Датчик магнитной составляющей электромагнитной волны линии передачи

 

Изобретение относится к электротехнике и обеспечивает увеличение полосы рабочих частот и чувствительности. Устр-во выполнено следующим образом. Между проводниками 1 и 2 линии передачи размещен экран 3, выполненный из проводящего материала . Внутрь экрана 3 помещена спираль (С) 4 из токопроводящего материала. Формы поперечного сечения спирали и внутренней полости экрана 3 произвольны, а их продольная ось совпадает с конфигурацией силовой линии магн. поля электромагн. волны . На продолжении этой силовой линии расположена дополнительная С 5. С 5 имеет противоположное направление закручивания и помещена в экран 3. Одни концы С 4 и 5 подсоединены к нагрузке 6, др. - к экрану 3 и нагрузке 6. 2-й вывод нагрузки 6 подсоединен к экрану 3. Нагрузка 6 состоит из параллельно соединенных резистора 7 и коаксиального кабеля 8. 1 ил. сл со оо сд со о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д) 4 G 01 R 29/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4063718/24-09 (22) 28.04.86 (46) 07.09.87. Бюл. № 33 (71) Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина (72) Ю. К. Пчелинцев (53) 621.317.328 (088.8) (56) Вассерман С. Б. Работа пояса Роговского при измерении токов импульсных пучков наносекундной длительности. — ПТЭ, 1972, № 2, с. 99 — 103.

Андерсон М. Джон. Широкополосные трансформаторы тока. — Приборы для научных исследований, 1971, № 7, с. 3 — 14. (54) ДАТЧИК МАГНИТНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ

ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ (57) Изобретение относится к электротехнике и обеспечивает увеличение полосы рабо„„Я0„„1335903 А 1 чих частот и чувствительности. Устр-во выполнено следующим образом. Между проводниками 1 и 2 линии передачи размещен экран 3, выполненный из проводящего материала. Внутрь экрана 3 помещена спираль (С) 4 из токопроводящего материала. Формы поперечного сечения спирали и внутренней полости экрана 3 произвольны, а их продольная ось совпадает с конфигурацией силовой линии магн. поля электромагн. волны. На продолжении этой силовой линии расположена дополнительная С 5. С 5 имеет противоположное направление закручивания и помещена в экран 3. Одни концы

С 4 и 5 подсоединены к нагрузке 6, др.— к экрану 3 и нагрузке 6. 2-й вывод нагрузки 6 подсоединен к экрану 3. Нагрузка 6 Я состоит из параллельно соединенных резистора 7 и коаксиального кабеля 8. 1 ил.

1335903

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве датчика при измерении величины напряженности магнитного поля (или величины тока) импульсной электромагнитной волны с характерными временами изменения ее параметров в наносекундном диапазоне времени.

Цель изобретения — увеличение полосы рабочих частот и чувствительности.

На чертеже приведена структурная электрическая схема датчика магнитной составляющей электромагнитной волны линии передачи.

Датчик магнитной составляющей электромагнитной волны линии передачи выполняют так, чтобы между проводниками 1 и 2 линии передачи был размещен экран 3, выполненный из проводящего материала. В данном случае экран 3 заглублен под поверхность проводника 2.

Внутрь экрана 3 помещена спираль 4 из токопроводящего материала. Формы поперечного сечения спирали, а также внутренней полости экрана 3 произвольны, а их продольная ось (даже криволинейная) совпадает с конфигурацией силовой линией магнитного поля электромагнитной волны.

На продолжении той же силовой линии магнитного поля электромагнитной волны расположена дополнительная спираль 5, которая имеет противоположное направление закручивания и помещена в экран 3. Вторые ближайшие друг к другу концы спиралей 4 и 5 (по одному концу от каждой спирали) подсоединены к нагрузке 6, концы спиралей

4 и 5 (по одному от каждой спирали) подсоединены к экрану 3 и нагрузке 6 соответственно. Второй вывод нагрузки 6 подсоединен к экрану 3.

Нагрузка 6 состоит из параллельно соединенных резистора 7 и коаксиального кабеля 8. В частном случае (в предельном случае) резистор 7 может отсутствовать, т. е. величина сопротивления резистора 7 равна бесконечности. Коаксиальный кабель 8 служит для передачи сигнала к регистратору.

В стенке экрана 3, обращенной к потенциальному относительно экрана 3 проводнику 1, выполнена щель 9, ширину которой изменяют (увеличивают) по мере приближения к концам спиралей 4 и 5, подсоединенных к нагрузке. Тем самым создают непрерывную переменную вдоль продольной оси спиралей 4 и 5 емкостную связь между проводником передающей линии 1 и спиралями 4 и 5 такую, что отношение величины этой емкостной связи, приходящейся на единицу длины продольной оси спиралей 4 и 5, к величине емкостной связи, приходящейся на единицу длины продольной оси спиралей 4 и 5 в этом же месте, между спиралями 4 и 5 и экраном 3 увеличивается в направлении к концам спиралей 4 и 5, подсоединенным к нагрузке 6.

