УСТРОЙСТВО для ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ЧАСТОТУ ГЕНЕРАЦИИ Советский патент 1971 года по МПК G01V3/40 

Изобретение относится к области квантовой электроники.

Известны устройства для преобразования магнитного ноля в частоту генерации, содержащие широкополосный усилитель, в положительную обратную связь которого включен магнитонерестраиваемый резонансный элемент. Иедостатком известных устройств является нестабильность частоты генерации.

В предложенном устройстве в качестве резонансного элемента применен фильтр-селектор, в котором использовано рабочее вещество с расщеплением уровней в нулевом магнитном поле (например, рутил, бариевый феррит, рубин).

Устройство позволяет снизить относительную нестабильность генерации до 10.

На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства, которое состоит из широкополосного усилителя 1, выполненного на лампе бегущей волны (ЛБВ), волновода 2, фазовращателя 3 и фильтра-селектора 4. Использование пара- и ферромагнитных веществ позволяет создать магнитоперестраиваемый фильтр-селектор. Если включить такой фильтр-селектор в цень обратной связи широкополосного усилителя, то при равенстве общего фазового сдвига нулю в системе возникнут автоколебания. Частота генерации этого автогенератора определяется резонансной частотой фильтра-селектора, а его стабильность - добротностью фильтра-селектора и фазовой стабильностью усилителя.

Стабильность генератора на ЛБВ может быть определена по формуле:

А/ nQi Д

W . С7 1

Q и

/ А/

- относительная нестабильность генегдерации;Л1 - число волн, укладывающихся вдоль

замедляющей системы ЛБВ;

нестабильность питания ЛБВ;

Q -добротность фильтра-селектора.

Если в фильтре-селекторе используется, например, иттриевый гранат или аналогичные вещества, имеющие относительную ширину резонансной линии 10, то добротность Q

103. При Al 20 и 10- - 2-10-8. Современные электронные стабилизаторы

напряжения позволяют иметь« 10-. Добротность фильтра-селектора может быть увеличена до применением рабочих веществ с расщеплением уровней в нулевом

ферритов, рубина и др. При этом отношение

Д/,

10-8.

- может быть уменьшено до

Смещение частоты генерации может быть вызвано так же колебаниями окружающей температуры, изменяющей длину цепи обратной связи, что эквивалентно изменению фазы. При длине цепи обратной связи 50 см, материале волноводов с температурным коэффициентом линейного расширения 10- (инвар) относительное изменение частоты составляет 10- град-Ч

Описанный способ преобразования магнитного поля в частоту может быть осуществлен для полей практически от О до величин, определяемых существующими ЛБВ. Преобразование может быть абсолютным, если в качестве рабочих веществ использовать парамагнетики.

Предлагаемый преобразователь можно использовать для измерения магнитного поля и

его изменений, например, при разведке ферромагнитных полезных ископаемых и массивных ферромагнитных предметов по относительному изменению магнитного поля Земли. Чувствительность способа позволяет измерять различные флуктуации магнитного поля Земли - как медленные, так и быстрые.

Предмет изобретения

Устройство для преобразования магнитного поля в частоту генерации, содержащее широкополосный усилитель, в положительную обратную связь которого включен магнитоперестраиваемый резонансный элемент, отличающееся тем, что, с целью снижения относительной нестабильности частоты генерации, в качестве резонансного элемента применен фильтр-селектор, в котором использовано рабочее вещество с расщеплением уровней в нулевом магнитном поле (например, рутил, ба риевый феррит, рубин).