СПОСОБ ЗАДЕРЖКИ ИМПУЛЬСНЫХ РАДИОСИГНАЛОВ Российский патент 2000 года по МПК H03H9/30 H03H7/30 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам обработки сигналов, основанных на взаимодействии РЧ-полей с веществом.

Известен способ задержки импульсных радиосигналов, включающий формирование необходимой последовательности из опорного и информационного РЧ-импульсов, воздействие этой последовательностью на образец, наблюдение сигналов эха и изменение временного интервала τ между возбуждающими импульсами (см. М.П.Петров, В.П.Чекмарев, А.П.Паугурт /Ядерный магнитный резонанс в ферро- и антиферромагнетиках// В кн. "Проблемы магнитного резонанса". М.: Наука, 1978, с. 289-309).

Недостатком данного способа является ограничение, связанное с временем задержки импульсных радиосигналов, которое напрямую связано с формированием сигналов эха.

Известен также способ задержки импульсных радиосигналов, включающий формирование необходимой импульсной последовательности из опорных и информационного РЧ-импульсов с двумя частотами заполнения, одна из которых равна частоте информационного импульса, воздействие этой последовательностью на образец, содержащий квадрупольные ядра с многоуровневой спин-системой, наблюдение сигналов эха и изменение временных интервалов между возбуждающими импульсами. Способ реализован с помощью устройства - Патент РФ N 2113760, МПК H 03 H 7/30, Ким А.С. Управляемая линия задержки импульсных радиосигналов. Он взят нами за прототип.

Недостатком данного изобретения является (несколько меньше, чем у аналога) ограничение, связанное с временем задержки импульсных радиосигналов, которое также связано напрямую с формированием сигналов эха.

Задачей создания данного изобретения является расширение диапазона регулирования времени задержки.

Эта задача решается с помощью существенных признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом: способ задержки импульсных радиосигналов, включающий формирование необходимой последовательности из опорных и информационного РЧ-импульсов с двумя частотами заполнения, одна из которых равна частоте информационного импульса, воздействие этой последовательностью на образец, содержащий квадрупольные ядра с многоуровневой спин-системой, наблюдение сигналов эха и изменение временных интервалов между возбуждающими импульсами - и отличительных от наиболее близкого аналога существенных признаков: в качестве образца используют вещество, содержащее ядра с четырехуровневой спин-системой, при этом выбор образца и возбуждение переходов определяются частотой информационного импульса, и воздействуют дополнительными РЧ-импульсами с частотой заполнения, равной частоте третьего перехода, причем первыми подают дополнительные РЧ-импульсы, а последним - информационный РЧ-импульс.

Ниже раскрывается наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым результатом.

Во-первых, впервые предложен способ задержки импульсных радиосигналов, основанный на таком способе возбуждения сигналов эха (возбуждение трех соседних переходов многоуровневой спин-системы).

Во-вторых, применение такого способа возбуждения сигналов эха позволяет расширить диапазон регулирования времени задержки.

Анализ всех отличительных признаков предлагаемого изобретения показал, что такой способ задержки импульсных радиосигналов не обнаружен. Он обладает новизной и высоким изобретательским уровнем.

Способ реализован на двухчастотном импульсном спектрометре ЯКР (см. А.с. N 1132207, G 01 N 24/10, 1984, Бюл. N 48) со специальной добавкой: усилителем информационного сигнала, третьим датчиком и третьим приемным трактом.

На фиг. 1 приведена схема уровней и переходов пятиуровневой квадрупольной спин-системы (J = 9/2), четыре уровня которой используются при реализации предлагаемого изобретения. На фиг. 2 показана трехчастотная импульсная программа формирования эха, использование которой позволяет реализовать предлагаемый способ.

Рассмотрим реализацию предлагаемого изобретения на примере поликристаллического BiCl₃ (²⁰⁹Bi, J = 9/2, T = 77 K). Используем четыре верхних энергетических уровня. Сначала формируют РЧ-импульсы с временным интервалом τ₁ между ними и с частотой заполнения, равной частоте третьего перехода (9/2 - 7/2), которая равна ν₃= 52,742 МГц. Эти РЧ-импульсы являются дополнительными. Они поддерживают спиновую систему в состоянии ожидания РЧ-импульсов с частотами заполнения, равными частотам второго и первого переходов, одна частота которых равна частоте информационного импульса. При двухчастотном воздействии (как в прототипе) такую же роль играет дополнительный импульс (или импульсы), частота заполнения не равна частоте информационного импульса.

Затем через время τ₂ формируют РЧ-импульс с частотой заполнения, равной частоте второго перехода (7/2 - 5/2), которая равна ν₂= 37,887 МГц. Потом через время τ₃ подается, усиленный до необходимой величины (если в этом есть необходимость), информационный импульс, частота заполнения которого должна быть равна частоте первого перехода (5/2 - 3/2) - ν₁= 25,953 МГц. Выбор образца и возбуждение переходов определяются частотой информационного импульса.

После действия всех РЧ-импульсов наблюдается сигнал эхо, который является копией информационного импульса, с амплитудой

в момент времени

В нашем случае
t = τ₃+τ₂+τ₁•3,032.
В прототипе
t = τ₃+τ₂.
При одинаковых τ₃ и τ₂ в обоих случаях имеем расширение диапазона в ≥ 1,5 раза. При этом амплитуда задержанного сигнала будет пропорциональна ω_9/2,7/2, а не ω_5/2,3/2, как в прототипе (в случае ЯКР для полуцелых спинов, как правило, частота верхнего перехода больше, чем нижнего). Кроме того, формировать РЧ-импульсы с частотой заполнения, равной частоте третьего (верхнего) перехода, можно непрерывно, сигнал эхо на частоте первого перехода формируется только последовательностью из четырех импульсов, как показано на фиг. 2.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет расширить диапазон регулировки времени задержки импульсных радиосигналов.

Использование: изобретение может быть использовано при обработке импульсных сигналов. Техническим результатом является расширение диапазона регулирования времени задержки. В способе задержки импульсных радиосигналов, включающем формирование необходимой последовательности из опорных и информационного РЧ-импульсов с двумя частотами заполнения, одна из которых равна частоте информационного импульса, воздействие этой последовательностью на образец, содержащий квадрупольные ядра с многоуровневой спин-системой, наблюдение сигналов эха и изменение временных интервалов между возбуждающими импульсами, в качестве образца используют вещество, содержащее ядра с четырехуровневой спин-системой, при этом выбор образца и возбуждение переходов определяются частотой информационного импульса, и воздействуют дополнительными РЧ-импульсами с частотой заполнения, равной частоте третьего перехода, причем первыми подают дополнительные РЧ-импульсы, а последним - информационный РЧ-импульс. 2 ил.

Способ задержки импульсных радиосигналов, включающий формирование необходимой последовательности из опорных и информационного РЧ-импульсов с двумя частотами заполнения, одна из которых равна частоте информационного импульса, воздействие этой последовательностью на образец, содержащий квадрупольные ядра с многоуровневой спин-системой, наблюдение сигналов эха и изменение временных интервалов между возбуждающими импульсами, отличающийся тем, что в качестве образца используют вещество, содержащее ядра с четырехуровневой спин-системой, при этом выбор образца и возбуждение переходов определяются частотой информационного импульса, и воздействуют дополнительными РЧ-импульсами с частотой заполнения, равной частоте третьего перехода, причем первыми подают дополнительные РЧ-импульсы, а последним - информационный РЧ-импульс.