акустооптический анализатор спектра
Классы МПК: | G01R23/17 с вспомогательными оптическими приборами |
Автор(ы): | Дикарев В.И., Миллер В.Е., Снарский К.И., Фомкин Ю.В. |
Патентообладатель(и): | Дикарев Виктор Иванович, Миллер Владимир Евгеньевич, Снарский Константин Иосифович, Фомкин Юрий Владимирович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-06-19 публикация патента:
20.10.2003 |
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для визуального анализа амплитудного спектра исследуемых сигналов и определения вида их модуляции. Техническим результатом является повышение избирательности и помехоустойчивости акустооптического анализа спектра путем устранения неидентичности приемных трактов. Акустооптический анализатор спектра содержит лазер, коллиматор, ячейки Брэгга, линзы, матрицы фотодетекторов, индикаторы, приемную антенну, смесители, усилители промежуточной частоты, перемножители, узкополосные фильтры, амплитудные детекторы, сумматор, фазовращатели на 90o, ключ, полосовые фильтры, вычитатель, фильтр нижних частот, инверсные усилители и регулируемые фазовращатели, калибровочный генератор, фазовый детектор и управляющий элемент. Полное подавление ложных сигналов, принимаемых по зеркальному каналу, достигается за счет идентификации приемных трактов, которая обеспечивается с помощью комплексной амплитудно-фазовой системы идентификации. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Акустооптический анализатор спектра, содержащий первый смеситель, одним входом подключенный к выходу приемной антенны, а другим - к первому выходу гетеродина, второй смеситель, одним входом подключенный к выходу приемной антенны, а другим - через первый фазовращатель на 90o - к второму выходу гетеродина, последовательно включенные первый усилитель промежуточной частоты, сумматор, второй вход которого через второй фазовращатель на 90o соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, первый узкополосный фильтр, первый амплитудный детектор, ключ, второй вход которого соединен с выходом сумматора, первый перемножитель, второй вход которого также соединен с выходом ключа, первый полосовой фильтр, второй перемножитель, второй вход которого также соединен с выходом первого полосового фильтра, второй полосовой фильтр, третий перемножитель, второй вход которого также соединен с выходом второго полосового фильтра, и третий полосовой фильтр, а также последовательно установленные вдоль одной оптической оси лазер, коллиматор и четыре ячейки Брэгга, каждая из которых по ходу продифрагировавшего в ней луча через соответствующую линзу оптически связана с соответствующей матрицей фотодетекторов, установленной в фокальной плоскости этой линзы и выходом подключенной к соответствующему индикатору, при этом пьезоэлектрический преобразователь первой ячейки Брэгга соединен с выходом ключа, пьезоэлектрический преобразователь второй ячейки Брэгга - с выходом первого полосового фильтра, пьезоэлектрический преобразователь третьей ячейки Брэгга - с выходом второго полосового фильтра, пьезоэлектрический преобразователь четвертой ячейки Брэгга - с выходом третьего полосового фильтра, отличающийся тем, что в него введены калибровочный генератор, два регулируемых фазовращателя, второй и третий узкополосные фильтры, второй и третий амплитудные детекторы, вычитатель, фильтр нижних частот, два инверсных усилителя, фазовый детектор и управляющий элемент, причем к выходу первого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены второй узкополосный фильтр, второй амплитудный детектор, вычитатель, второй вход которого через последовательно соединенные третий узкополосный фильтр и третий амплитудный детектор подключен к выходу второго усилителя промежуточной частоты, фильтр нижних частот и первый инверсный усилитель, два выхода которого соединены с управляющими входами первого и второго усилителей промежуточной частоты соответственно, к выходу второго узкополосного фильтра последовательно подключены фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом третьего узкополосного фильтра, управляющий элемент и второй инверсный усилитель, два выхода которого соединены с управляющими входами первого и второго регулируемых фазовращателей соответственно, вторые входы которых соединены с выходом калиброванного генератора, третьи входы соединены с выходами первого и второго смесителей, а выходы подключены к вторым входам первого и второго усилителей промежуточной частоты соответственно.Описание изобретения к патенту
