The 11 reference contexts in paper A. Titov A., M. Kostromin A., V. Garipov K., А. Титов А., В. Гарипов К., М. Костромин А. (2016) “Оценка погрешностей измерения амплитуды и фазы спектральных составляющих радиосигналов при использовании лазерных спектроанализаторов // Assessment of Measurement Error when Using the Laser Spectrum Analyzers” / spz:neicon:technomag:y:2015:i:2:p:72-86

  1. Start
    2287
    Prefix
    Для измерения фазы частотных составляющих радиосигналов используют интерференционные методы измерений. Наиболее широко для измерения фазы сигналов используются интерферометры, построенные по схеме Маха-Цандера
    Exact
    [1, 2]
    Suffix
    . Из анализа сделан вывод о более высоком разрешении при использовании комбинированного способа по сравнению с другими рассмотренными методами. Установлен его недостаток, заключающийся в наличии сложности и низкого быстродействия, обусловленного наличием интегратора, что не позволяет производить измерение спектральных составляющих радиоимпульса, если его длительность меньше времен
    (check this in PDF content)

  2. Start
    5023
    Prefix
    При этом разрешение будет равно NкNпрNвр . (3) Таким образом, комбинированный способ имеет более высокое разрешение по частоте по сравнению с обоими рассмотренными выше способами. При втором для выделения амплитуды и фазы, полученных указанными способами спектральных составляющих сигнала в плоскость формирования спектра подается опорный пучок
    Exact
    [3, 4]
    Suffix
    . Возможно два варианта формирования опорного пучка [4 - 6]. 1) Частичная компенсация опорного пучка, когда опорный пучок формируется выделением первого порядка спектра, сформированного при подаче на АОМ сигнала, частота ω0 которого совпадает с несущей частотой радиосигнала. 2) Полная компенсация опорного пучка, когда на опорный АОМ подается ЛЧМ сигнал.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    6171
    Prefix
    Что касается измерения фазовых составляющих спектра, то здесь имеется несколько возможных вариантов построения измерительных устройств в зависимости от применяемых методов измерения фазы. Рассмотрим основные существующие методы измерения фазы сигналов. Все многообразие схем измерения фазы можно разбить на три следующие группы
    Exact
    [5]
    Suffix
    . 1) Компенсационные фазометры, основанные на уравновешивании измеряемого фазового сдвига. Это, как правило приборы следящего типа, имеющие низкое быстродействие. 2) Цифровые фазометры с время-импульсным преобразованием.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    8179
    Prefix
    Однако, известные схемы цифровых фазометров, основанные на данном методе, не могут непосредственно использоваться в спектроанализаторах, так как они предназначены для измерения фазы только одной частоты сигнала. В связи с этим были разработаны ряд схем для измерения амплитуды и фазы частотных составляющих радиосигнала
    Exact
    [5]
    Suffix
    . Рассмотрим первую из предложенных схем, приведенную на рис. 1. На рисунке обозначено: лазер 1, коллиматор 2, светоделитель 3, акустооптический модулятор 4, линза 5, диафрагма 6, линза 7, светоделитель 8, фотоприемник 9, перестраваемый фильтр 10, преобразователь 11 амплитуда-код, формирователь 12 импульсов, триггер 13, интегратор 14, управляемый усилитель 15, аналого-цифровой преобразователь 1
    (check this in PDF content)

  5. Start
    9437
    Prefix
    Далее с помощью линз и 7, 19, 21 и диафрагм 6, 20 выделяются первые порядки дифрагированных на модуляторах пучков, которые с помощью светоделителя 6 сводятся на фотоприемнике 9. Причем опорный пучок перекрывает весь спектр входного сигнала. В плоскости фотоприемника 9 пучки будут интерферировать. Тогда можно получить следующее выражение
    Exact
    [7]
    Suffix
    JiA 2 ci+A 2 on+2AcAoncos[(2πxsinα)/λ)+(ωi-ωоп)t-Фi(x,0)]. (5) Здесь Aci-преобразованная по Фурье амплитуда i -ой частотной составляющей радиосигнала; Aon - амплитуда опорного пучка; x - координата в плоскости фотоприемника; ωon2πfon - частота опорного сигнала на выходе генератора 23; ωi  2πfi - частота i-ой частотной составляющей радиосигнала; Фi(х,о) - фаза i-ой частотной состав
    (check this in PDF content)

