1
Изобретение относится к радиотехнике.
Известно устройство для регистрации пространственного распределения электромагнитного поля, содержащее многоэлементную систему датчиков, приемную антенну опорного канала, подключенную к входу блока квадратурной обработки сигналов, выход которого соединен с индикатором, а также электронный коммутатор, подключенный к развертке индикатора tU.
Однако известное устройство не обеспечивает высокую точность из-за большого возмущающего воздействия на анализируемое электромагнитное полб.
Цель изобретения - повышение точности .
Эта цель достигается тем, что в известном устройстве многойлементная система датчиков выполнена в виде переотражающих вибраторов резонансной длины, размещенных на приемной стороне поглощающей подложки и соединенных с нелинейными сопротивлениями, например, полупроводниковыми диодами, перед приемной стороной поглощающей подлох ки установлена введенная дополнительная приемная антенна, которая подключена к второму входу блока квадратурной обработки сигналов, при этом нелийейные сопротивления подключены к управляющим выходам электронного коммутатора, число которых равно сумме количества строк и столбцов многоэлементной системы датчиков.
На фиг. 1 приведена, структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная.схема блока квадратурной обработки сигналов; на фиг. 3 конструкция многЬэлементной системы датчиков.
Устройство для регистрации пространственного распределения электромагнитного поля содержит многоэлементную, систему 1 , приемную антенну 2 спорного кандла, под393ключенную к входу блока 3 квадратурной обработки сигналов, выход которого соединен с индикатором , а так же электронный коммутатор 5, подключенный к развертке индикатора k, при этом многоэлементная система 1 датчиков выполнена в виде переотражающих вибраторов 6 резонансной длины, размещенных на приемной стороне поглощающей подложки 7 и соединенных с нелинейными сопротивлениями, например, полупроводниковыми диодами 8, перед приемной стороной поглощающей подло ; ки 7 установлена дополнительная приемная антенна 9, которая подключена к второму входу блока 3 квад ратурной обработки сигналов, а полупроводниковые диоды 6 подключены к управляющим выходам электронного коммутатора 5, число которых равно сумме количества строк m и столбцов многоэлементной системы 1 датчиков. Переотражающие вибраторы 6 с полупроводниковыми диодами 8 включены в узлах матричной структуры, образованной непересекающимися электрическими шинами 10 и 11 строк m и столбцов п, причем, например, аноды полупроводниковых диодов 8 соединены с электрическими шинами 10 строк, а катоды - с электрическими шинами 11 столбцов. Блок 3 квадратурной обработки сиг налов состоит из расщепителя 12 опор ного сигнала, расщепителя 13 сигнала, фазовращателя I, перемножителя 15 и перемножителя 16, селекторов 17 и 18, квадраторов 19 и 20 и сумматора 21. Устройство работает следующим образом. Генератор 22 с помощью излучающей антенны 23 облучает электромагнитной волной объект 2k амплитудное распре деление которого или голограмму необходимо зарегистрировать. Регистрация осуществляется с помощью многоэлементной системы 1 датчиков, образующей растр и состоящей из т п переотражающих вибраторов 6, нагруженных на полупроводниковые диоды 8, На полупроводниковые диоды 8 по определенной программе с помощью элект ронного коммутатора 5 поступает управляющее напряжение с генератора 25 Под действием этого управляющего напряжения изменяется сопротивление полупроводниковых диодов 8, а следовательно, и величина тока, наводимо4го в переотражающих вибраторах 6 электромагнитным полем. Это приводит к модуляции рассеянного электромагнит ного поля тем переотражающим вибратором 6, на полупроводниковый диод 8 которого подано переменное управляющее напряжение. Величина наводимого тока зависит не только от сопротивления полупроводниковых диодов 8, но и от длины переотражающих вибраторов 6, дости-. гая максимального значения при их резонансной длине. При этом амплитуда наводимого тока,а следовательн9, рассеянного электромагнитного поля, в десятки и сотни раз больше, чем для ненастроенных в резонанс переотражающих вибраторов. Таким образом, используя переотражающие вибраторы 6 резонансной длины, существенно увеличивают чувствительность устройства при регистрации пространственной структуры электромагнитного поля, С помощью электронного коммутатора 5 осуществляется также развертка пространственной структуры электромагнитного поля в последовательность модулированных сигналов, несущих информацию об амплитуде и фазе анализируемого электромагнитного поля. Сигналы, рассеянные всеми переотражающими вибраторами 6, принимаются приемной антенной 9 и поступают в блок 3 квадратурной обработки сигналов. Если амплитудно-фазовое распределение исследуемого электромагнитного поля в области размещения многоэлементной системы 1 имеет вид f() + )1 , ТО при взаимодействии этого поля с переотражающим вибратором 6, сопротивление полупроводникового диода 8 которого меняется по гармоническому закону, сигнал