Акусто-оптический коррелятор Советский патент 1985 года по МПК G06G9/00 

Изобретение относится к технике корреляционной обработки сигналов и может быть использовано в радиолокации, гидроакустике и радиоастрономии. Известен акустооптический коррелятор 1 , Этот коррелятор основан на преобразовании исследуемого и опорного сигналов во встречно распространяющиеся акустические пучки,дифракции света на этих пучках, вьиелении све та, попадающего в два дифракционньк порядкаS проекции его на фотоприемник, преобразовании в электрический сигнал и интегрировании во времени. Достоинством этого способа является то, что .интервал, в котором производится анализ корреляционной функции, равен удвоенному времени распространения акустического пучка по звукопроводу ультразвукового модулятора света. Однако для реализации этого способа необходим фотопри емник, у которого число разрешаемых точек не меньше отношения интервала анализа к четверти периода несущей частоты анализируемых сигналов. Это значит, что число разрешаемых фотоприемником точек должно быть, как минимум, на порядок больше, чем необходимо для воспроизведения взаимо корреляционной функции исследуемого и опорного сигналов. Известен акустооптический коррелятор содержащий источник когерентного излучения, коллиматор, первый ультразвуковой модулятор све та, две линзы, второй ультразвуково мрдулятор света, третью линзу и фотоприемник. Недостатком устройств является ограничение диапазона анализа временным интервалом, реальным длительности прохождения волны в модуляторе. Целью изобретения является увели чение временного интервала в котором производится анализ взаимокорреляционной функции исследуемого и опорного сигналов. Указанная цель достигается тем, что в акустооптический коррелятор, содержащий расположенные на одной оптической оси источник когерентног света, коллиматор, первьм ультразву ковой модулятор света, первую линзу, вторую линзу, второй ультразвуковой модулятор света, третью линзу и фотоприемник, введены две диафрагмы, четвертая линза, два модулятора и генератор гармонического сигнала, выход которого подключен к первым входам модуляторов, вторые входы которьпс являются соответственно первым и вторым входами коррелятора, выходы модуляторов соединены соответственно с электрическими входами первого и второго ультразвуковых модуляторов света, обе диафрагмы размещены на общей оптической оси соответственно в фокальной плоскости первой и третьей линз и на фокусном расстоянии соответственно от второй и четвертой линз, причем четвертая линза установлена перед фотоприемником. Схема коррелятора изображена на чертеже. В коллимированном световом пучке 1 установлен ультразвуковой модулятор 2 света и интегрирующая линза 3,в фокальной плоскости которой расположена диафрагма 4,а на, двойном фокусном расстоянии проектирующая линза 5s ультразвуковой модулятор 6 света, интегрирующая линза 7, в фокальной плоскости которой расположена диафрагма 8, на двойном фокусном расстоянии проектирующая линза 9 и фотоприемник 10. К электрическим входам ультразвуковых модуляторов 2 и 6 света подключены амплитудные модуляторы 11- и 12, на входы которых подаются опорный и исследуемый сигналы и непрерывное гармоническое колебание от генератора 13. Свет от когерентного источника 14 преобразуется в параллельный поток коллиматором 15. Модуляторы 11 и 1 2 осугцествляют амплитудную модуляцию непрерывного гармонического колебания, даваемого генератором 13, по закону опорного и исследуемого сигналов соответственно. Промодулированные электрические колебания подаются на ультразвуковые модуляторы 2 и 6 света и преобразуются в акустические колебания. Коллимированный световой пучок 1, проходя сквозь прозрачные звукопроводы ультразвуковых модуляторов, дифрагирует на акустических колебаниях, распространяющихся в них. С помощью линзы 3 и диафрагмы 4 после модулятора 2 и линзы

3

7 и диафрагмы 8 после модулятора 6 из всего светового потока вьщеляется свет, попадающий в один дифракционный порядок, а линзы 5 и 9 проектируют вьделенный таким образом свет в плоскость модулятора 6 и фотоприемника 10 соответственно, восстанавливая то пространственное распределение, которое вьделенный свет имел в плоскости дифракции с учетом симметричного переворота, даваемого всякой проектирующей линзой. Переворот изображения, даваемый линзой 5, приводит к тому, что изменения в распределении света в плоскости модуляторов и движение акустического пучка в этом модуляторе происходят навстречу друг другу. Благодаря этому в плоскости фотоприемника 10 рас88727J

пределение света в каждой точке координаты X пропорционально произведению значений опорного и исследуемого сигналов с взаимной задержкой, меняющейся при перемещении вдоль координаты X от -Т до +Т, где Т - время прохождения ультразвуковом звукопровода модулятора света.

Преобразование светового распределения в электрический сигнал и временное интегрирование этого сигнала в каждой точке вдоль координаты X

t5 выполняемое, например, самим фотоприемником, позволяют получить на выходе электрический сигнал, пропорциональный функции взаимной корреляции опорного и исследуемого сигналов

20 в интервале задержек 2Т.

АКУСГООПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР, содержащий расположенные на одной оптической оси источник когерентного света, коллиматор, первый ультра- . звзковой модулятор света, первую линзу, вторую линзу, второй ультразвуковой модулятор света,третью линзу и фотоприемник, отлиу чающийся тем, что, с целью расширения интервала корреляционного анализа, в акустооптический коррелятор введены две диафрагмы, четвертая линза, два модулятора и генератор гармонического сигнала, выход которого подключен к первым входам модуляторов, вторые входы которых являются соответственно первьм и вторым входами коррелятора, выходы модуляторов соединены соответственно с электрическими входами первого и второго ультразвуковых модуляторов света, обе диафрагмы размещены на общей оптической оси соответственно в фокальной плоскости первой и третьей линз и на (Л фокусном расстоянии соответственно с: от второй и четвертой линз, причем четвертая линза установлена перед фотоприемником.

Л 1

ft

ft

1Z