Heterodyne Detektion

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Heterodyne Detektion ist eine Methode der Signalverarbeitung, um Wellen einer unbekannten Frequenz durch Mischung mit Wellen einer Referenzfrequenz zu detektieren. Sie wird in der Optik, der Bildverarbeitung, der Telekommunikation und der Astronomie zur Detektion und Analyse von Signalen verwendet. Bei Radiowellen spricht man von einem Überlagerungsempfänger, bei Licht von Interferometrie.

Prinzip[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Referenzwelle wird als lokaler Oszillator bezeichnet. Das Signal und der lokale Oszillator werden durch einen Mischer verarbeitet. Die Mischung beruht auf einem nicht-linearen Produkt der Eingangssignale, so dass zumindest ein Teil des Ausgangssignals proportional zum Quadrat der Eingangssignale ist.

Sei

das elektrische Feld des empfangenen Signals und

das des lokalen Oszillators.

Zur Vereinfachung nehmen wir an, dass das Ausgangssignal des Detektors, I, proportional zum Quadrat der Amplitude ist:

Das Ausgangssignal hat hochfrequente ( und ) und konstante Anteile. In der heterodynen Detektion werden die hochfrequenten Anteile und gewöhnlich auch die konstanten Anteile herausgefiltert. Übrig bleiben als Mischprodukt die dazwischenliegenden Summen- und Differenzfrequenzen und . Die Amplitude dieser Anteile ist proportional zum Produkt der Amplituden der Eingangssignale. Mit geeigneter Signalanalyse kann auch die Phase des Signals ermittelt werden.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]