Предлагаемое устройство относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для визуального анализа амплитудного спектра исследуемых сигналов и определения вида их модуляции. Известны акустооптические анализаторы спектра (авт. свид. СССР 1626182, 1721534, 1721535, 1734036, 1737358, 1739311, 1767449, 1783450, 1780038; патенты РФ 2014622, 2046358 и другие). Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является "Акустооптический анализатор спектра" (авт. свид. СССР 1721534, G 01 R 23/17, 1989), который и выбран в качестве прототипа. Указанный анализатор спектра обеспечивает детальный анализ амплитудного спектра и визуальное определение вида модуляции принимаемого сигнала. Это достигается использованием в качестве информативных признаков ширины спектра и изменений в его структуре при умножении фазы принимаемого сигнала на два, четыре и восемь. Кроме того, в данном анализаторе спектра подавляются ложные сигналы (помехи), принимаемые по дополнительным каналам. Однако полное подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному каналу на частоте f3, возможно только при идентичности приемных трактов. Реальные усилители промежуточной частоты и другие элементы, входящие в состав приемных трактов, имеют отличающиеся характеристики. Для устранения неидентичности приемных трактов вводится комплексная (амплитудно-фазовая) система идентификации. Технической задачей изобретения является повышение избирательности и помехоустойчивости акустооптического анализатора спектра путем устранения неидентичности приемных трактов. Поставленная задача решается тем, что в акустооптический анализатор спектра, содержащий первый смеситель, одним входом подключенный к выходу приемной антенны, а другим - к первому выходу гетеродина, второй смеситель, одним входом подключенный к выходу приемной антенны, а другим - через первый фазовращатель на 90o к второму выходу гетеродина, последовательно включенные первый усилитель промежуточной частоты, сумматор, второй вход которого через второй фазовращатель на 90o соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, первый узкополосный фильтр, первый амплитудный детектор, ключ, второй вход которого соединен с выходом сумматора, первый перемножитель, второй вход которого также соединен с выходом ключа, первый полосовой фильтр, второй перемножитель, второй вход которого также соединен с выходом первого полосового фильтра, второй полосовой фильтр, третий перемножитель, второй вход которого также соединен с выходом второго полосового фильтра и третий полосовой фильтр, а также последовательно установленные вдоль одной оптической оси лазер, коллиматор и четыре ячейки Брэгга, каждая из которых по ходу продифрагировавшего в ней луча через соответствующую линзу оптически связана с соответствующей матрицей фотодетекторов, установленной в фокальной плоскости этой линзы и выходом подключенной к соответствующему индикатору, введены калибровочный генератор, два регулируемых фазовращателя, второй и третий узкополосные фильтры, второй и третий амплитудные детекторы, вычитатель, фильтр нижних частот, два инверсных усилителя, фазовый детектор и управляющий элемент. Причем выходы первого и второго смесителей через первый и второй регулируемые фазовращатели соответственно соединены с входами первого и второго усилителей промежуточной частоты, к выходу первого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены второй узкополосный фильтр, второй амплитудный детектор, вычитатель, второй вход которого через последовательно соединенные третий узкополосный фильтр и третий амплитудный детектор подключен к выходу второго усилителя промежуточной частоты, фильтр нижних частот и первый инверсный усилитель, два выхода которого соединены с управляющими входами первого и второго усилителей промежуточной частоты соответственно, к выходу второго узкополосного фильтра последовательно подключены фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом третьего узкополосного фильтра, управляющий элемент и второй инверсный усилитель, два выхода которого соединены с управляющими входами первого и второго регулируемых фазовращателей соответственно, вторые входы которых соединены с выходом калибровочного гетеродина. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого анализатора спектра. Акустооптический анализатор спектра содержит последовательно оптически соединенные лазер 1, коллиматор 2 и ячейки Брэгга 3 (3.1-3.3), в продифрагмированном луче каждой из которых последовательно установлены линза 4 (4.1-4.3) и матрица фотодетекторов 5 (5.1-5.3) в ее фокальной плоскости, электрическим выходом подключенная к блоку 6 (6.1-6.3) визуальной индикации спектра. При этом по ходу непродифрагированного в первой ячейке Брэгга луча последовательно установлены ячейки Брэгга 3.1-3.3. К выходу приемной антенны 7 последовательно подключены первый смеситель 8, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 21, первый регулируемый фазовращатель 23, второй вход которого соединен с выходом калибровочного генератора 22, первый усилитель 9 промежуточной частоты, сумматор 14, четвертый перемножитель 15, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны 7, первый узкополосный фильтр 16, первый амплитудный детектор 17, кдюч 18, второй вход