Акустооптический коррелятор

 

АКУСТООПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР , содержащий расположенные последовательно на одной оптической оси источник когерентного света, коллиматор, первую цилиндрическую линзу, первый акустооптический модулятор, первую сферическую линзу, второй акустооптический модулятор, вторую сферическую линзу, вторую цилиндрическую линзу и двумерный фотоприемник, электрический выход которого является выходом акустооптического коррелятора, а электрические входы первого и второго акустооптических модуляторов являются соответствующими входами акустооптического коррелятора, при этом направление распространения акустической волны второго акустооптического модулятора ортогонально направлению распространения акустической волны первого акустооптического модулятора, отличающийся тем, что, с целью увеличения полосы час/7 - // // J тот обрабатываемых сигналов, в коррелятор введены третий и четвертый акустооптические модуляторы, генератор синусоидального сигнала с частотой, равной несущей частоте обрабатываемых сигналов и диафрагма , при этом диафрагма установлена в фокальной плоскости второй сферической линзы перед второй цилиндрической линзой , третий акустооптический модулятор установлен между первым акустооптическим модулятором и первой сферической линзой , направление распространения акустических волн третьего и четвертого акустооптических модуляторов противоположно и параллельно направлению распространения акустических волн пе.рвого i и второго акустооптических модуляторов соответственно, причем второй и четвертый (Л акустооптические модуляторы расположены на оси, перпендикулярной оптической оси и параллельной оси третьего акустооптического модулятора, и смещены в противоположные от оптической оси стороны на расстояние , рде 1 - несущая частота обрабатываемых сигналов; р фокусное расстояние первой сферической линзы; 00 00 Д -длина волны света; Y - скорость распространения акустических волн в первом и третьем акустооптических модуляторах, а выход генератора синусоидального сигнала подключен к входам третьего и четвертого акустооптических модуляторов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1>4 G 06 G 900

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 37172!4/24-24 (22) 29.03.84 (46) 07.08.85, Бюл. № 29 (72) А. И. Елисеев (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (53) 681.333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 987641, кл. G 06 G 9/00, 1980.

Ежов В. А., Тарасов Л. В. Акустооптическая обработка радиосигналов. — Зарубежная радиоэлектроника, 1982, № 7, с. 10, рис. 7. (54 ) (57) АКУСТООПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР, содержащий расположенные последовательно на одной оптической оси источник когерентного света, коллиматор, первую цилиндрическую линзу, первый акустооптический модулятор, первую сферическую линзу, второй акустооптический модулятор, вторую сферическую линзу, вторую цилиндрическую линзу и двумерный фотоприемник, электрический выход которого является выходом акустооптического коррелятора, а электрические входы первого и второго акустооптических модуляторов являются соответствующими входами акустооптического коррелятора, при этом направление распространения акустической волны второго акустооптического модулятора ортогонально направлению распространения акустической волны первого акустооптического модулятора, отличающийся тем, что, с целью увеличения полосы час17 Д тт

„„SU„„1171818 А тот обрабатываемых сигналов, в коррелятор введены третий и четвертый акустооптические модуляторы, генератор синусоидального сигнала с частотой, равной несущей частоте обрабатываемых сигналов и диафрагма, при этом диафрагма установлена в фокальной плоскости второй сферической линзы перед второй цилиндрической линзой, третий аку стооптический модулятор установлен между первым акустооптическим модулятором и первой сферической линзой, направление распространения акустических волн третьего и четвертого акустооптических модуляторов противоположно и параллельно направлению распространения акустических волн первого и второго акустооптических модуляторов соответственно, причем второй и четвертый акустооптические модуляторы расположены на оси, перпендикулярной оптической оси и параллельной оси третьего акустооптического модулятора, и смещены в противоположные от оптической оси стороны на расстояние

Хо= — — — 7

Ь Pil

Ч где f — несущая частота обрабатываемых сигналов;

P — фокусное расстояние первой сферической линзы; и †дли волны света;

V — скорость распространения акустических волн в первом и третьем акустооптических модуляторах, а выход генератора синусоидального сигнала подключен к входам третьего и четвертого акустооптических модуляторов.

1171818

Составитель Г. Зелинский

Техред И. Верес Корректор Л. Бескид

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Иванова

Заказ 4865/42

Изобретение относится к области корреляционной обработки радиосигналов и может быть использовано в радиоизмерительных системах, радиолокации, радиосвязи и радиоастрономии.

Целью изобретения является увеличение полосы частот обрабатываемых сигналов.

На чертеже представлена структурная схема акустооптического коррелятора.

Коррелятор содержит расположенные последовательно на одной оптической оси источник 1 когерентного света, коллиматор 2, первую цилиндрическую линзу 3, первый акустооптический модулятор 4, пьезопреобразователь 5 которого является первым электрическим входом коррелятора, третий акустооптический модулятор 6, пьезопреобразователь 7 которого расположен на противоположной грани звукопровода акустооптического модулятора б по отношению к пьезопреобразователю 5, первую сферическую линзу 8, второй 9 и четвертый 10 акустические модуляторы с пьезопреобразователями 11 и 12, вторую сферическую линзу 13, диафрагму 14 вторую цилиндрическую линзу 15 и двумерный фотоприемник 16. К входам третьего и четвертого акустооптических модуляторов подключен выход генератора 17 синусоидального сигналя.

Устройство работает следующим образом.

Световой пучок от источника 1 расширяется коллиматором 2 и фокусируется линзой 3 на апертуре акустооптических модуляторов 4 и 6. Коррелируемые сигналы

U< (1) и Uz (t) поступают соответственно на пьезопреобразователи 5 и 11 и преобразуются послед IHMH в акустические волны в модуляторах 4 и 9. Синусоидальный сигнал с частотой f, ðàâíîé несущей частоте коррелируемых сигналов Ui(t) и U (t), 11осту пает о nûõoän i o11oратора 17 на пьезопреобразователи 7 и 12, которые преобразуют его в акустические волны в модуляторах 6 и 10. Световой пучок дифрагирует на встречно распространяющихся акустических волнах в модуляторах 4 и 6. Линза 8 осуществляет пространственное преобразование Фурье над световым распределением в выходной плоскости акустооптического модулятора 6 и фокусирует световые пучки +1-го и -1-го дифракционных порядков соответственно на апертурах модуляторов 9 и 10. Далее свет дифрагирует на акустических волнах в акустооптических модуляторах 9 и 10. Линза 13 осуществляет преобразование Фурье над световым распределением в выходной плоскости модуляторов 9 и 10, диафрагма 14 пропускает только +1-й дифракционный порядок, что обеспечивает коллинеарность распространения по координате у световых пучков, попадающих на фотоприемник 16. Линза 15 восстанавливает в плоскости фотоприемника 16 выходные плоскости модуляторов.

Фокусные расстояния всех линз и особенно линз 8 и 13 подбираются так, чтобы масштаб светового распределения в плоскости фотоприемника соответствовал формату используемого двумерного фотоприемника (например, матрицы ПЗС) . Фотоприемник 16 осуществляет накопление заряда пропорционально интенсивности падающего на него светового распределения в течение времени, равного длительности обрабатываемых сигналов. В результате накопления на фотоприемнике 16 образуется двумерное распределение заряда, структура распределения которого представляет собой пространственную несущую по координате х, т.е. вдоль строк промодулированную по амплитуде огибающей взаимно корреляционной функции коррелируемых сигнаIOB Ui (t) H Ug (t), 11PH 3TOM IHCJIO CTPOK в фотоприемнике равно отношению длины

40 звукопроводов модуляторов 9 и !О к длине звукопроводов модуляторов 4 и б.