Датчик магнитной составляющей электромагнитного поля линии передачи работает следующим образом.

Магнитное поле электромагнитной волны, распространяющейся между потенциальным и заземленным проводниками 1 и 2 линии передачи, индуцирует в спиралях 4 и 5 ток, величина которого пропорциональна величине магнитной составляющей поля электромагнитной волны. В связи с тем, что спирали 4 и 5 имеют различное направление закручивания, токи, индуцированные в спиралях 4 и 5, по нагрузке 6 протекают в одном и том же направлении. Резистор 7 и параллельно подсоединенный к нему согласованный около регистратора коаксиальный кабель 8 придают нагрузке чисто активный характер. В этом случае падение напряжения на нагрузке, созданное протекающим по ней током, пропорционально величине магнитного поля. По коаксиальному кабелю 8 это падение напряжения поступает на регистратор.

В установившемся состоянии (по истечении достаточно большого промежутка времени после каждого резкого изменения величины магнитного поля) напряжение, созданное на нагрузке 6, распределяется вдоль спиралей 4 и 5 в соответствии с распределением индуктивностей последовательно соединенных участков этих спиралей. Переход от первоначального состояния датчика магнитной составляющей электромагнитной волны линии передачи к установившемуся состоянию заключается в зарядке (или разрядке) электрических емкостей до напряжения, соответствующего установившемуся состоянию.

В предлагаемом устройстве зарядка электрических емкостей между спиралями 4 и- 5 и экраном 3 и электрических емкостей между отдельными витками спиралей 4 и 5 происходит под воздействием напряжения на проводнике 1 линии передачи через емкостную связь между проводником 1 и спиралями 4 и 5 одновременно с возникновением в последних индуктированного тока. Если распределение напряжения по электрическим емкостям совпадает с распределением напряжения по его индуктивностям в установившемся состоянии, то переходный процесс выравнивания этих распределений напряжения отсутствует. Так как переходный процесс выравнивания распределений напряжения по индуктивностям и емкостям имеет колебательный характер и для уменьшения амплитуды тока этих колебаний в нагрузке до допустимой величины приходится уменьшать допустимую крутизну изменения амплитуды регистрируемого сигнала, то ликвидация переходного процесса выравнивания распределений напряжения по индук1335903

Составитель А. Лысов

Реда кто р С. П ек а рь Техред И. Верес Корректор А. Знмокосов

Заказ 3800/39 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4 тивностям и емкостям эквивалентно увеличению верхней граничной частоты полосы допустимых частот датчика электромагнитной

ВОЛ Н61.

Ликвидация переходного процессе выравнивания распределений напряжения позволяет увеличить количество витков спиралей 4 и 5 на единицу длины продольной оси этих спиралей и тем самым уменьшить спад вершины регистрируемого сигнала прямоугольной формы, т. е. уменьшить нижнюю граничную частоту полосы допустимых частот датчика.

В результате одновременного увеличения верхней граничной частоты и уменьшения нижней граничной частоты полосы допустимых частот датчика электромагнитной волны возрастает его полная ширина полосы допустимых рабочих частот.

Кроме того, увеличение количества витков спиралей 4 и 5 на единицу длины их продольных осей позволяет увеличить величину сопротивления нагрузки 6 вплоть до величины волнового сопротивления коаксиального кабеля 8, увеличивая тем самым возможную чувствительность датчика электромагнитной волны к магнитной составляющей магнитной волны.

Форм ула изобретения

Датчик магнитной составляюшей электромагнитной волны линии передачи, содержащий спираль из токопроводящего материала, продольная ось которой повторяет конфигурацию магнитной силовой линии и которая помещена в экран, выполненный из проводящего материала и размещеннь1й между проводниками линии передачи, причем в стенке экрана выполнена щель, ориентированная вдоль продольной оси спирали, первый конец спирали соединен с экраном, а второй — с первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с экраном, отличающийся тем, что, с целью увеличения

15 полосы рабочих частот и чувствительности, введена дополнительная спираль с противоположным направлением закручивания, продольная ось которой повторяет конфигурацию продолжения м агнитной силовой линии и которая расположена в экране, щель выполнена в стенке экрана, обращенной к потенциальному проводнику передающей линии, а ее ширина увеличивается в направлении от концов спирали и дополнительной спирали, соединенных с экраном, к концам, соединенным с нагрузкой, при этом первый конец дополнительной спирали соединен с экраном, а второй — с первым выводом нагрузки.