которого соединен с выходом сумматора 14, первый перемножитель 10.1, первый полосовой фильтр 11.1, второй перемножитель 10.2, второй полосовой фильтр 11.2, третий перемножитель 10.3 и третий полосовой фильтр 11.3. К выходу приемной антенны 7 последовательно подключены второй смеситель 20, второй вход которого через первый фазовращатель 19 на 90o соединен с вторым выходом гетеродина 21, второй регулируемый фазовращатель 24, второй вход которого соединен с выходом калибровочной генератора 22, и второй усилитель 12 промежуточной частоты, выход которого соединен с вторым входом сумматора 14. К выходу усилителя 9 промежуточной частоты последовательно подключены второй узкополосный фильтр 25, второй амплитудный детектор 27, вычитатель 29, второй вход которого через последовательно включенные третий узкополосный фильтр 26 и третий амплитудный детектор 28 соединен с выходом второго усилителя 12 промежуточной частоты, фильтр 30 нижних частот и первый инверсный усилитель 31, два выхода которых соединены с управляющими входами усилителей 9 и 12 промежуточной частоты соответственно. К выходу второго узкополосного фильтра 25 последовательно подключены фазовый детектор 32, второй вход которого соединен с выходом третьего узкополосного фильтра 26, управляющий элемент 33 и второй инверсный усилитель 34, два выхода которого соединены с управляющими входами регулируемых фазовращателей 23 и 24 соответственно. Пьезоэлектрические преобразователи ячеек Брэгга 3 (3.1-3.3) соединены с выходами ключа 18, полосовых фильтров 11.1, 11.2 и 11.3 соответственно. Акустооптический анализатор спектра работает следующим образом. Принимаемый сигнал, например, с фазовой манипуляцией (ФМн)Uc(t) = Vc
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
где Vс, fс,
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214058/964.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214058/964.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214058/964.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214058/964.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214058/964.gif)
Uг1(t) = Vг
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
Uг2(t) = Vг
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214551/176.gif)
На выходах смесителей 8 и 20 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 9 и 12 выделяются напряжения промежуточной (разностной) частоты:
Uпр1(t) = Vпр1
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-2t.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-3t.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-4t.gif)
К1 - коэффициент передачи смесителя 8 (первого приемного тракта);
К2 - коэффициент передачи смесителя 20 (второго приемного тракта);
fпр=fc-fг - промежуточная частота;
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
На входы приемных трактов через регулируемые фазовращатели 23 и 24 с выхода калибровочного генератора 22 поступает гармонический калибровочный сигнал
Uк(t) = Vк
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
С выходов усилителей 9 и 12 промежуточной частоты калибровочные сигналы выделяются узкополосными фильтрами 25 и 26, частота настройки fн1 которых равна частоте fк (fн1=fк), и после детектирования в амплитудных детекторах 27 и 28 поступают на вычитатель 29 системы амплитудной идентификации. При неравенстве модулей коэффициентов передачи приемных трактов (К1
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/8800.gif)
Uпр3(t) = Vпр
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
Uпр4(t) = Vпр
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214551/176.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-5t.gif)
Напряжение Uпр4(t) с выхода усилителя 12 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 13 на 90o, на выходе которого образуется напряжение
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-6t.gif)
Напряжения Uпр3(t) и Uпр5(t) поступают на два входа сумматора 14, на выходе которого образуется напряжение
U
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214212/931.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214212/931.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
где V
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214212/931.gif)
Напряжение U
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214212/931.gif)
U1(t) = V1
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
Так как частота fн узкополосного фильтра 16 выбирается равной частоте fг гетеродина 21 (fн= fг), то в полосу его пропускания попадает напряжение U1(t), которое после детектирования в амплитудном детекторе 17 поступает на управляющий вход ключа 18 и открывает его. Ключ 18 в исходном состоянии всегда закрыт. При этом напряжение U
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214212/931.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214212/931.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
