акустооптический приемник

Классы МПК:H04B10/06 приемники
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Заренков Вячеслав Адамович (RU),
Заренков Дмитрий Вячеславович (RU),
Дикарев Виктор Иванович (RU),
Койнаш Борис Васильевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-05-26
публикация патента:

Предлагаемый приемник относится к радиоэлектротехнике и может использоваться для приема, пеленгации, спектрального анализа и детектирования сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн). Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей акустооптического приемника путем пеленгации источника излучения сложных ФМн-сигналов в двух плоскостях. Акустооптический приемник содержит три антенны, преобразователи частот, два гетеродина, два смесителя, усилители промежуточной частоты, перемножители, узкополосные фильтры, корреляторы, пороговые блоки, ключи, фазовые детекторы, блоки регистрации, лазер, коллиматор, ячейки Брэгга, линзы, матрицы фотодетекторов, фильтр нижних частот. 4 ил. акустооптический приемник, патент № 2291575

акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575

Формула изобретения

Акустооптический приемник, содержащий лазер, на пути распространения пучка света которого последовательно установлены коллиматор, первая, вторая и третья ячейки Брэгга, на пути распространения дифрагируемой первой ячейки Брэгга части пучка света установлена линза, в фокальной плоскости которой размещена первая матрица фотодетекторов, вторая и третья ячейки Брэгга расположены на оптической оси устройства вплотную одна к другой с одинаковыми направлениями распространения в них акустических волн, смещены друг относительно друга на величину акустооптический приемник, патент № 2291575 х=vакустооптический приемник, патент № 2291575 Э, где v - скорость распространения акустических волн; акустооптический приемник, патент № 2291575 Э - длительность элементарных посылок, пьезоэлектрические преобразователи второй и третьей ячеек Брэгга соединены с выходом второго ключа, а на пути распространения их дифрагированного пучка света установлена вторая линза, в фокальной плоскости которой размещена вторая матрица фотодетекторов, а также последовательно включенные первую антенну, преобразователь частоты, состоящий из последовательно соединенных первого гетеродина и первого смесителя, первый усилитель промежуточной частоты, первый коррелятор, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, первый пороговый блок и первый ключ, последовательно включенные вторую антенну, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, второй усилитель промежуточной частоты, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, и первый узкополосный фильтр, последовательно включенные первый фазовый детектор и первый блок регистрации, последовательно подключенные к выходу первого гетеродина второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и второй узкополосный фильтр, последовательно подключенные к выходу первого усилителя промежуточной частоты второй ключ, второй вход которого соединен с выходом первого порогового блока, и пьезоэлектрический преобразователь первой ячейки Брэгга, последовательно подключенные к выходу второго ключа третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, третий узкополосный фильтр, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, фильтр нижних частот и второй блок регистрации, отличающийся тем, что он снабжен третьей антенной, третьим смесителем, третьим усилителем промежуточной частоты, пятым перемножителем, четвертым узкополосным фильтром, вторым коррелятором, вторым, третьим и четвертым пороговыми блоками, третьим, четвертыми, пятым ключами и вторым фазовым детектором, причем второй вход первого ключа соединен с выходом первого узкополосного фильтра, к второму выходу первого коррелятора последовательно подключены третий пороговый блок и четвертый ключ, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход подключен к первому входу первого фазового детектора, к выходу третьей антенны последовательно подключены третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, третий усилитель промежуточной частоты, пятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, четвертый узкополосный фильтр, третий ключ и пятый ключ, второй вход которого через четвертый пороговый блок соединен со вторым выходом второго коррелятора, а выход подключен к первому входу второго фазового детектора, к выходу первого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены второй коррелятор, второй вход которого соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты, и второй пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом третьего ключа, вторые входы первого и второго фазовых детекторов соединены с выходом второго узкополосного фильтра, приемные антенны расположены в виде геометрического прямого угла, в вершине которого размещена первая антенна.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемый приемник относится к радиоэлектронике и может использоваться для приема, пеленгации, спектрального анализа и детектирования сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн).

Известны акустооптические приемники (авт. свид. СССР №№ 1.718.695, 1.785.410, 1.799.227, 1.799.226; патенты РФ №№ 1.838.882, 2.234.808, 2.0011.533, 2.007.046; "Зарубежная радиоэлектроника", 1987, № 5, с.51 и др.).

