Устройство для измерения электрической составляющей электромагнитного импульса Советский патент 1987 года по МПК G01R29/08 

1 .1

Изобретение относится к технике радиоизмерений, может быть использовано для измерения электрической составляющей электромагнитного имггуль- са 1 является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 78804А.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет обеспечения самокалибровки линии передачи и ре- гистратора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения электрической составляющей электромагнитного импульса.

Устройство для измерения электрической составляющей электромагнитного импульса содержит датчик 1, выполненный в виде отрезка двухпроводной линии передачи с разомкнутым концом, обращенным к источнику 2 электромагнитного импульсд. Двухпроводная ли- ния передачи представляет собой отрезки коаксиальных кабелей 3 и 4, оплетки которых являются чувствитель ными элементами датчика. Устройство содержит также линию 5 связи, например, в виде волоконно-оптической линии связи (воле), воле имеет входной блок преобразования сигнала в опти- че.ское излучение со светодиодов на входе оптического кабеля линии передачи и выходной блок преобразования оптического сигнала в напряжение. На выходе ВОЛС установлен регистратор 6 импульсных напряжений.

Устройство дополнительно снабжено источником 7 опорного напряжения, подключенным к нему накопительным - конденсатором 8 и управляемым ключом 9 в цепи разряда конденсатора. Оплетки кабелей 3 и 4 подключены к делителю 10 напрялсения j сопротивление одного из плеч которого равно волновому сопротивлению кабеля датчика. Центральная точка делителя связана с входом линии 5 связи. Оплетка отрезка коаксиального кабеля 4 и его центральная жила 11 с одной стороны кабеля закорочены, а с другой - через указанное плечо делителя 10 подключены к цепи разряда конденсатора 8 через управляемый ключ 9 с возможностью его замыкания в режиме самокалибровки

Для увеличения быстродействия ВОЛС целесообразно в качестве свето- диода использовать элементы типа лазерных полупроводниковых светодиодов

506262

Для вывода режима работы светодиода в точку начала лазерной генерации и обеспечения его температурной стабилизации цепь управления светодиода может быть снабжена стандартной схемой стабилизации цепей и делителя, в цепь управления светодиодом может быть введен усилитель, например исто- 1Q ковый повторитель.

Управление ключом 9 в режиме калибровки может быть осуществлено вручную по каналу дистанционного управления или автоматически в режиме 15 самокалибровки. В последнем случае в цепь управления ключом 9 введены пороговый блок 12, блок 13 задержки элемент 14 блокировки и усилитель 15. Устройство для измерения электри- 20 ческой составляющей электромагнитного импульса работает следующим образом.

В процессе измерения электрической составляющей электромагнитного 25 импульса источника 2 в момент t О скачок электромагнитного поля с пря- моугольньгм фронтом и амплитудной напряженности дЕ начинает распространяться вдоль отрезков коаксиальных 30 кабелей 3 и 4 датчика 1. Так как отрезки коаксиальных кабелей 3 и 4 перпендикулярны Е, продольный ток в них не возникает. Разность потенциалов между отрезками коаксиалымх кабелей 2g 3 и 4 составляет величину All diE, где d - 15асстояние между отрезками коаксиальных кабелей 3, 4. Эта раз ность потенциалов подается на делитель 10, ас него - на вход линии 5 40 связи.На выходе линии 5 связи возникает скачок напряжения, величина которого функционально связана с iE. Этот скачок напряжения и будет зафиксирован регистратором 6 . Положениеточ- 4g ки начала режима лазерной генерации светодиода зависит от начального тока светодиода и от температуры излучающего вещества. Частичную стабилизацию положения этой точки удается осущест- gQ вить стандартными метод;ами с помощью введения обратной связи.

Существенно уменьшить погрешность передачи аналоговой величины из-за большой крутизны передаточной характеристики светодиода ВОЛС можно лишь, bfc

применяя сквозную калибровку ВОЛС и

регистратора 6. Пороговый блок 12 в цепи управления ключом 9 реагирует на входной скачок напряжения uU и

запускает блок 13 задержки. Через время задержки, большее длительности электромагнитного импульса, блок 13 задержки выдает импульс на срабатывание управляемого ключа 9. Длительность импульса 1 - 2 мс. В исходном состоянии конденсатор 8 заряжен от источника опорного напряжения. В режиме самокалибровки при срабатывании управляемого ключа 9 конденсатор 8 разряжается через сопротивление нижнего плеча делителя 10 напряжения. Величина этого сопротивления равна волновому сопротивлению отрезка коаксиального кабеля 4.

