МАКЕТ ДВУХКАНАЛЬНОГО МАЛОГАБАРИТНОГО АКУСТООПТИЧЕСКОГО ЧАСТОТОМЕРА

А.В. Помазанов; С. С. Шибаев; Д. П. Волик

А.В. Помазанов Южный Федеральный Университет
С. С. Шибаев Южный Федеральный Университет
Д. П. Волик Южный Федеральный Университет

Ключевые слова: Акустооптика, акустооптический частотомер, акустооптический дефлектор, Фурье-объектив, фотоприемное устройство, дифракция, АО измеритель, лазер, фотодиодная линейка, телеобъектив, аберрация

Аннотация

Акустооптические (АО) методы обработки информации находят в настоящее время широкое применение в различных областях техники. Их применение становится еще более актуальным с развитием технологий и новых материалов. Акустооптические частотоме-ры как вид акустооптических измерителей параметров радиосигналов прочно занимают свое место в технике оценки параметров радиосигналов благодаря уникальным характери-стикам – многосигнальность, разрешающая способность, сравнительно малые массогаба-ритные характеристики и потребляемая электрическая мощность при приемлемом дина-мическом диапазоне входных радиосигналов и точности оценки частоты. Данные устрой-ства способны практически мгновенно осуществлять перенос радиосигнала из временной области в частотную и находят применение в системах пассивного радиоконтроля, для которых важными параметрами являются не только диапазон рабочих частот, частот-ное разрешение, точность измерения частоты и фазы анализируемых радиосигналов, а также энергопотребление, масса и габариты, которые становятся существенными при использовании радиотехнических измерителей в мобильных и космических измерительных комплексах. По этой причине во многих странах мира акустооптические частотомеры с успехом применяются в авиационной и космической технике. Одной из задач, решаемых при разработке АО частотомеров, является анализ возможности проектирования и реализа-ции этих устройств на отечественной элементной базе, предназначенных для работы в условиях повышенных массогабаритных и эксплуатационных требований. Для решения этой задачи сотрудниками лаборатории «Нанофотоники и оптоэлектроники» Южного федерального университета разработан и исследован макет АО частотомера, удовлетво-ряющий заданным техническим требованиям. Предложена новая структура и методика проектирования двухканального АО частотомера. Приводятся расчет оптической схемы измерителя, результаты моделирования и экспериментальных исследований макета АО частотомера, принципиальная оптическая схема измерителя. Показано, что применение двухканальной структуры АО измерителя позволило реализовать заданные технические требования к АО частотомерам по таким параметрам как масса, габаритные размеры, неравномерность амплитудно-частотной характеристики. Теоретические расчеты и мо-делирование были подтверждены результатами экспериментальных исследований изго-товленного в соответствии с разработанной документацией макета АО частотомера.