Из известных приемников наиболее близким к предлагаемому является "Акустооптический приемник" (патент РФ № 2.234.808, Н 04 В 10/06, 2003), который и выбран в качестве прототипа.

Известный приемник обеспечивает прием, пеленгацию, спектральный анализ, детектирование и определение основных параметров сложных ФМн-сигналов. Однако он осуществляет пеленгацию только в одной плоскости.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей акустооптического приемника путем пеленгации источника излучения сложных ФМн-сигналов в двух плоскостях.

Поставленная задача решается тем, что акустооптический приемник, содержащий лазер, на пути распространения пучка света которого последовательно установлены коллиматор, первая, вторая и третья ячейки Брэгга, на пути распространения дифрагируемой первой ячейки Брэгга части пучка света установлена первая линза, в фокальной плоскости которой размещена первая матрица фотодетекторов, вторая и третья ячейки Брэгга расположены на оптической оси устройства вплотную одна к другой с одинаковыми направлениями распространения в них акустических волн, смещены относительно друг друга на величину акустооптический приемник, патент № 2291575 Х=Vакустооптический приемник, патент № 2291575 Э, где V - скорость распространения акустических волн; акустооптический приемник, патент № 2291575 Э - длительность элементарных посылок, пьезоэлектрические преобразователи второй и третьей ячеек Брэгга соединены с выходом второго ключа, а на пути распространения их дифрагированного пучка света установлена вторая линза, в фокальной плоскости которой размещена вторая матрица фотодетекторов, а также последовательно включенные первую антенну, преобразователь частоты, состоящий из последовательно соединенных первого гетеродина и первого смесителя, первый усилитель промежуточной частоты, первый коррелятор, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, первый пороговый блок и первый ключ, последовательно включенные вторую антенну, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, второй усилитель промежуточной частоты, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, и первый узкополосный фильтр, последовательно включенные первый фазовый детектор и первый блок регистрации, последовательно подключенные к выходу первого гетеродина второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и второй узкополосный фильтр, последовательно подключенный к выходу первого усилителя промежуточной частоты второй ключ, второй вход которого соединен с выходом первого порогового блока, и пьезоэлектрический преобразователь первой ячейки Брэгга, последовательно подключенные к выходу второго ключа третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, третий узкополосный фильтр, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, фильтр нижних частот и второй блок регистрации, снабжен третьей антенной, третьим смесителем, третьим усилителем промежуточной частоты, пятым перемножителем, четвертым узкополосным фильтром, вторым коррелятором, вторым, третьим и четвертым пороговыми блоками, третьим, четвертым и пятым ключами и вторым фазовым детектором, причем второй вход первого ключа соединен с выходом первого узкополосного фильтра, к второму выходу первого коррелятора последовательно подключены третий пороговый блок и четвертый ключ, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход подключен к четвертому входу первого фазового детектора, к выходу третьей антенны последовательно подключены третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, третий усилитель промежуточной частоты, пятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, четвертый узкополосный фильтр, третий ключ и пятый ключ, второй вход которого через четвертый пороговый блок соединен с вторым выходом второго коррелятора, а выход подключен к первому входу второго фазового детектора, к выходу первого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены второй коррелятор, второй вход которого соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты, и второй пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом третьего ключа, вторые входы первого и второго фазовых детекторов соединены с выходом второго узкополосного фильтра, приемные антенны расположены в виде геометрического прямого угла, в вершине которого размещена первая антенна.

Структурная схема прелагаемого приемника представлена на фиг.1; частотная диаграмма, поясняющая принцип образования дополнительных каналов приема, изображена на фиг.2; взаимное расположение приемных антенн показано на фиг.3; временные диаграммы, поясняющие принцип детектирования принимаемого ФМн-сигнала, показаны на фиг.4.