Волна тока, вызванная разрядом - конденсатора 8 на сопротивление делителя 10 и отрезок коаксиального кабеля 4, начинает распространяться по отрезку коаксиального кабеля 4 и, отразившись от короткрзам кнутого конца отрезка коаксиального кабеля 4, вернется к сопротивлению делителя 10 повернутой на 180 по фазе. При этом на сопротивлении делителя 10 сформируется прямоугольный импульс напряжения длительностью t, - , где 1 длина отрезка коаксиального кабеля 4, V - скорость распространения элек- .тромагнитной волны в кабеле.

Величина напряжения импульса равна напряжению источника опорного напряжения . Сформированный импульс напряжения после прохождения ВОЛС будет зарегистрирован в регистраторе 6, .что позволит определить передаточные характеристики ВОЛС и регистратора. Дпя предотвращения повторного запуска блока 13 задержки от калибровочного сигнала блок 13 задержки блокируется по входу элементом 14 блокировки на время включения управляемого ключа 9 путем включения элемента 14 блокировки между вторым выходом и вторым входом блока 13 задержки.

Редактор П. Гереши

Составитель П. Савельев Техред М.Моргентал

5282/46

Тираж 730.Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

506264

Таким образом, режим самокалибровки происходит автоматически после каждого рабочего измерения электрической составляющей электромагнитного импульса.

Формула изобретения

Q Устройство для измерения электрической составляющей электромагнитного импульса по авт. св. № 788044, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности измерений. 15 за счет обеспечения самокалибровки линий передачи и регистратора, каждый из отрезков двухпроводной линии передачи с разомкнутым концом выполнен в виде отрезка коаксиального

2Q беля, введены делитель напряжения, подключенный к оплеткам отрезков коаксиальных кабелей, причем сопротивление первого плеча делителя равно волновому сопротивлению отрезка 25 коаксиального кабеля, последовательно соединенные управляемый ключ и конденсатор, включенные между центральной точкой делителя и центральной жилой первого отрезка коаксиаль„Q ного кабеля, подсоединенной к его оплетке со стороны разомкнутого конца двухпроводной линии, причем оплетка первого отрезка коаксиального ка- беля соединена с первым плечом дели- теля напряжения, источник опорного

напряжения, выход которого подсоединен к.точке соединения управляемого ключа и конденсатора, последовательно соединенные пороговый блок, блок задержки и усилитель, включенные между центральной точкой делителя и управляюпщм входом управляемого ключа, при этом между вторым выходом и вторым входом блока задержки включен введенный элемент блокировки, выход

40

45

делителя напряжения подключен к входу линии передачи.

Корректор Л. Пилипенко

Изобретение относится к технике радиоизмерений и является дополнительным к изобретению по а.с. № 788044, Цель изобретения - повышение точности измерений за счет обеспечения самокалибровки линии передачи (ЛП) и регистратора. Датчик 1 устройства выполнен в виде отрезка двухпроводной ЛП с разомкнутым концом, обраР1енным к источнику 2 электромаг- нитногр импульса (ЭМИ). Двухпроводная ЛП представляет собой отрезки коаксиальных кабелей (ОКК) 3 и 4, оплетки которых являются чувствительными элементами датчика 1. Скачок электромагнитного поля источьшка 2 распространяется вдоль ОКК 3 и 4. Разность потенциалов между ОКК 3 и 4 через делитель 10 напряжения поступает на линию 5 связи. Скачок напряжения на ее выходе, пропорциональный амплитуде напряженности ЭМИ, фиксируется регистратором 6. После каждого измерения эл. составляющей осуществляется сквозная калибровка линии связи и регистратора. При этом по сигналу порогового блока 12, прошедшему через блок 13 задержки и усилитель 15, открывается управляемый ключ 9 и конденсатор 8, заряженный от источника 7 опорного напряжения и подключенный к центральной жиле ОКК 4, разряжается. Сформированный импульс напряжения регистрируется регистратором 6, что позволяет определить передаточные х-ки линии 5 связи и регистратора 6. 1 ил. I (Л 14)