Литература

1. Balakshiy V.I., Parygin V.N., Chirkov L.E. Fizicheskie osnovy akustooptiki [Physical basis of acousto-optics]. Moscow: Radio i svyaz', 1985, 278 p.
2. Magdich L.N., Molchanov V.Ya. Akustoopticheskie ustroystva i ikh primenenie [Acousto-optic devices and their application]. Moscow: Radio i svyaz', 1978, 112 p.
3. Ushakov V.N., Naumov K.P. Akustoopticheskie signal'nye protsessory [Acousto-optic signal processors]. Moscow: Sayns-press, 2002, 80 p.
4. Parygin V.N., Balakshiy V.I. Opticheskaya obrabotka informatsii [Optical information pro-cessing]. Moscow: Izd-vo MGU, 1987.
5. Kulakov S.V. Akustoopticheskie ustroystva spektral'nogo i korrelyatsionnogo analiza [Acoustooptic devices for spectral and correlation analysis]. Leningrad: Nauka, 1978, 144 p.
6. Pustovoyt V.I., Pozhar V.E. Akustoopticheskie spektral'nye ustroystva: sostoyanie i perspektivy [Acoustooptic spectral devices: state and prospects], Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Seriya “Priborostroenie” [Herald of the Bauman Moscow State Technical University. Series Instrument Engineering], 2011, pp. 6-15.
7. Shibaev S.S., Pomazanov A.V., Rozdobud'ko V.V. Akustoopticheskie izmeriteli parametrov radiosignalov: monografiya [Acousto-optical measuring parameters of radio signals: mono-graph]. Rostov-on-Don: Izd-vo YuFU, 2014, 233 p.
8. Shibaev S.S., Pomazanov A.V., Vol'fovskiy B.N. Akustoopticheskie protsessory. Algoritmy i pogreshnosti izmereniy: monografiya [Acousto-optic processors. Algorithms and measurement errors: monograph]. Taganrog: Izd-vo YuFU, 2015, 212 p.
9. Volik D.P., Shibaev S.S., Pomazanov A.V. Printsipy postroeniya i realizatsiya akustoopticheskikh izmeriteley parametrov radiosignalov [The principles of construction and realization of the acousto-optic measuring parameters of radio signals], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2013, No. 11 (148), pp. 175-182.
10. Shibaev S.S., Novikov V.M., Volik D.P., Rozdobud'ko V.V. Malogabaritnyy akustoopticheskiy izmeritel' parametrov radiosignalov [Small-sized acousto-optic meter of radio signal parame-ters], Voprosy spetsial'noy radioelektroniki. Obshchie voprosy radioelektroniki [Questions of special radio electronics. General questions of radio electronics]. Moskva-Taganrog: TNIIS, 2009, Issue 1, pp. 83-90.
11. Shibaev S.S., Volik D.P., Rozdobud'ko V.V. Akustoopticheskiy priemnik-chastotomer na osnove deflektora s protivofaznym vozbuzhdeniem ul'trazvuka [Acoustooptic receiver-cymometer on the base of deflector with anti-phase excitation of ultrasound], Izvestiya vuzov Rossii. Radioelektronika [News of Russian universities. Radionics], 2008, Issue 4, pp. 32-38.
12. Rozdobud'ko V.V., Pomazanov A.V. i dr. Akustoopticheskiy izmeritel' chastotno-vremennykh parametrov SVCh-radiosignalov [Acoustooptic meter of frequency-time parameters of micro-wave radio signals], Spetsial'naya tekhnika [Special equipment], 2011, No. 3, pp. 8-24.
13. Shibaev S.S., Pomazanov A.V., Volik D.P. Sposob snizheniya sistematicheskoy pogreshnosti akustoopticheskikh izmeriteley radiochastoty [A method of reducing systematic errors in acousto-optic radio frequency measuring instruments], Izmeritel'naya tekhnika [Measurement technology], 2014, No. 4, pp. 34-37.
14. Rozdobud'ko V.V. Shirokopolosnye akustoopticheskie izmeriteli chastotnykh i fazovykh parametrov radiosignalov [Broadband acousto-optic meters of frequency and phase parameters of radio signals], Radiotekhnika [Radiotechnics], 2001, No. 1, pp. 79-92.
15. Zakaznov N.P. Prikladnaya optika [Applied optics]. Saint Petersburg: Lan', 2007, 311 p.
16. Gudmen Dzh. Vvedenie v Fur'e-optiku [Introduction to Fourier optics]: transl. from engl. Mos-cow: Mir, 1970.
17. Klimkov YU.M. Osnovy rascheta optiko-elektronnykh priborov s lazerami [The basis of cal-culation of opto-electronic devices with lasers]. Moscow: Sov. Radio, 1978, 264 p.
18. GOST 3514-94 – Steklo opticheskoe bestsvetnoe [GOST 3514-94 – Optical colorless glass].
19. GOST1807-75 – Radiusy sfericheskikh poverkhnostey opticheskikh detaley [GOST1807-75 – Radii of spherical surfaces of optical parts].
20. GOST 7427-76 – Geometricheskaya optika [GOST 7427-76 – Geometrical optics].
21. Tolstoba N.D., TSukanov A.A. Proektirovanie uzlov opticheskikh priborov [The design of the nodes of optical devices]. Saint Petersburg: ITMO, 2002.