CN1128354A - 能可靠测定信号电场强度的电场传感器 - Google Patents
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Abstract
一种电场传感器，有一个电场检测头(13)，用以根据接收天线(11)收到的输入信号的电场强度改变来自光源(19)的传播光束的强度。传播光束由光电变换器(21)变换成输出信号。输出信号由校正器(27)将其与基准信号相比较并由校正器(27)给光电变换器提供控制信号。
Description
本发明涉及一种电场传感器，用以测定在空间传播的电磁波信号的电场强度。
一般的电场传感器通常是以稍后即将更详加说明的方式由下列各部分组成：一个接收天线，一个电场检测头，一个输入光纤，一个输出光纤，一个光源，一个光电变换器和一个调整器。
接收天线对输入信号起反应。电场检测头用以根据接收天线收到的输入信号的电场强度改变通过自身传播的传播光束的光强。输入和输出光纤与电场检测头相连接。光源接输入光纤的一端，且用以将光束作为传播光束发送给输入光纤。
从电场传感器的检测头通过输出光纤传送的传播光束提供给光电变换器。光电变换器用以将传播光束变换成作为输出信号的电信号。调整器用以借助具第一基准特性的第一基准信号调整输出信号。但光电变换器的输出信号是用具第二基准特性的第二基准信号在测定温度变化时调整的，而第二基准特性与第一基准特性是不同的，因此一般的电场传感器不能可靠地测定输入信号的电场强度。
因此本发明的目的是提供一种能可靠地测定输入信号电场强度的电场传感器。
随着说明的进行，本发明的其它目的就会越清楚了。
本发明的电场传感器包括：一个接收天线，供接收输入信号用；一个电场检测头，供根据输入信号的电场强度改变通过自身传播的传播光束的强度；一个输入光纤和一个输出光纤，两者都与电场检测头连接；一个光源，接输入光纤的一端，供将光束作为传播光束发送给输入光纤；一个光电变换器，供将传播光束变换成作为输出信号的电信号，从电场检测头通过输出光纤传送的传播光纤即加到此光电变换器上；和一个校正器，用以将输出信号与基准信号相比较，并给光电变换器提供控制信号，光电变换器的输出信号即加到此校正器上。
图1是一般电场传感器的方框图；
图2的曲线用以说明图1所示的一般电场传感器的工作情况；
图3是本发明一个实施例的电场传感器的方框图；
图4是图3所示的电场传感器的电场检测头的示意正视图；
图5是图3所示的电场传感器的校正器的方框图。
参看图1-2，为了更好地理解本发明的内容，先说明一下一般的电场传感器。
一般的电场传感器包括接收天线11、电场检测头13、输入光纤15、输出光纤17、光源19、光电变换器21和调整器23。
接收天线11对输入信号起反应。电场检测头13用以根据接收天线11收到的输入信号的电场强度改变通过自身传播的传播光束的光强。输入光纤15和输出光纤17都与电场检测头连接。光源19接输入光纤15的一端，且用以将光束作为传播光束发送给输入光纤15。
从电场检测头13通过输出光纤17传送的传播光束加到光电变换器21上。光电变换器21用以将传播光束变换成作为输出信号25的电信号。调整器23用以借助于具第一基准特性的第一基准信号调整输出信号25。
举例说，第一基准特性用第一基准特性曲线A表示。然而，举例说，光电变换器21的输出信号是由具第二基准特性曲线B表示的第二基准特性的第二基准信号在测量温度变化时调整的。第二基准特性是与第一基准特性不同的。因此一般的电场传感器不能可靠地测定输入信号的电场强度。
参看图3、图4和图5，现在说明本发明一个实施例的电场传感器。同样的部件用同样的编号表示。
图3中，电场传感器包括接收天线11、电场检测头13、输入光纤15、输出光纤17、光源19、光电变换器21和校正器27。校正器27与光电变换器21相连接。
