198249. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés rádiófrekvenciás akusztooptikai spektrumanalizátorok frekvenciatartományának kiterjesztésére
1 HU 198249 B 2 A találmány tárgya eljárás ás berendezés rádiófrekvenciás (RF) akusztooptikai (AO) spektrumanalizátorok frekvenciatartományának kiterjesztésére. Mint ismeretes, az elektromágneses jelekkel történő kommunikáció egyre komplexebbé válik, egyre szélesedő frekvenciatartományban a legkülönfélébb kódokat alkalmazzák a jelátvitel sorén. A modern észlelőberendezések alapfeladata, hogy detektálják és megkülönböztessék a több egyidóben sugárzott jeleket. A jelfelismeréshez és megkülönböztetéshez jó lehetőséget nyújt az észlelt jelek Fourier spektrumának real-time előállítása és spektrumanalizise. Egy rádiófrekvenciás akusztooptikai spektrumanalizátor általában egy koherens fényforrásból, egy nyaláb tágitóból, egy akusztooptikai fényeltérltőból, egy Fourier-objektivből, egy soros vagy párhuzamos kiolvasású detektorsorból, valamint a detektorsorhoz csatlakozó jelfeldolgozóból áll. A koherens fényforrás egy fénynyalébot állít elő, melyet a nyalábtágító kiterjeszt, széthúz. A fényforrás ezen kiterjesztett fénynyalábbal az akusztooptikai fényeltérítőt átvilágítja. Az akusztooptikai fényeltéritő általában egy telluriumdioxid egykristályból készített téglatest alakú hasáb, melynek egyik végén egy rezgésátalakitó van. Az akusztooptikai fényeltéritő a rezgésátalakítóra kapcsolt rádiófrekvenciás elektromos feszültség hatására mechanikai rezgéseket végez. Az akusztooptikai fényettérítőre eső fényhullámnak egy dinamikus fázisrácson kell áthaladnia. Ezen fázisrácson a fényhullám elhajlik és több különböző irányba haladó más-más intenzitású, az akusztooptikai fényeltéritóből kilépő nyaláb keletkezik. Az akusztooptikai fényeltérítőből kilépő eltérített nyalábokat a pontos detektálás céljából a Fourier-objektiv a detektorsorra fókuszálja. Feladata, hogy a különböző terjedési irányú nyalábokból különböző helyzetű fényfoltokat hozzon létre a fókuszsikban. Feladata még az is, hogy a fotodetektorelemek méretéhez illessze a detektálandó nyalábokat. A detektorsorból soros vagy párhuzamos kiolvasással nyerhető információ feldolgozása után kapható a Fourier-spektrum, vagyis az az információ, amit a spektrumanalizátor szolgáltat. Az utóbbi 10-15 évben a spektrumanalizátorok kutatása és fejlesztése során a kutatókat és fejlesztőket két fő kérdés foglalkoztatta. Az egyik, hogy hogyan lehet a spektrumanalizátorokkal nagy dinamikai tartományt elérni, a másik, hogy hogyan lehet a spektrumanalizálorok - működési - frekvenciatartományát kiterjeszteni. Egy spektrumanalizátort ismertet a 3.934.153 sz. US szabadalmi leírás. Ennél a megoldásnál az akusztooptikai fényeltéritő és egy fényérzékelő felület között egy hengerlencse van, amely a ráeső fénynyalábokat a kétdimenziós fényérzékelő felületre vetíti. Egy más kialakítású spektrumanalizátort ismertet a 3,962.577 sz. US szabadalmi leírás. Ennél a kialakításnál az akusztooptikai fényeltéritő és két, első és második fotodelektorsor között egy nyalábosztó van. A nyalábosztó a fénynyaláb nagyobb részét eltéríti, az eltérített nyalábot az első, a nyaláb kisebb részét pedig átengedi és ezen kisebb részét a második fotodetektorsor érzékeli. Mindkét berendezéssel a feltalálók azt a célt kívánják elérni, hogy a spektrumanalizétorok dinamikus tartományát megnöveljék. Az ismert spektrumanalizátorokkal elérhető sávszélesség egy oktáv. Ha ennél nagyobb sávszélességet akarunk elérni, harmonikus torzítások lépnek fel. Ezen harmonikus torzítási termékek beleesnek az átviteli sávba és lekorlátozzák a használható - átviteli - frekvenciatartományt. A találmánnyal célunk, olyan eljárás és berendezés kialakítása, amelynek sávszélessége egy oktávnál nagyobb és ugyanakkor nem lépnek fel harmonikus torzítások. A találmánnyal megoldandó feladatot az előbbieknek megfelelően a spektrumanalizátor - működési - frekvenciatartományának kiterjesztésében jelölhetjük meg. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha két azonos orientációjú, de különböző frekvenciasávban működtetett akusztooptikai fényeltóritöt alkalmazunk. Ilyen módon, mivel az egyes akusztooptikai fényeltérítókre esó diffrakciós szögváltozás azonos, így mindkét akusztooptikai fényeltéritónél azonos Fourier-objektívet és azonos fotodetektorsort alkalmazhatunk. A találmány szerinti eljárás tehát olyan ismert eljárás továbbfejlesztése rádiófrekvenciás, akusztooptikai spektrumanalizátorok frekvenciatartományának kiterjesztésére, melynek során koherens fénynyalábot állítunk elő. Az előállított nyalábot kiterjesztjük, rádiófrekvenciás feszültséget erősítjük, majd mechanikai rezgésekké alakítjuk. A kiterjesztett nyalábot eltérítjük, az eltérített nyalábokat fókuszáljuk, majd a fókuszált nyalábokat érzékeljük. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy az előállítót:. fénynyaláb kiterjesztését két egymás után elhelyezett első, illetve második anamorf nyalábtágítóval végezzük. A rádiófrekvenciás feszültséget két különböző frek venciatartományú első, illetve második rádiófrekvenciás erősítővel erősítjük. A két kiterjesztett nyalábbal egy-egy azonos orientációjú, de különböző frekvenciatartományban működő első, illetve második akusztooptikai fényeltérílöt átv tágítjuk. A két felerősített rádiófrekvenciás feszültséget külön-külőn az első, illetve a második akusztooptikai fényeltéritő rezgésátalakítójával mechanikai rezgésekké átalakítjuk. Az első, illetve a második akusztooptikai 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
