волоконно-оптический датчик плотности энергии волн
Классы МПК: | G01R33/032 с помощью магнитооптических приборов, например приборов Фарадея |
Автор(ы): | Алавердов В.В., Бурков В.Д., Гориш А.В., Карнаух И.А., Кузнецова В.И., Малков Я.В., Артемов Ю.А. |
Патентообладатель(и): | Московский государственный университет леса |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-07-27 публикация патента:
10.07.1997 |
Использование: волоконные измерительные системы и радиотехника для измерения плотности энергии волн. Сущность изобретения: при намагничивании ферритового слоя магнитным полем происходит сужение диаграммы направленности антенного устройства, а с другой стороны, ферритовый слой служит в качестве преобразователя, с помощью которого принимаемая токонесущим элементом энергия индуцируемых волн приводит к изменению оптических параметров световода и, следовательно, параметров проходящей через световод волны. Изменение оптических параметров световода 4 происходит вследствие его нагрева от ферритового слоя 2, в свою очередь нагревающегося при поглощении энергии волн при ферромагнитном резонансе. Для обеспечения наилучшего теплового взаимодействия ферритового слоя 2 и волоконного световода 4 последний размещается в центре ферритового слоя 2, в специально высверленном для этой цели пазу 3. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Волоконно-оптический датчик плотности энергии волн, содержащий волоконный световод и постоянный магнит, отличающийся тем, что дополнительно содержит ферритовую пластину, на противоположных поверхностях которой расположены токонесущий элемент и токопроводящее покрытие, при этом ферритовая пластина выполнена с пазом, в котором размещен волоконный световод, и установлена в поле действия постоянного магнита.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к волоконным измерительным системам и радиотехнике и может быть использовано для измерения плотности энергии электромагнитных волн. Устройством, наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к данному изобретению, является волоконно-оптический датчик для измерения параметров магнитного поля (патент США N 4368420, кл. G01R 33/032, 1983 г.)Датчик содержит два волокнистых световода. Первый световод находится в стационарном положении, при этом один его торец закреплен неподвижно, а другой соединен с фотоприемником. Второй световод подвижный, закреплен так, что один его конец снабжен постоянным магнитом, размещенным вблизи от торца световода (
![волоконно-оптический датчик плотности энергии волн, патент № 2083991](/images/patents/389/2083025/8776.gif)
датчик измеряет постоянные и квазипеременные магнитные поля в диапазоне частот, определяемом инерционностью упругой системы перемещений одного световода относительно другого;
датчик характеризуется низким уровнем точности и стабильности измерений, определяемыми нестабильностью источника излучения, дрейфом чувствительности фотоприемника и параметров волоконно-оптического тракта;
датчик подвержен влиянию внешних факторов (температуры, вибрационных и ударных механических нагрузок и др.)
Цель изобретения заключается в измерении параметров электро-магнитного поля в СВЧ диапазоне датчиком с управляемой диаграммой направленности, свободным от перечисленных недостатков. Достижение поставленной цели осуществляется за счет того, что в волоконно-оптический датчик дополнительно введены токонесущий элемент и токопроводящее покрытие, между которыми расположена ферритовая пластина, намагниченная постоянным магнитом, неподвижно закрепленным относительно вектора измеряемого поля, при этом волоконный световод закреплен в пазу ферритовой пластины. Воздействие магнитного поля постоянного магнита на ферритовую пластину вызывает в феррите эффект Коттона-Муттона, в результате чего диаграмма направленности антенного устройства (токонесущего элемента, ферритовой пластины, токопроводящего покрытия) сужается. Достигается формирование диаграммы направленности антенного устройства в виде узконаправленного луча с заданными координатами в пространстве. Если вектор индукции магнитного поля изменить на противоположный, то луч перемещается в пространстве. При этом амплитуда перемещения луча зависит от структуры материала феррита, толщины слоя и величины вектора напряженности магнитного поля. Так, при использовании ферритовой пластины со структурой шпинели толщиною 3 мм, напряженности магнитного поля H
![волоконно-оптический датчик плотности энергии волн, патент № 2083991](/images/patents/389/2083009/177.gif)
![волоконно-оптический датчик плотности энергии волн, патент № 2083991](/images/patents/389/2083009/177.gif)
![волоконно-оптический датчик плотности энергии волн, патент № 2083991](/images/patents/389/2083029/949.gif)
![волоконно-оптический датчик плотности энергии волн, патент № 2083991](/images/patents/389/2083991/2083991-2t.gif)
где c скорость света, A постоянная величина. Таким образом, заявляемый волоконно-оптический датчик для измерения параметров электро-магнитного поля обладает расширенными функциональными возможностями по сравнению с ближайшим аналогом. Изобретение позволяет датчику решать новые задачи: индуцировать энергию излучателя в дискретных областях пространства за счет сужения диаграммы направленности антенного устройства; переходить в процессе измерений из одной области пространства в другую путем осуществления электронного управления диаграммой направленности антенного устройства; сканировать пространство узким лучом, например, с целью поиска объекта излучения в заданной системе координат, не прибегая к механическим перемещениям датчика.
Класс G01R33/032 с помощью магнитооптических приборов, например приборов Фарадея