  6. Start
    13532
    Prefix
    Поэтому такая схема не позволяет производить измерение спектральных составляющих радиоимпульса, если его длительность меньше временной апертуры АОМ [[6-8]. Перспективным вариантом построения спектроанализатора является устройство, в котором фаза определяется с помощью обработки сигнала
    Exact
    [5-8]
    Suffix
    . Схема устройства приведена на рис. 3. Спектроанализатор содержит лазер 1, фильтр 2, коллиматор 3, акустооптические модуляторы 4, 5, 6, цилиндрическую линзу 7, щелевую диафрагму 8, цилиндрическую линзу 9, линейки 10, 1I, 12, 13 фотоприемников, формирователь 14 импульсов, линию 15 задержки и генератора 16 с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ).
    (check this in PDF content)

  7. Start
    14566
    Prefix
    Цилиндрическая линза 7 фокусирует дифрагированные на модуляторах 4, 5, 6 пучки в плоскость щелевой диафрагмы 8, которая выделяет только первые порядки дифрагированных пучков, цилиндрическая линза 9 увеличивает по одной координате изображение спектра до размера линейки фотоприемников
    Exact
    [9, 10]
    Suffix
    . На линейку 10 будет поступать дифрагированный свет первого порядка от модулятора 6, линейка 10 измеряет амплитудный спектр сигнала, на линейке 1I будут интерферировать пучки от модуляторов 5, 6, на линейке 12 будут интерферировать пучки от модуляторов 4, 6, на линейку 13 поступают дифрагированные пучки от модулятора 4 (опорные пучки).
    (check this in PDF content)

  8. Start
    16280
    Prefix
    Сигналы с выхода генераторов 16 и 17 поступают на модуляторы 4 и 5. Девиация частоты генераторов 16, 17 выбирается равной ширине полосы радиоимпульса. Тогда в плоскости интерференции спектр ЛЧМ сигнала перекроет спектр сигнала
    Exact
    [11, 12]
    Suffix
    . При τ3 « tр.и спектры ЛЧМ сигналов с генераторов 16, 17 можно представить в виде F(U16)Sлчмexpi(ωit+βt 2 ), (17) F(U17)Sлчмexp[(ω2-βτ3)t+βt 2 +βτ3 2 -ωoτ3]i], (18) где Sлчм - амплитудный спектр ЛЧМ сигнала.
    (check this in PDF content)

  9. Start
    17179
    Prefix
    В выражениях (20) и (21) разность частот сигнала и ЛЧМ сигнала для каждого фотоприемника равна нулю, ибо девиация ЛЧМ сигнала выбирается равной ширине полосы сигнала. Из выражений (20) и (21) получим
    Exact
    [14-16]
    Suffix
    Фi(x,о)=arctq[(J11-Sc2-S2лчм)/(J12-Sc2-S2лчм)]. (22) Для считывания информации в устройстве импульс с выхода линии 15 запускает лазер 1. Импульс на выходе лазера должен быть сформирован тогда, когда радиоимпульс полностью войдет в апертуру модулятора.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    18760
    Prefix
    121222 3*10;3*10; 10;10;10;10; 1,3*10;10. лчмлчмсc ВтВтВтВтВтВт SSSSJJ мммммммммммм JJВтВт мммм         Подставляя эти значения в (23), получим 1,8 .oФ Устройство может быть выполнено более широкополосным, если модулировать лазерное излучение входным сигналом, а его спектральные составляющие выделить дифракционной решеткой или интерферометром Фабри-Перо
    Exact
    [17]
    Suffix
    . Оптическая схема спектроанализатора приведена на рис. 4. Устройство содержит лазер 1, коллиматор 2 дифракционную решетку 3, объектив 4, линейку фотоприемников 5. Входной широкополосный сигнал подается на лазер, интенсивность излучения которого будет модулироваться эти сигналом.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    19567
    Prefix
    Линейка фотоприемников воспроизводит спектр сигнала. Оценим возможную разрешающую способность такого спектроанализатора по частоте. Если использовать дифракционную решетку, то разрешающая способность будет равна
    Exact
    [18-20]
    Suffix
    R(ωсв/∆ωс)=mN , (24) гдеωсв - частота света; ∆ωс - разрешаемая частота сигнала; m - порядок спектра; N - число штрихов в решетке. Рис. 4. Широкополосный спектроанализатор Положим, что ширина решетки L100 мм, пространственная частота штрихов решетки fр=5000лин/мм, тогда N=Lfр=1005000=5105 и при m=2, получим R(ωсв/∆ωс)=mN=10 6 .
    (check this in PDF content)