Быстродействующие акустооптоэлектронные анализаторы спектра

• Автор: Розов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Содержание.
Введение
Г лава 1. Особенности работы быстродействующих акустооптических
анализаторов спектра
1.1. Элементная база быстродействующих акустооптических
устройств
1.1.1 Акустооптические модуляторы
1.1.2 Источники излучений
1.1.3 Фотоприемники
1.2 Системы съема и вторичной обработки оптической информации
Глава 2. Исследование внутренней структуры радиосигналов с
помощью акустооптических анализаторов спектра
2.1 Частотно-временные представления сигналов и их оптическая реализация
2.2 Влияние апертуры спектроанализатора при исследовании сигналов
с помощью распределения Вигнера
2.3 Исследование внутренней структуры ЧМ сигналов с помощью частотно-временного представления Вигнера
2.3.1 Окно гауссовой формы
2.3.2 Окно прямоугольной формы
2.3.3 Экспериментальное исследование влияния размеров апертуры спектроанализатора на ширину сечения частотно-временного
представления сигнала
2.4 Исследование фазоманипулированных сигналов с помощью АО
анализаторов спектра
Глава 3. Исследование возможностей создания приемных устройств на
основе акустооптических анализаторов спектра для поиска и обнаружения
радиосигналов
3.1 Особенности акустооптических приемных устройств для поиска и обнаружения радиосигналов
3.1.1 Основные требования к параметрам акустооптических приемных устройств для поиска и обнаружения радиосигналов
3.1.2 Регистрация сигнала с помощью ПЗС-приборов
3.2 Структурная схема системы поиска, анализа и

запоминания радиосигналов на основе акустооптических анализаторов спектра
3.2.1 Высокочастотный и низкочастотный каналы
3.2.2 Канал огибающей
3.2.3 Блок гетеродинирования
3.3 Параметры и особенности работы системы обнаружения и распознавания радиосигналов
3.3.1 Точность определения частотно-временных параметров сигнала
3.3.2 Работа системы при анализе сигналов со скачкообразной перестройкой частоты, широкополосных и квазинепрерывных
сигналов
3.4 Акустооптический анализатор спектра с линейным
фотоприемником, частично открытом для оптического излучения
3.5 Система АРУ для акустооптических анализаторов спектра
Глава 4. Экспериментальное исследование быстродействующих АО анализаторов спектра
4.1 Исследование внутренней структуры ЧМ и ФМ радиосигналов
4.2 Широкополосный акустооптический анализатор спектра с
матричным фотоприемником
4.3 Узкополосный АО анализатор спектра с матричным ПЗС-фотоприемником
4.4 Экспериментальное исследование макета системы обнаружения, запоминания и распознавания радиосигналов
4.5 Акустооптический приемник широкополосных радиосигналов с
линейным ПЗС-фотодетекгором
Заключение
Список литературы

Введение.
В задачах обнаружения и распознавания радиосигналов, при изучении динамических спектров излучения плазмы и др. возникает необходимость в устройствах обнаружения и обработки радиосигналов в широком частотном диапазоне с целью определения их параметров для последующей классификации. Классификация сигналов обычно осуществляется на основе анализа трех групп данных: пространственных (угловые координаты источника сигналов), временных (время прихода, длительность и частота повторения импульсов) и спектральных (несущая частота, спектр радиосигнала). Дополнительно может определяться поляризация радиосигнала.
Одним из наиболее важных видов информации, необходимой для классификации радиосигнала является спектральная. Поэтому возможности различных типов устройств приема и анализа радиосигналов рассматриваются, в первую очередь, с точки зрения определения частотных параметров сигнала.
По способу определения частоты и анализа сложных сигналов радиоприемные устройства можно разделить на три группы: приемники параллельного (многоканального) анализа, последовательного анализа и приемники параллельно-последовательного (матричного) анализа. Среди известных к настоящему времени приемников обнаружения сигналов наибольшее распространение имеют: детекторные с усилением по видеочастоте; супергетеродинные; акустооптические; со сжатием сигнала; с мгновенным измерением частоты; с разделением частот (многоканальные) [4].
Детекторные приемники является простейшим приемником с параллельной аналоговой обработкой. Для него характерны низкие чувствительность и разрешение по частоте, поэтому он используется

соответствующий зарядовый рельеф, пропорциональный интенсивности оптического сигнала в выходной плоскости, переносится в закрытую область матрицы с помощью управляющих импульсов, вырабатываемых ПЗС-контроллером. Дальнейшая обработка сигнала производится с помощью ЭВМ.
Пусть на вход системы подается сигнал, возбуждающий в звукопроводе АОМ волну з(хгх), где t~vt - сдвиг сигнала в АОМ, V -скорость звука. Тогда в выходной плоскости системы для момента времени х/у можно записать:
| х(х, - x)g{x)eJЮXdx
(2.6)
где со - пространственная частота, $(х) - функция пропускания окна.
Выражение (2.6) может быть представлено в виде двойного интеграла. Проводя замену переменных, получим:
Vои, (х0, со) ~ Д х(х + х' / 2)/(х - х7 2)g(xl - х - х7 2) х
(2.7)
g'' (х? - х + х7 2)е~'юх скс/хг
Рассматривая интеграл по х' как преобразование Фурье от произведения двух функций и используя определение распределения Вигнера (2.3), нетрудно показать, что для вещественной функции окна g(x) выходной сигнал системы пропорционален свертке распределения Вигнера от сигнала ("ГДх, су) с распределением Вигнера от функции окна 1¥я(х,С0):
иои1 (х,, ф) ~ (7(х,, ю>) = Л 1¥х(х,(хг -х,со- со'хс1(о' (2.8)