图4中，电场检测头13包括衬底29、输入光波导31、两个相移光波导33、输出光波导35和调制电极37。输入光波导31在衬底29上形成，与输入光纤15相连接。两个相移光波导33在衬底29上形成，从输入光波导31分支出来，其折射率可随电场强度而变化。输出光波导35在衬底29上形成，一端接输出光纤17，另一端接两个相移光波导33的连接点。调制电极37都在两个相移光波导33附近形成。各调制电极37通过衬底29上形成的垫片39与接收天线11相连接。
入射光束从输入光纤15入射，通过分接到两个相移光波导33的输入光波导31。接收天线11收到输入信号时，感应出的电压加到调制电极37上，在两个相移光波导33中产生电场分量，这些电场分量的方向在深度方向上彼此相反。
这样，两个相移光波导33中折射率由于电光效应而发生变化，从而通过两个相移光波导33中传播的各光束之间产生相位差。相位差的幅度与加到调制电极37上的电场强度有关。这些光束在输出光波导35中作为输出光束汇合并结合在一直起，其光强因彼此间的干涉作用而变化。就是说，发送到输出光纤17的输出光束，其强度随加到调制电极37上的电场强度而变化。
再返回到图3。从光电变换器21的输出信号25加到校正器27上。校正器27将输出信号25与基准信号的相比较，产生控制信号41，并将该信号加到光电变换器21上。
图5中，校正器27包括基准信号发生器43、比较器45和控制器47。比较器45接光电变换器21。光电变的换器21的输出信号25加到比较器45上。输入信号的基准电场强度加到电场检测头13上时，输出信号25具有一定的输出电平。
基准信号发生器43产生具有基准电平的基准信号49。比较器45接基准信号发生器43，基准信号即加到比较器45上。比较器45将输出信号25的输出电平与基准信号49的基准电平相比较，产生表示输出电平与基准电平之间的偏差的偏差信号51。控制器47与比较器45及光电变换器21相连接。来自比较器45的偏差信号加到控制器47上，以产生控制信号41，并将之加到光电变换器21上。控制器47将光电变换器21控制得使基准信号即使在测量温度发生变化时也调整输出信号25。
Claims (3)
1.一种电场传感器，包括：
一个接收天线，用以接收输入信号；
一个电场检测头，用以根据所述输入信号的电场强度改变通过自身传播的传播光束的强度；
一个输入光纤和一个输出光纤，两者都与所述电场检测头相连接；
一个光源，与所述输入光纤的一端相连接，用以将光束作为所述传播光束发送给所述输入光纤；
一个光电变换器，用以将所述传播光束变换成作为输出信号的电信号，从所述电场检测头通过所述输出光纤传送的所述传播光束即加到此光电变换器上；和
一个校正器，接收来自所述光电变换器的所述输出信号，用以将所述输出信号与基准信号相比较，产生控制信号并将之加到所述光电变换器上。
2.如权利要求1所述的电场传感器，其特征在于，当所述输入信号的基准电场强度加到所述电场传感器上时，所述输出信号具一定的输出电平，所述校正器包括：
一个基准信号发生器，用以产生具有基准电平的所述基准信号；
一个比较器，与所述光电变换器及所述基准信号发生器相连接，用以将所述输出电平与所述基准电平相比较，从而产生偏差信号；和
一个控制器，与所述比较器及所述光电变换器相连接，用以接收来自所述比较器的偏差信号，从而产生所述控制信号，并将之加到所述光电变换器上。
3.如权利要求2所述的电场传感器，其特征在于，所述电场检测头包括一个衬底，所述衬底上形成有一个输入光波导，与所述输入光纤相连接，此外所述电场检测头包括两个相移光波导、一个输出光波导和起码一个调制电极，两个相移光波导在所述衬底上形成，从所述输入光波导分支出来，其折射率随所述电场强度而变化；输出光波导在所述衬底上形成，一端接所述输出光纤，另一端接所述两个相移光波导的连接点；调制电极在所述两个相移光波导的起码其中之一的附近形成。
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