Устройство для регистрации голограмм сверхвысокочастотного поля Советский патент 1982 года по МПК G01R29/08 

4, связанный с механизмо-м 5 движения антенны 1, фазовращатель 6, регистратор 7, однополоеные модуляторы 8, 9, выполненные по схеме с двумя сигнальными входами, вспомогательный генератор 10, соединенный с управляющими входами однополосных модуляторов 6, 9, а также последовательно соединенные умножитель 11 и модулятор 12 штриховой записи, подключенный к входу регистраторЭ 7, при этом фазовращатель 6 содержит два источника 13, 14 света, с которыми оптически связаны установлсЦ11ЫЙ с возможностью вращения диск 15 с периодически чередующимися нрозрачными и непрозрачными радиальными штрихами равной ширины, две непрозрачные диафрагмы 16, 17 со штриховой записью синусоиды и два фотодетектора 18, 19, источник 3 опорного сигнала соединен с вторым входом приемника 2, который выполнен но схеме с двумя квадратурными выходами, подключенными к сигнальным входам однополосного модулятора 8, фотодетекторы 18, 19 соединены с сигнальными входами однополосного модулятора 9, а выходы однонолосных модуляторов 8, 9 подключены к соответствующим входам умножителя 11, каждый из однополосных модуляторов 8, 9 содержит два ключевых модулятора 20, 21, соединепных с входами сумматора 22, на выходе которого включен- полосовой фильтр 23, причем первые входы ключевых модуляторов 20, 21 являются сигнальными входами одиополосных модуляторов 8 и 9, вторые их входы - их управляющими входами, а выходы полосовых фильтров 23 являются выходами одпополосных модуляторов 8, 9.

Регистратор 7 содержит фотоматериал 24, укрепленный на барабане 25, насаженном па ось 26.

Устройство работает следующим образом.

С помощью механизма 5, режим работы которого задается синхронизатором 4, антенна 1 осуществляет сканирование СВЧ-поля в некоторой области, например, в зоне Френеля при непрерывном движении по одной координате (азимуту) и дискретной перестройке но другой координате (углу места). Изменения скорости движения антенны 1 при непрерывном сканировании по одной координате вызывают временные изменения сигналов, принимаемых антеппой 1, в широком диапазоне частот 0,01 - 10 Гц. Эти сигпалы одновременно с опорным сигналом от источника 3 поступают на приемник 2, с выхода которого ипформация о СВЧ-поле поступает па вход ключевого модулятора 20 однополоспого модулятора 8 в виде Л (t cos ф (t, а на вход ключевого модулятора 21 однополосного модулятора в виде Л (Г) sin ф (О, где А (/) и ф (t) - амплитуда и фаза СВЧ-поля соответственно. Ключевые

модуляторы 20 и 21 однополосного модулятора 8 осуществляют модуляцию сигнала СВЧ-поля напряжением частоты соо, значительно превышающем частоту сигнала поля и частоту сигнала, формируемого фазовращателем 6. Сигнал частоты ио поступает от вспомогательного генератора 10, нричем фаза модулирующего напряжения, гюступающего в ключевой модулятор 20 однополосного модулятора 8, равна ыо t, а фаза модулирующего иапря}кения, поступающего в ключевой модулятор 21 однополосного модулятора 8 равна «о ± я/2. Сигналы с выходов ключевых модуляторов 20, 21 однополоспого модулятора 8 поступают на его сумматор 22, в котором осуществляется компенсацня суммарной (разностной) частоты сигналов, а полосовой фильтр 23 однополосного модулятора 8 выделяет сигнал вида Л (г;)со5

1ГФ(0.

Фазовращатель 6 формирует сигнал пространственной модуляции сигнала СВЧ-поля путем модуляции пространственной Структуры диска 15 диафрагмами 16 и 17, при этом сигнал на выходе фотодетектора 18 имеет ВИД cosQ(t)-t, а сигнал на выходе фотодетектора 19 имеет вид smQ(t)t. Одцополосным модулятором 9 осуществляется обработка сигналов, формируемых фазовращателем 6, аналогично обработке сигналов с выхода приемника 2 однополосным модулятором 8, так что на выходе полосового фильтра 23 однополосного модулятора 9 сигнал, используемый в дальнейшем для пространственной модуляции сигнала СВЧ-поля, имеет вид (0 Таким образом, в процессе регистрации голограммы имеющие временные изменения сигналы СВЧ-поля и сигналы, формируемые фазовращателем 6, нерепосятся на частоту озо, значительно превышающую частоту упомянутых сигналов, что позволяет широкополоспые спгпалы, перекрывающиеся по частотам, перемножать в широком динамическом диапазоне (40 дб), т. с. неравиомерногть движения антенны 1 не влияет па точность формирования голограммы.

После умножения сигналов в умножителе i 1 и фильтрации выделяется сигнал вида Л (/) cos{Q () -Ьф (/), представляющий собой голограмму СВЧ-поля па несущей частоте u(t). Модулятор 12 преобразует электрический сигнал в световой, который в регистраторе 7 заиисывается на фотоматериал 24 в штриховом виде. При непрерывном движении антенпы 1 по одной координате х голограмма занисывается в виде Ai(x, yi) + (f (t), где К определяется ii(t) и пе зависит от х.

В устройстве осуществляется непрерывная сипхронизация фазовращателя 6 и регистратора 7 с движением антенны 1, что обеспечивает высокую точность регистрации голограммы, жестко привязывая значения поля на голограмме к координатам поля.

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации голограмм сверхвысокочастотного поля, содержащее антенну, подключенную к приемнику, источник опорного сигнала, синхронизатор, связанный с механизмом движения антенны, фазовращатель и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности регистрации, в него введены первый и второй однополосные модуляторы, выполненные по схеме с двумя сигнальными входами, вспомогательный генератор, соединенный с управляющими входами однополосных модуляторов, а также последовательно соединенные умножитель и модулятор щтриховой записи, подключенный к входу регистратора, а фазовращатель содержит два источника света, с которыми оптически связаны установленный с возможностью вращения диск с периодически чередующимися прозрачными и непрозрачными радиальными штрихами равной ширины, две неподвижные диафрагмы со щтриховой записью синусоиды и два фотодетектора, при этом источник опорно6

го сигнала соединен с вторым входом приемника, который выполнен по схеме с двумя квадратурными выходами, подключенными к сигнальным входам первого однополосного модулятора, фотодетекторы соединены с сигнальными входамп второго однополоспого модулятора, а выходы однополосных модуляторов подключены к соответствующим входам умножителя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из однополосных модуляторов содержит два ключевых модулятора, соединенных с входами сумматора, на выходе которого включен полосовой фильтр, при этом выходы ключевых модуляторов являются сигнальными входами одиополосиого модулятора, вторые их входы - его управляющими входами, а выход полосового фильтра является выходом одноиолосного модулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i. Г П1збург В. М. и др. Измерительная голографическая установка УИГ-3 для СВЧ-диапазона. Научные труды ВНИИОФИ, Голография (экспериментальная физика), серия В, 1972, вып. 2 с. 126-129.