Акустический приемник содержит последовательно включенные первую антенну 1, первый смеситель 6, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 4, первый усилитель 8 промежуточной частоты, первый коррелятор 14, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 9 промежуточной частоты, первый пороговый блок 15, первый ключ 16, четвертый ключ 44, второй вход которого через третий пороговый блок 42 соединен с вторым входом первого коррелятора 14, первый фазовый детектор 17 и первый блок 18 регистрации, последовательно включенные вторую антенну 2, второй смеситель 7, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 5, второй усилитель 9 промежуточной частоты, первый перемножитель 10, второй вход которого соединен с выходом усилителя 8 промежуточной частоты, и первый узкополосный фильтр 11, выход которого соединен с вторым входом ключа 16, последовательно включенные третью антенну 34, третий смеситель 3, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 5, третий усилитель 36 промежуточной частоты, пятый перемножитель 37, второй вход которого соединен с выходом усилителя 8 промежуточной частоты, четвертый узкополосный фильтр 38, третий ключ 41, пятый ключ 45, второй вход которого через четвертый пороговый блок 43 соединен с вторым выходом второго коррелятора 39, и второй фазовый детектор 46, выход которого соединен со вторым входом блока 18 регистрации, последовательно подключенные к выходу усилителя 8 промежуточной частоты второй коррелятор 39, второй вход которого соединен с выходом усилителя 36 промежуточной частоты, и второй пороговый блок 40, выход которого соединен со вторым входом ключа 41, последовательно подключенные к выходу гетеродина 4 второй перемножитель 12, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 5, и второй узкополосный фильтр 13, выход которого соединен с вторыми входами фазовых детекторов 17 и 46, последовательно подключенные к выходу усилителя 8 промежуточной частоты второй ключ 19, второй вход которого соединен с выходом порогового блока 15, третий перемножитель 25, второй вход которого соединен с выходом фильтра 28 нижних частот, третий узкополосный фильтр 27, четвертый перемножитель 26, второй вход которого соединен с выходом ключа 19, фильтр 28 нижних частот и второй блок 29 регистрации. Последовательно включенные гетеродин 4 и смеситель 6 образуют преобразователь 3 частоты.

На пути распространения пучка света лазера 20 последовательно установлены коллиматор 21, первая 22, вторая 30 и третья 31 ячейки Брэгга, пьезоэлектрические преобразователи которых соединены с выходом ключа 19. Ячейки Брэгга 30 и 31 расположены вплотную одна к другой с одинаковыми направлениями распространения в них акустических волн, смещены относительно друг друга на величину

акустооптический приемник, патент № 2291575 x=vакустооптический приемник, патент № 2291575 э,

где v - скорость распространения акустических волн;

акустооптический приемник, патент № 2291575 э - длительность элементарных посылок.

На пути распространения дифрагируемой ячейки Брэгга 22 части пучка света установлена линза 23, в фокальной плоскости которой расположена матрица 24 фотодетекторов.

На пути распространения дифрагируемой ячейками Брэгга 30 и 31 части пучка света установлена линза 32, в фокальной плоскости которой размещена матрица 33 фотодетекторов.

Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых на зеркальных и комбинационных частотах, основано на использовании двух каналов приема, частоты гетеродинов 4 и 5 которых разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты

акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1=2акустооптический приемник, патент № 2291575 пр

и выбраны симметричными относительно частоты несущей акустооптический приемник, патент № 2291575 С

акустооптический приемник, патент № 2291575 с-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1=акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 с=акустооптический приемник, патент № 2291575 пр

и корреляционной обработке канальных напряжений. При этом количество дополнительных (зеркальных и комбинационных) частот удваивается (фиг.2), но создаются благоприятные условия для их подавления корреляционной обработкой.

Для пеленгации источника излучения ФМн-сигналов в двух плоскостях используется фазовый метод, при котором фазовые сдвиги между сигналами, принимаемыми антеннами 1 и 2, 1 и 34, составляют:

акустооптический приемник, патент № 2291575

где d1, d2 - измерительные базы (расстояния между антеннами);

акустооптический приемник, патент № 2291575 - длина волны;

акустооптический приемник, патент № 2291575 , акустооптический приемник, патент № 2291575 - угловые координаты (азимут и угол места), определяющие направление на источник излучения.

При этом антенны 1, 2 и 34 располагаются в виде геометрического прямого угла, в вершине которого располагается антенна 1.