U2(t) = V2
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-7t.gif)
Так как 2
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
U3(t) = V3
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-8t.gif)
Это напряжение выделяется полосовым фильтром 11.2 и поступает на пьезоэлектрический преобразователь ячейки Брэгга 3.2 и на два входа перемножителя 10.3, на выходе которого образуется гармоническое напряжение
U4(t) = V4
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-9t.gif)
Это напряжение выделяется полосовым фильтром 11.3 и поступает на пьезоэлектрический преобразователь ячейки Брегга 3.3. Ширина спектра
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214010/916.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214058/964.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-10t.gif)
Тогда как ширина спектра второй
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214010/916.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214010/916.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214010/916.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-11t.gif)
Следовательно, при умножении фазы на два, четыре и восемь спектр ФМн-2 сигнала сворачивается в N раз
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-12t.gif)
и трансформируется в одиночные спектральные составляющие. Это обстоятельство и является признаком распознавания ФМн-2 сигнала. Спектры принимаемого ФМн-2 сигнала и его гармоник визуально наблюдаются на экранах индикаторов 6 (6.1, 6.2, 6.3) соответственно. Если на вход анализатора спектра поступает ФМн-4 сигнал
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-13t.gif)
то на выходе полосового фильтра 11.2 образуется ФМн-2 сигнал [
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
U3(t) и U4(t). В этом случае на экранах индикаторов 6 и 6.1 наблюдаются спектры ФМн-4 и ФМн-2 сигналов, а на экранах индикаторов 6.2 и 6.3 наблюдаются одиночные спектральные составляющие. Если на вход устройства поступает ФМн-8 сигнал
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-14t.gif)
то на выходах полосовых фильтров 11.1 и 11.2 образуются ФМн-4 и ФМн-2 сигналы, а на выходе полосового фильтра 11.3 образуется гармоническое напряжение U4(t). В этом случае на экранах индикаторов 6, 6.1 и 6.2 наблюдаются спектры ФМн-8, ФМн-4 и ФМн-2 сигналов, а на экране индикатора 6.3 наблюдается одиночная спектральная составляющая. Если на вход устройства поступает 4Мн-2 сигнал, то на выходе полосового фильтра 11.3 образуется частотно-манипулированный сигнал с индексом девиации частоты h=1. При этом его спектр трансформируется в две спектральные составляющие на частотах 4f1 и 4f2, а на выходе полосового фильтра 11.3 образуются две спектральные составляющие на частотах 8f1 и 8f2. Если на вход устройства поступает 4Мн-3 сигнал, то на выходах полосовых фильтров 11.2 и 11.3 образуются три спектральные составляющие на частотах 4f1, 4fср, 4f2 и 8f1, 8fcp, 8f2, т.е. сплошной спектр трансформируется в три спектральные составляющие. На выходе перемножителя 10.1 спектр 4Мн-3 сигнала трансформируется в другой сплошной спектр, поскольку h<1. Таким образом, на экранах индикаторов 6 и 6.1 визуально будут наблюдаться сплошные спектры. Если на вход устройства поступает 4Мн-5 сигнал, то на выходе перемножителя 10.3 его сплошной спектр трансформируется в пять спектральных лепестков с пиковыми значениями на частотах 8f1, 8f3 8fср, 8f4 и 8f2. На выходах перемножителей 10.1 и 10.2 сплошной спектр 4Мн-5 сигнала трансформируется в сплошные спектры, т.к. в этом случае h<1. Таким образом, на экранах индикаторов 6, 6.1 и 6.2 будут наблюдаться сплошные спектры; а на экране индикатора 6.3 - пять спектральных лепестков. Если на вход устройства поступает сигнал с линейной частотной модуляцией (лчм)
Uc(t) = Vc
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214013/947.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-15t.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214010/916.gif)
то после преобразования по частоте и суммирования на выходе сумматора 14 образуется напряжение
U
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214212/931.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214212/931.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214013/947.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
которое поступает на пьезоэлектрическую ячейку Брэгга 3, на два входа перемножителя 10.1, на выходе которого образуется лчм-сигнал
U5(t) = V5
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214013/947.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
который выделяется полосовым фильтром 11.1 и поступает на пьезоэлектрический преобразователь ячейки Брэгга 3.1. Так как длительность Тс лчм-сигнала на основной и удвоенной промежуточной частотах одинакова, то увеличение в два раза скорости изменения частоты происходит за счет увеличения в два раза девиации частоты
