Устройство формирования сигнала спинового эха Советский патент 1986 года по МПК G01N24/08 

1

Изобретение относится к ядерному и электронному магнитному резонансу, а конкретно к эффекту спинового эха (СЭ), и может быть использовано в устройствах оптимальной обработки сложных радиосигналов в условиях помех для систем радиолокации, радиосвязи и радионавигации.

Цель изобретения - расширение ди- .намического диапазона путем устране- НИИ йаразитных эхо, обусловленных комби 1ационным взаимодействием возбуждающих сигналов и спадом свободной индукции, и увеличение амплитуды полезного трехимпулъсного эха. .

На.чертеже изображена схема устройства.

Предлагаемое устройство формирования сигнала спинового эха содержит синхронизатор 1, генератор 2 90-градусного опорного сигнала, генератор

3информационного сигнала, генератор

490-градусного короткого по длительности служебного импульса, ге- нератор 5 высокочастотных синусоидальных колебаний, основной блок 6 воз- б5гждения СЭ, дополнительный блок 7 ; возбуждения СЭ, 180-градусные фазовращатели 8 и 9, основной 10 и допол нительньй 11 приемники эхосигналов и устройство 12 когерентного суммирования радиосигналов.

Устройство работает следующим образом.

Возбуждающие радиосигналы - 9О-градусный короткий по длительности служебный импульс (СИ) E в момент tj , сложньй информационный (ИС) Н в момент tj и сложный 90-градусный опор- ный сигнал (ОС) Н в виде зеркальной копии информационного в момент t3 по командам синхронизатора 1 из соответствующих генераторов 2, 3, 4 на несущей частоте, совпадающей с центральной.частотой ЯМР, вырабатываемой в генераторе 5 высокочастотного синусоидального колебания, подаются одновременно на основной 6 и дополни тельньй 7 блоки возбуждения СЭ. При- чем предварительно у опорного и слу- бежного радиосигналов, подаваемых на дополнительный блок 7 возбуждения СЭ соответственно фазовращателями 8 и 9, начальная фаза изменяется на противоположную. Возбуждающими сигналами могут быть сложные сигналы с внутриимцульсной фазовой манипуля15 .2

цией, частотной манипуляцией, частотной модуляцией и т.д.

В зависимости от конкретного использования устройства информационный сигнал может подаваться на блоки возбуждения СЭ из линии связи. Блоки возбуждения СЭ представляют собой резонансные системы с рабочими веществами. Возбуждение спиновой системы осуществляется циркулярно поляризованным переменным полем. В радиочастотном диапазоне этого добиваются помещением образца в катушку индуктивности резонансно настроенного контура, на который подаются радиочастотные импульсы.

Для устройства, работающего в СВЧ диапазоне, резонансный контур заменяется .резонатором, а образец помещается в пучность магнитного поля.

в качестве рабочих веществ могут использоваться как немагнитные, так и магнитоупорядоченные материалы.

Выходные отклики.основного 6 и дополнительного 7 блоков возбуждения СЭ усиливаются в приемниках 10, 11 и подаются на устройство 12 когерентного суммирования радиосигналов. Входы приемников на время приема эхо- сигналов открьшаются стробирующим импульсом синхронизатора 1. Когерентное сложение в устройстве 12 когерентного суммирования усиленных откликов основного и дополнительного блоков возбуждения СЭ позволяет устранить паразитные эхо и увеличить в два раза амплитуду полезного трех- импульсного эха. Это происходит потому, что однофазные полезные трехим- пульсные эхо на выходе устройства когерентного суммирования складываются, а противофазные паразитные компенсируются .

Когерентное суммирование может быть осуществлено по комплексной огибающей (ф.азовым детектированием) путем разделения выходных сигналов приемников на квадратурные составляющие и последующего сложения.

Формула изобретения

Устройство формирования сигнала спинового эха, содержащее синхронизатор, генератор 90-градусного опорного сигнала, генератор информацион3

ного сигнала, генератор 90-градусно- го короткого по длительности служебного импуль(а , первый блок возбуждения спинового эха (СЭ), основной приемник, генератор высокочастотных (ВЧ) синусоидальных колебаний, выход которого подключен к сигнальным входам генератора 90-градусного опорног сигнала, генератора информационного сигнала и генератора 90-градусного короткого по длительности служебного импульса, управляющие входы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами синхронизатора, четвертый выход которого под- ключей к управляющему входу основного приемника, сигнальный вход которого соединен с выходом первого блока ;возбуждения СЭ, первый, второй и третий входы которого соединены соответ ственно с выходами генераторов опорного, информационного и служебного

t

сигналов, отличающееся тем, что, с целью расширения динами- чес кого диапазона путем устранения ларазитных эхо, обусловленных комби

5 10 15 20

5

1154

национным взаимодействием возбуждающих сигналов и спадом свободной индукции, и увеличения амплитуды полезного трехимпульсного эха, оно снабжено дополнительно двумя 180-градусными фазовращателями, вторым блоком возбуждения СЭ, дополнительным приемником,, устройством когерентного суммирования радиосигналов, причем второй вход второго блока возбуждения СЭ подключен к выходу.генератора информационного сигнала, первый и третий входы через 180-градусные фазовращатели - к выходам соответственно генераторов 90-градусных опорного и служебного сигналов, сигнальный вход дополнительного приемника подключен к выходу второго блока возбуждения СЭ, а управлякяций вход - к четвертому выходу синхронизатора, первый вход устройства когерентного , суммирования радиосигналов подключен к выходу основного приемника, второй вход - к выходу.дополнительного приемника, а третийвхрд-к выходам генера- тора ВЧ синусоидальных колебаний.

Изобретение относится к области электронного и ядерного магнитного резонанса и может быть использовано в системах радиолокации, радиосвязи и радионавигации, работающих со сложными сигналами в условиях помех. Устройство содержит два идентичных спиновых канала, каждый из которых содержит блок возбуждения спинового эха и приемник, а также генератор несущей частоты, синхронизатор, генераторы 90 -градусного опорного, информационного, 90-градусного короткого по длительности служебного сигналов, два 180-градусные .фазовращателя и блок когерентного суммирования радиосигналов. Предложенное техническое решение позволяет увеличить динамический диапазон путем устранения паразитных эхо, обусловленных двухимпульсными взаимодействиями сигналов и спадом свободной индукцш после третьего сигнала возбуждения, а также за счет повышения в два раза амплитуды полезного трехимпульс- , ного эха-на выходе устройства. 1 ил. (Л