Повышение точности пеленгации достигается увеличением измерительных баз d1 и d 2, а возникающая при этом неоднозначность устраняется корреляционной обработкой принимаемых ФМн-сигналов.

Акустический приемник работает следующим образом.

Принимаемые ФМн-сигналы:

u1(t)=Uccos[(акустооптический приемник, патент № 2291575 c±акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 )t+акустооптический приемник, патент № 2291575 k(t)+акустооптический приемник, патент № 2291575 1],

u2(t)=Uccos[(акустооптический приемник, патент № 2291575 c±акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 )t+акустооптический приемник, патент № 2291575 k(t)+акустооптический приемник, патент № 2291575 2],

u3(t)=Uccos[(акустооптический приемник, патент № 2291575 c±акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 )t+акустооптический приемник, патент № 2291575 k(t)+акустооптический приемник, патент № 2291575 3], Oакустооптический приемник, патент № 2291575 tакустооптический приемник, патент № 2291575 Tc,

где Uc, акустооптический приемник, патент № 2291575 c, акустооптический приемник, патент № 2291575 1-акустооптический приемник, патент № 2291575 3, Тc - амплитуда, несущая частота, начальные фазы и длительность сигналов;

±акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 - нестабильность несущей частоты, обусловленная эффектом Доплера и другими дестабилизирующими факторами;

акустооптический приемник, патент № 2291575 к(t)={0,акустооптический приемник, патент № 2291575 } - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t) (фиг.4,а), причем акустооптический приемник, патент № 2291575 к(t)=const при kакустооптический приемник, патент № 2291575 э<t<(k+1)акустооптический приемник, патент № 2291575 э и может изменяться скачком при t=kакустооптический приемник, патент № 2291575 Э, т.е. на границах между элементарными посылками (к=1, 2,...,N-1);

акустооптический приемник, патент № 2291575 э, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тcc=Nакустооптический приемник, патент № 2291575 э),

с выхода антенн 1, 2 и 34 поступают на первый вход смесителей 6, 7 и 35, на второй вход которых с выхода гетеродинов подаются напряжения:

uг1(t)=U г1cos(акустооптический приемник, патент № 2291575 г1+акустооптический приемник, патент № 2291575 г1),

uг2(t)=Uг2cos(акустооптический приемник, патент № 2291575 г2+акустооптический приемник, патент № 2291575 г2).

Причем частоты акустооптический приемник, патент № 2291575 г1 и акустооптический приемник, патент № 2291575 г2 гетеродинов 4 и 5 разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты

акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1=2акустооптический приемник, патент № 2291575 пр

и выбраны симметричными относительно несущей частоты акустооптический приемник, патент № 2291575 с принимаемого сигнала

акустооптический приемник, патент № 2291575 с-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1=акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 с=акустооптический приемник, патент № 2291575 пр.

Это обстоятельство приводит к удвоению числа дополнительных каналов приема, но создает благоприятные условия для их подавления за счет корреляционной обработки.

На выходе смесителей 6, 7 и 35 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 8, 9 и 36 выделяются только напряжения промежуточной (разностной) частоты:

uпр1(t)=Uпр1 cos[(акустооптический приемник, патент № 2291575 пр±акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 )t+акустооптический приемник, патент № 2291575 k(t)+акустооптический приемник, патент № 2291575 пр1],

uпр2(t)=Uпр2 cos[(акустооптический приемник, патент № 2291575 пр±акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 )t+акустооптический приемник, патент № 2291575 k(t)+акустооптический приемник, патент № 2291575 пр2],

uпр3(t)=Uпр2 cos[(акустооптический приемник, патент № 2291575 пр±акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 )t+акустооптический приемник, патент № 2291575 k(t)+акустооптический приемник, патент № 2291575 пр3], Oакустооптический приемник, патент № 2291575 tакустооптический приемник, патент № 2291575 Тс,

акустооптический приемник, патент № 2291575

где

акустооптический приемник, патент № 2291575

K1 - коэффициент передачи смесителей;

акустооптический приемник, патент № 2291575 пр=акустооптический приемник, патент № 2291575 c-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1=акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 c - промежуточная частота;

акустооптический приемник, патент № 2291575 пр1=акустооптический приемник, патент № 2291575 1-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1; акустооптический приемник, патент № 2291575 пр2=акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 2; акустооптический приемник, патент № 2291575 пр3=акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 3.