на выходе приемной антенны 9 без учета направленных свойств этой антенны и переотражающих вибраторов 6 и а предположении,что размеры многоэлементной системы 1 намного меньше расстояния г, имеет вид )co592t T(cos wot+4 () « Krj, где U - постоянная; fi - частота модуляции рассеянного электромагнитного поля; Wg - Частота электромагнитной волны генератора 22; f(),) - законы амплитудного и фазового распределения электромагнитного поля в области размещения переотражающих вибраторов 6; г - расстояние от управляемого переотражающего вибратора 6 до приемной антенны 9; Kj, - дополни тельный фазовый сдвиг, приобретаемы электромагнитным полем при ег© распространении от переотражающего виб ратора 6 до приемной антенны 9. Если многоэлементная система 1 датчиков не согласована со средой распространения электромагнитного поля, то она будет также рассеивать анализируемое поле, и на вход приёмной антенны 9 кроме модулированно го сигнала будет воздействовать немодулированное фоновое колебание. В результате этого воздействия на выходе приемной антенны 9 появляется сигнал (wpt + Чф), который используется в качестве опорного при получении голограмм. Однако наличие фонового сигнала не позволяет осуществить независимую регистрацию чисто амплитудного распределения электромагнитного поля. Для независимой регистрации комплексно-сопряженных голограмм и ампл тудного распределения электромагнит ного поля в устройстве формируется искусственная опорная волна. Для это го с помощью приемной антенны 2 устанавливается часть немодулированно го электромагнитного поля, излученного антенной 23 или отраженного от объекта Сигналы с выходов приемных антен 2 и 9 поступают в блок квадратурной обработки, где каждый из них расщеп ляется на два. Затем один из расщеп ленных опорных сигналов расщепителем 12 преобразуется в ортогональный другому с помощью фазовращателя 1. С выходов расщепителя 13 снимают ся сигналы ul,().cos«t.cosCwot + + ) + и cos(,, У, а с выхода расщепителя 12 и выхода фазовращателя 1 снимаются опорное сигналы Uo CiUo- cos(wotf Чо ) и Ug CtiUo-coslwotfV ) Для устранения влияния фонового сигнала но качество получаемых голо грамм сигналы и и и, U и U пере множаются в перемножителях 15 и 16. При квадратичной характеристике перемножителей 15 и 16 напряжения Ui и Uj на выходах селекторов 1 и 18, осуществляющих селекцию сигна9лов с перемножителей 15 и 1б на час тоте модуляции.Я, равны Ui (x-,y)-cos5lt () Kf, -%1 U|l C3Uo-Uf (). () Kr- olНапряжения Uj и UjJ, представляющие собой две комплексно-сопряженные голограммы, непосредственно-с выходов селекторов 17 и 18 или после детектирования с помощью линейных или синхронных детекторов подаются на индикатор , например электронный осциллограф, телевизионную систему. Для регистрации распределения интенсивности анализируемого поля напряжения Uj и U| возводятся в квадрат с помощью квадраторов t9 и 20, низкочастотные составляющие выходных сигналов которых суммируются. С выхода сумматора 21 сигнал Е constх () подается на индикатор . Синхронно со сканированием области анализа электромагнитного поля электронным коммутатором 5 осуществляется двумерная развертка луча индикатора , так что видимое изображение на экране индикатора k адэкватно отображает распределение интенсивности электромагнитного поля или голоГрамму объекта 2. Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает более высокую точность регистрации. Это достигается уменьшением возмущающего воздействия на анализируемое электромагнитное поле благодаря уменьшению в „ раз количества электрических шин, связывающих датчики многоэлементнои системы с управляющими выходами электронного коммутатора, а также благодаря тому, что в каждый момент времени только один датчик многоэлементной системы работает в режиме резонанса, а остальные датчики - в режиме холостого хода и слабо возмущают анализируемое электромагнитное поле. Формула изобретения . Устройство для регистрации пространственного распределения электромагнитного поля, содержащее многоэлементную систему датчиков, приемную антенну опорного канала, подключенную к входу блока к адратурной| обработки сигналов, выход которого
79301
соединен с индикатором, а также лектронный коммутатор, подключенный к развертке индикатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, многоэлементная s система датчиков выполнена в виде переотражающих вибраторов резонансной длины, размещенных на приемной стороне поглощающей подложки и соединенных с нелинейными сопротивлениями, ю например, полупроводниковыми диодами, перед приемной стороной поглощающей подложки установлена введенная дополнительная приемная антенна.
98
которая .подключена к второму входу блока квадратурной обработки сигналов, при этом нелинейные сопротивления подключены к управляющим выходам электронного коммутатора, число которых равно сумме количества строк и столбцов многоэлементной системы датчиков.
Источники И1;1формации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент ФРГ № , кл. G 02 В 27/00, опублик. 1371 (прототип).
гз
22
Рие.2
Фие.1
т
