Активная приемная антенна

 

Изобретение относится к устройствам для измерения слабых ЭМП, позволяющих обеспечивать гальваническую развязку между объектом измерения и измерительными приемными устройствами. Предложено устройство, содержащее вибратор 1, усилитель сигнала (УС) 2 с автономным источником питания (АИП) В1. Введены согласующее устройство (СУ) 3, полупроводниковый лазерный диод (ПЛД) VD2, два оптических кабеля (ОК) 4, 6, два фотодиода (Ф) VD1, VD3, один светодиод (С) VD4, выходной усилитель (ВУ) 5, при этом выход УС 2 соединен со входом СУ 3, нагруженного на ПЛД VD2, соединенный первым ОК 4 с первым Ф VD3, анод которого соединен последовательно с входным сопротивлением ВУ 5, а катод через сопротивление с анодом С VD4, включением тумблера осуществляется подача питающего напряжения на ВУ 5, первый Ф VD3 и С VD4, С VD4 соединен вторым ОК 6 со вторым Ф VD1, в цепи катода которого установлен резистор параллельно цепи эмиттер-база транзистора (Т) VT1 p-n-p типа, коллектор которого соединен с базой Т VT2 n-p-n типа, эмиттер Т VT1 p-n-p типа и коллектор Т VT2 n-p-n типа соединены с положительным электродом (АИП) В1 УС 2, а эмиттер Т VT2 n-p-n типа соединен с шиной питания УС 2 и СУ 3. Технический результат: обеспечение гальванической развязки между объектами измерения и измерительной аппаратурой при измерении ЭМП, а также возможность дистанционного включения антенного узла, устанавливаемого в местах, недоступных для оператора. 1 ил.

Использование: измерение электромагнитных полей (ЭМП) в широком диапазоне частот и исследование объектов, содержащих радиоэлектронные устройства с электрическими цепями, на защищенность от проникновения собственных излучений в свободное пространство, а также определение устойчивости радиоэлектронных устройств этих объектов к внешним воздействиям ЭМП.

Сущность изобретения: активная приемная антенна выполнена в виде двух электронных узлов, соединенных между собой двумя оптическими кабелями. Один приемный узел содержит вибратор, усилитель, согласующее устройство, нагруженное на полупроводниковый лазерный диод, автономный источник со схемой включения питания усилителя, согласующего устройства и лазера. Приемный узел предназначен для подачи светового потока лазера, модулируемого частотой сигнала, поступающего с антенны, на фотоприемное устройство второго преобразующего узла, имеющего усилитель с выходом на радиоизмерительное устройство. Подачей питания на преобразующий узел осуществляется включение приемного узла от источника света, светодиода преобразующего узла. Оба оптических кабеля служат гальванической развязкой между объектом измерения и измерительной аппаратурой и создают возможность установки приемного узла в места, недоступные для оператора.

Изобретение относится к устройствам для измерений слабых ЭМП, позволяющих обеспечивать гальваническую развязку между объектом измерения и измерительными приемными устройствами; при этом включение антенного приемного узла осуществляется по оптическому кабелю.

Известна антенна, состоящая из проводящей пластины заземления, пластины для подачи питания, имеющей схему проводящих полос, имеющих оконечные клеммы питания. В антенне имеется излучающая пластина с отверстиями, образующими излучающие элементы. Между пластинами - изоляционный слой. Отверстия пластины имеют нерегулярный контур, что позволяет принимать с большим коэффициентом усиления волны с круговой поляризацией в широком диапазоне частот. (FR A1 2646967, H 01 Q 13/00, N 8, стр. 18, т. 9-12, 92 г.).

Известна антенна для радиоприемников, в которой ВЧ-усилитель усиливает принятые антенной сигналы до их поступления на приемник. Особенностью является наличие шунтирующей цепи, связанной с усилителем и обеспечивающей прохождение сигналов в обход усилителя, если сигнал превышает заданный уровень. (ЕПВ (EP) заявка N 0447194, H 01 Q 23/00, N 12, стр. 14, т. 9-12, 92 г.).

Известна активная приемная антенна, содержащая выпрямительную схему с регулирующим усилителем, который при превышении заданного уровня уменьшает внутреннее усиление активной приемной антенны. Имеется активный антенный блок, содержащий электронный усилитель, на входах и выходах которого имеется один или несколько электронных переключателей. Имеется схема, которая подключена к выходу активного антенного блока, пассивный блок, который включен перед активным антенным блоком, а также пассивная схема, подавляющая сигнал. Подавление сигнала происходит с помощью электронных переключателей канала связи. (DE 4323014 A1, H 01 Q 23/00; N 7, стр. 3, т. 1-12, 96 г.).