Напряжения uг1(t) и u г2(t) с выходов гетеродинов 4 и 5 подаются на два входа перемножителя 12, на выходе которого образуется гармоническое напряжение

uг(t)=Uгcos[(акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1)t+акустооптический приемник, патент № 2291575 г]=Uгcos(2акустооптический приемник, патент № 2291575 прt+акустооптический приемник, патент № 2291575 г),

где акустооптический приемник, патент № 2291575 ;

К2 - коэффициент передачи перемножителя;

акустооптический приемник, патент № 2291575 г=акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1,

которое выделяется узкополосным фильтром 13, частота настройки акустооптический приемник, патент № 2291575 н2 которого выбирается равной 2акустооптический приемник, патент № 2291575 пр(акустооптический приемник, патент № 2291575 н2=2акустооптический приемник, патент № 2291575 пр).

Напряжения uпр1(t) и u пр2(t), uпр1(t) и uпр3(t) с выходов усилителей 8, 9 и 36 промежуточной частоты поступают на входы перемножителей 10 и 37, на выходе которых образуются следующие гармонические напряжения:

u4(t)=U4 cos[(акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1)t+акустооптический приемник, патент № 2291575 г+акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 1],

u5(t)=U4cos[(акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1)t+акустооптический приемник, патент № 2291575 г+акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 2],

акустооптический приемник, патент № 2291575

акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1=2акустооптический приемник, патент № 2291575 пр;

где

акустооптический приемник, патент № 2291575

акустооптический приемник, патент № 2291575 и, акустооптический приемник, патент № 2291575 и - истинные угловые координаты (азимут и угол места) источника излучения сигналов, которые выделяются узкополосными фильтрами 11 и 38 соответственно.

Напряжения uпр1 (t) и uпр2(t), uпр1(t) и uпр3 (t) одновременно поступают на два входа корреляторов 14 и 39 соответственно, на первом выходе которых образуются напряжения, пропорциональные корреляционной функции R1(акустооптический приемник, патент № 2291575 ) и R2(акустооптический приемник, патент № 2291575 ). Указанные напряжения поступают на входы пороговых блоков 15 и 40, где сравниваются с пороговым напряжением Uпop1 .

Так как канальные напряжения uпр1(t) и u пр2(t), uпр1(t) и uпр3(t) образуются одним и тем же ФМн-сигналом, принимаемым по основному каналу на несущей частоте акустооптический приемник, патент № 2291575 с, то между ними существует сильная корреляционная связь. Выходные напряжения достигают максимального значения и превышают пороговый уровень Uпop1 в пороговых блоках 15 и 40.

При превышении порогового напряжения Uпop1 в пороговых блоках 15 и 40 формируются постоянные напряжения, которые поступают на управляющие входы ключей 16 и 41, открывая их. В исходном состоянии ключи 16, 41, 44 и 45 всегда закрыты.

На втором выходе корреляторов 14 и 39 формируются напряжения, пропорциональные корреляционным функциям R3(акустооптический приемник, патент № 2291575 ) и R4(акустооптический приемник, патент № 2291575 ). Указанные напряжения достигают максимального значения только при истинных значениях угловых координат акустооптический приемник, патент № 2291575 и и акустооптический приемник, патент № 2291575 и. И только при этих значениях в пороговых блоках 42 и 43 формируются постоянные напряжения, которые поступают на управляющие входы ключей 44 и 45, открывая их.

При этом напряжения u4(t) и u5(t) с выходов узкополосных фильтров 11 и 38 через открытые ключи 16 и 44, 41 и 45 поступают на первые входы фазовых детекторов 17 и 46 соответственно, на вторые входы которых подается напряжение uг(t) с выхода узкополосного фильтра 13. На выходе фазовых детекторов 17 и 46 образуются низкочастотные напряжения:

uн1(акустооптический приемник, патент № 2291575 )=Uнcosакустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 1,

uн2(акустооптический приемник, патент № 2291575 )=Uнcosакустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 2,

где акустооптический приемник, патент № 2291575

К3 - коэффициент передачи фазовых детекторов

Пропорциональные фазовым сдвигам акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 1 и акустооптический приемник, патент № 2291575 акустооптический приемник, патент № 2291575 2. Эти напряжения фиксируются блоком 18 регистрации.

