X освещенность мишени видикона 10 для каждого процесса fi{x) имеет вид

f|l-2afi(t)()((vtsin4.;J}dt,

t-o

т.е. в полосе частот, примыкающей к нулевой, спектральному анализу подвергается только исследуемый сигнал fi(t), а отклик на постоянную составляющую отсутствует.

Цилиндрическая линза 8 проектирует каждую точку плоскости ху на выходе модулятора 7 в линию, параллельную оси X, на Мишени видикона 10, т.е. интегрирование производится во всех точках зтой оси.

На экране индикатора 11 появляется трехмерное изображение спектра сигнала в координатах: частота (ось х), номер канала (ось у), яркость (спектральная плотность).

Формула изобретения

Многоканальный анализатор спектра по авт, св. № 530623,о т л и ающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности анализа в полосе частот, примыкающей к нулевой , электрооптический модулятор установлен между одним из поляризаторов и двоякопреломляющей призмой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 480092, кл. G 06 G 9/00, 1972. 2. Акцептованная заявка Великобриании № 1322087, кл. G 10, 1973.

3 . Авторское свидетельство СССР № 530623,кл. G 01 R 23/16, 1976.

; г

6 s 3 to