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214010/916.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214010/916.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214010/916.gif)
Аналогично на выходах перемножителей 10.2 и 10.3 ширина спектра лчм-сигнала увеличивается в 4 и 8 раз. Следовательно, на экране индикатора 6 визуально наблюдается спектр лчм-сигнала, а на экранах индикаторов 6.1-6.3 наблюдаются спектры сигналов, ширина которых в 2, 4 и 8 раз больше ширины спектра исходного лчм-сигнала. Это обстоятельство и является признаком распознавания лчм-сигнала. Описанная выше работа устройства соответствует случаю приема полезных сигналов по основному каналу на частоте fс. Если ложный сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте f3
U3(t) = V3
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
то усилителями 9 и 12 промежуточной частоты выделяются
Uпр6(t) = Vпр6
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
Uпр7(t) = Vпр6
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214551/176.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-16t.gif)
fпр=fг-f3 - промежуточная частота;
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
Напряжение Uпр7(t) с выхода усилителя 12 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 13 на 90o, на выходе которого образуется напряжение
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-17t.gif)
Напряжения Uпр6(t) и Uпр8(t), поступающие на два входа сумматора 14, на его выходе компенсируются. Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на частоте f3, подавляется. Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому комбинационному каналу на частоте fк1
Uк1(t) = Vк1
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
то усилителями 9 и 12 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:
Uпр9(t) = Vпр9
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
Uпр10(t) = Vпр9
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214551/176.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-18t.gif)
fпр=2fг-fк1 - промежуточная частота;
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
Напряжение Uпр10(t) с выхода усилителя 12 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 13 на 90o, на выходе которого образуется напряжение
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-19t.gif)
Напряжения Uпр9(t) и Uпр11(t), поступающие на два входа сумматора 14, на его выходе компенсируются. Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте fк1, подавляется. Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму комбинационному каналу на частоте fк2
Uк2(t) = Vк2
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
то усилителями 9 и 12 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:
Uпр12(t) = Vпр12
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
Uпр13(t) = Vпр12
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214551/176.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-20t.gif)
fпр=fк2-2fг - промежуточная частота;
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
Напряжение Uпр13(t) с выхода усилителя 12 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 13 на 90o, на выходе которого образуется напряжение
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-21t.gif)
Напряжения Uпр12(t) и Uпр14(t) поступают на два входа сумматора 14, на выходе которого образуется напряжение
U
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214212/931.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214212/931.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214005/8804.gif)
где V
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214212/931.gif)
Это напряжение поступает на второй вход перемножителя 15, на первый вход которого подается принимаемый сигнал (помеха) Uк2(t). На выходе перемножителя 15 образуется
Uпр6(t) = V6
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214003/8226.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214016/960.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214023/981.gif)
![акустооптический анализатор спектра, патент № 2214608](/images/patents/254/2214608/2214608-22t.gif)
которое не попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 16. Ключ 18 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте fк2, подавляется. Таким образом, предлагаемый анализатор спектра по сравнению с прототипом позволяет повысить избирательность и помехоустойчивость путем полного подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному каналу. Причем полное подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному каналу, достигается за счет идентификации приемных трактов, которая обеспечивается с помощью комплексной (амплитудно-фазовой) системы идентификации.
Класс G01R23/17 с вспомогательными оптическими приборами