При этом повышение точности пеленгации источника излучения ФМн-сигналов обеспечивается путем увеличения измерительных баз d1 и d2. А возникающая при этом неоднозначность отсчета углов акустооптический приемник, патент № 2291575 и акустооптический приемник, патент № 2291575 устраняется корреляционной обработкой канальных напряжений.

Ширина спектра акустооптический приемник, патент № 2291575 fc принимаемых ФМн-сигналов определяется длительностью акустооптический приемник, патент № 2291575 э элементарных посылок (акустооптический приемник, патент № 2291575 fc=1/акустооптический приемник, патент № 2291575 э), тогда как ширина спектра акустооптический приемник, патент № 2291575 fг гармонических колебаний u4(t) и u5(t) определяется его длительностью Тc ((акустооптический приемник, патент № 2291575 fг=1/Тс), т.е. спектр входных ФМн-сигналов сворачивается в N раз (акустооптический приемник, патент № 2291575 fc/акустооптический приемник, патент № 2291575 fг=N). Это дает возможность с помощью узкополосных фильтров 11 и 38 выделять гармонические колебания u4 (t) и u5(t), отфильтровав при этом значительную часть шумов и помех, т.е. повысить реальную чувствительность приемника при пеленгации источника излучения ФМн-сигналов.

Напряжение uпр1(t) (фиг.4,б) с выхода усилителя 8 промежуточной частоты через открытый ключ 19 одновременно поступает на пьезоэлектрические преобразователи ячейки Брэгга 20, 30 и 31, где преобразуется в акустические колебания, и на первые входы перемножителей 25 и 26. На второй вход перемножителя 26 с выхода узкополосного фильтра 27 подается опорное напряжение (фиг.4,в)

u 0(t)=U0cos(акустооптический приемник, патент № 2291575 прt+акустооптический приемник, патент № 2291575 пр1), Oакустооптический приемник, патент № 2291575 tакустооптический приемник, патент № 2291575 Tс

В результате перемножения указанных напряжений образуется результирующее напряжение

uакустооптический приемник, патент № 2291575 (t)=U1cosакустооптический приемник, патент № 2291575 к(t)+U1cos[2акустооптический приемник, патент № 2291575 прt+акустооптический приемник, патент № 2291575 k(t)+2акустооптический приемник, патент № 2291575 пр),

где акустооптический приемник, патент № 2291575

Аналог модулирующего кода (фиг.4,г) uн (t)=U1cosакустооптический приемник, патент № 2291575 к(t) выделяется фильтром 28 нижних частот, регистрируется блоком 29 регистрации и подается на второй вход перемножителя 25, на выходе которого образуется гармоническое напряжение

U6(t)=U6cos(акустооптический приемник, патент № 2291575 прt+акустооптический приемник, патент № 2291575 пр1)=U0cos(акустооптический приемник, патент № 2291575 прt+акустооптический приемник, патент № 2291575 пр),

Где акустооптический приемник, патент № 2291575

Данное напряжение выделяется узкополосным фильтром 27 и подается на второй вход перемножителя 26. Так осуществляется синхронное детектирование принимаемого ФМн-сигнала.

Пучок света от лазера 20, сколлимированный коллиматором 21, проходит через ячейки Брэгга 22, 30 и 31 и дифрагирует на акустических колебаниях, возбуждаемых напряжением uпр1(t).

Следует отметить, что на каждой ячейке Брэгга дифрагирует приблизительно 1/10 часть основного пучка света. Каждая ячейка Брэгга 22(30, 31) состоит из звукопровода и возбуждающей гиперзвук пьезоэлектрической пластины, выполненной из кристалла ниобата лития, соответственно, Х и У-35° среза. Это обеспечивает автоматическую подстройку по углу Брэгга и работу ячейки в широком диапазоне частот.