Известна активная приемная антенна с антенным усилителем, содержащим антенный проводник на или внутри непроводящей поверхности с антенным подсоединительным устройством. В ней имеется активный четырехполюсник. Выходная линия его соединяется коаксиальным кабелем с измерительным устройством. (ФРГ (DE) 3907493 A1, H 01 Q 1/32, 23/00, 21/28, H 04 B 7/08).

Данное изобретение выбрано в качестве прототипа.

Известные антенные устройства не имеют гальванической развязки от измерительной аппаратуры, что требует особой защиты всей измерительной линии от влияния воздействий внешних ЭМП. Кроме того, эти антенные устройства невозможно эксплуатировать при необходимости их установки в местах, недоступных для оператора.

Целью настоящего изобретения является обеспечение гальванической развязки между объектами измерения и измерительной аппаратурой при измерении ЭМП, а также возможность дистанционного включения антенного узла, устанавливаемого в местах, недоступных для оператора.

На чертеже представлена активная приемная антенна.

Для достижения поставленной цели активная приемная антенна реализуется в виде двух электронных узлов, соединенных между собой двумя оптическими кабелями. Первый приемный узел содержит вибратор 1, усилитель 2, согласующее устройство 3, полупроводниковый лазерный диод VD2, источник питания B1, транзисторы VT1, VT2, резистор R1 и фотодиод VD1. Второй преобразующий узел содержит усилитель 5 с входным сопротивлением R_вх и выходом на измерительную аппаратуру, фотодиод VD3, светодиод VD4 и включатель питания П1.

Включением тумблера П1 осуществляется подача питающего напряжения на выходной усилитель преобразующего узла 5, фотодиод VD3 и светодиод VD4. При этом световой поток от светодиода VD4 по второму оптическому кабелю 6 поступает на фотодиод приемного узла VD1. В цепи фотодиода VD1 возникает ток, создавая падение напряжения на резисторе R1 и открывая транзисторы приемного узла VT1 p-n-p типа, VT2 n-p-n типа. От источника питания B1 через открытый переход коллектор-эмиттер транзистора VT2 n-p-n типа приемного узла подается питание на усилитель сигнала 2, согласующее устройство 3 и осуществляется смещение полупроводникового лазерного диода VD2. Световой поток от полупроводникового лазерного диода VD2 приемного узла по первому оптическому кабелю 4 подается на фотодиод VD3 преобразующего узла, нагруженного на входное сопротивление R_вх усилителя 5 преобразующего узла.

Принимаемый вибратором 1 сигнал, образованный измеряемым ЭМП, модулирует оптический световой поток, что позволяет с помощью выходного усилителя 5 преобразующего узла передать полученную информацию через выход усилителя 5 на радиоизмерительную аппаратуру.

Предложенное устройство позволяет производить измерения ЭМП в диапазоне частот 0,1...1000 МГц с гальванической развязкой между объектом измерения и измерительной аппаратурой; при этом включение антенного узла осуществляется по оптическому кабелю, создавая возможность расположить антенный узел в местах, недоступных для оператора.

Предложенное изобретение было выполнено и проверено в рамках экспериментально-исследовательской работы. Выполненный макет устройства практически показал свою высокую эффективность при конкретных измерениях ЭМП с гальванической развязкой между объектом измерения и измерительной аппаратурой.

Формула изобретения

Активная приемная антенна, содержащая вибратор, усилитель сигнала с автономным источником питания, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит согласующее устройство, полупроводниковый лазерный диод, два оптических кабеля, два фотодиода, один светодиод, выходной усилитель, при этом выход усилителя сигнала соединен со входом согласующего устройства, нагруженного на полупроводниковый лазерный диод, соединенный первым оптическим кабелем с первым фотодиодом, анод которого соединен последовательно с входным сопротивлением выходного усилителя, а катод через сопротивление - с анодом светодиода, включением тумблера осуществляется подача питающего напряжения на выходной усилитель, первый фотодиод и светодиод, светодиод соединен вторым оптическим кабелем со вторым фотодиодом, в цепи катода которого установлен резистор параллельно цепи эмиттер-база транзистора p-n-p типа, коллектор которого соединен с базой транзистора n-p-n типа, эмиттер транзистора p-n-p типа и коллектор транзистора n-p-n типа соединены с положительным электродом автономного источника питания усилителя сигнала, а эмиттер транзистора n-p-n типа соединен с шиной питания усилителя сигнала и согласующего устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1