На пути распространения дифрагируемой ячейкой Брэгга 22 части пучка света установлена линза 23, формирующая пространственный спектр принимаемого ФМн-сигнала, в фокальной плоскости которой размещена матрица 24 фотодетекторов. Указанные элементы образуют акустооптический анализатор спектра. Каждому разрешаемому элементу анализируемого частотного диапазона соответствует свой фотодетектор.

Ячейки Брэгга 30 и 31, установленные на общей оптической оси устройства вплотную друг к другу с одинаковыми направлениями распространения в них акустических колебаний, линза 32 и матрица 33 фотодетекторов образуют акустооптический демодулятор принимаемого ФМн-сигнала (фиг.4, д, е). При этом указанные ячейки смещены относительно друг друга (вдоль оси х) на величину акустооптический приемник, патент № 2291575 х=vакустооптический приемник, патент № 2291575 Э, где v - скорость распространения акустических колебаний;

акустооптический приемник, патент № 2291575 Э - длительность элементарных посылок.

Причем опорным напряжением для каждой элементарной посылки служит предыдущая посылка. Практическая реализация акустооптического демодулятора возможна только при априорном знании длительности акустооптический приемник, патент № 2291575 э элементарных посылок.

Описанная выше работа приемника соответствует случаю приема ФМн-сигналов по основному каналу на частоте акустооптический приемник, патент № 2291575 с (фиг.2).

Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому зеркальному каналу на частоте акустооптический приемник, патент № 2291575 з1, то в смесителях 6, 7 и 35 он преобразуется в напряжения следующих частот:

акустооптический приемник, патент № 2291575 11=акустооптический приемник, патент № 2291575 г1-акустооптический приемник, патент № 2291575 з1=акустооптический приемник, патент № 2291575 пр,

акустооптический приемник, патент № 2291575 12=акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 з1=3акустооптический приемник, патент № 2291575 пр,

где - первый индекс обозначает канал, по которому принимается ложный сигнал (помеха);

- второй индекс обозначает номер гетеродина, частота которого участвует в преобразовании несущей частоты принимаемого ложного сигнала (помехи).

Однако только напряжение с частотой акустооптический приемник, патент № 2291575 11 попадает в полосу пропускания усилителя 8 промежуточной частоты, а затем на первый вход перемножителя 10 и корреляторов 14, 39. Выходные напряжения корреляторов 14 и 39 равны нулю, так как на выходе усилителей 9 и 36 промежуточной частоты напряжения отсутствуют. Ключи 16, 19 и 41 не открываются и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому зеркальному каналу на частоте акустооптический приемник, патент № 2291575 з1 подавляется.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму зеркальному каналу на частоте акустооптический приемник, патент № 2291575 з2, то в смесителях 6,7 и 35 он преобразуется в напряжения следующих частот:

акустооптический приемник, патент № 2291575 22=акустооптический приемник, патент № 2291575 з2-акустооптический приемник, патент № 2291575 г2=акустооптический приемник, патент № 2291575 пр,

акустооптический приемник, патент № 2291575 21=акустооптический приемник, патент № 2291575 з2-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1=3акустооптический приемник, патент № 2291575 пр.

Однако только напряжение с частотой акустооптический приемник, патент № 2291575 22 попадают в полосу пропускания усилителей 9 и 36 промежуточной частоты и на второй вход корреляторов 14 и 39. Выходные напряжения корреляторов 14 и 39 в этом случае также равны нулю, так как на выходе усилителя 8 промежуточной частоты напряжение отсутствует. Ключи 16, 19 и 41 не открываются и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму зеркальному каналу на частоте акустооптический приемник, патент № 2291575 з2, подавляется.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые по другим дополнительным каналам.

Если ложные сигналы (помехи) принимаются одновременно по первому и второму зеркальным каналам на частотах акустооптический приемник, патент № 2291575 з1 и акустооптический приемник, патент № 2291575 з2, то в смесителях 6, 7 и 35 они преобразуются в напряжения следующих частот:

акустооптический приемник, патент № 2291575 11=акустооптический приемник, патент № 2291575 г1-акустооптический приемник, патент № 2291575 з1=акустооптический приемник, патент № 2291575 пр, акустооптический приемник, патент № 2291575 22=акустооптический приемник, патент № 2291575 з2-акустооптический приемник, патент № 2291575 г2=акустооптический приемник, патент № 2291575 пр,

акустооптический приемник, патент № 2291575 12=акустооптический приемник, патент № 2291575 г2-акустооптический приемник, патент № 2291575 з1=3акустооптический приемник, патент № 2291575 пр, акустооптический приемник, патент № 2291575 21=акустооптический приемник, патент № 2291575 з2-акустооптический приемник, патент № 2291575 г1=3акустооптический приемник, патент № 2291575 пр.

При этом напряжения с частотами акустооптический приемник, патент № 2291575 11 и акустооптический приемник, патент № 2291575 12 попадают в полосу пропускания усилителей 8, 9 и 36 промежуточной частоты и на два входа перемножителей 10 и 37, корреляторов 14 и 39. Однако ключи 16, 19 и 41 не открываются. Это объясняется тем, что разные ложные сигналы (помехи) принимаются на разных зеркальных частотах акустооптический приемник, патент № 2291575 з1 и акустооптический приемник, патент № 2291575 з2; поэтому между канальными напряжениями, выделяемые усилителями 8, 9 и 36 промежуточной частоты, существует слабая корреляционная связь.

Кроме того, следует отметить, что корреляционная функция помех не имеет ярко выраженного максимума, как это имеет место у сложных ФМн-сигналов.

Выходные напряжения U1 и U2 корреляторов 14 и 39 не превышают порогового напряжения Uпop1 в пороговых блоках 15 и 40 (U1<Uпop1, U2<U пop1).

Последние не срабатывают, ключи 16, 19 и 41 не открываются и ложные сигналы (помехи), принимаемые одновременно по первому и второму зеркальным каналам на частотах акустооптический приемник, патент № 2291575 з1 и акустооптический приемник, патент № 2291575 з2, подавляются.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые одновременно и по другим дополнительным (комбинационным) каналам.

Следовательно, за счет подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным (зеркальным и комбинационным) каналам, обеспечивается повышение помехоустойчивости и разрешающей способности приемника.

Предлагаемые демодуляторы ФМн-сигналов свободны от явления "обратной работы", которое присуще известным устройствам А.А.Пистолькорса, В.И.Сифорова, Д.Ф.Костаса и Г.А.Травина, обеспечивающим выделение опорного напряжения непосредственно из самого принимаемого ФМн-сигнала.

Таким образом, предлагаемый приемник по сравнению с прототипом инвариантен к виду модуляции и нестабильности несущей частоты принимаемых сигналов, обеспечивает пеленгацию источника излучения ФМн-сигналов в двух плоскостях. При этом повышение точности пеленгации достигается увеличением измерительных баз d1 и d 2, а возникающая при этом неоднозначность устраняется корреляционной обработкой принимаемых ФМн-сигналов. Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, также обеспечивается корреляционной обработкой. При этом следует отметить, что корреляционная функция ФМн-сигналов обладает замечательным свойством: она имеет малый уровень боковых лепестков и сравнительно высокий уровень главного лепестка.

Расположение приемных антенн в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещается антенна, общая для азимутальной и угломестной плоскостей, по сравнению с расположением приемных антенн в виде классического геометрического креста обеспечивает сокращение количества приемных антенн и каналов и продиктовано самой идеологией пеленгации.

Тем самым функциональные возможности акустооптического приемника расширены.

Класс H04B10/06 приемники

акустооптический приемник -  патент 2452092 (27.05.2012)
акустооптический приемник -  патент 2439811 (10.01.2012)
акустооптический приемник -  патент 2329602 (20.07.2008)
акустооптический приемник -  патент 2325761 (27.05.2008)
детектирование сигналов с высокой разрешающей способностью и высокой чувствительностью -  патент 2316897 (10.02.2008)
акустооптический приемник -  патент 2314644 (10.01.2008)
способ обработки двоичных когерентных оптических сигналов в условиях шума спонтанного излучения и воздействия жесткой радиации и оптический приемник, реализующий способ -  патент 2286019 (20.10.2006)
устройство обнаружения оптического излучения -  патент 2276382 (10.05.2006)
устройство для распознавания информационных сигналов -  патент 2270522 (20.02.2006)
акустооптический приемник сложных сигналов -  патент 2265281 (27.11.2005)
Наверх