SU1741204A1 - Magnet antenna - Google Patents

Magnet antenna Download PDF

Info

Publication number
SU1741204A1
SU1741204A1 SU894670817A SU4670817A SU1741204A1 SU 1741204 A1 SU1741204 A1 SU 1741204A1 SU 894670817 A SU894670817 A SU 894670817A SU 4670817 A SU4670817 A SU 4670817A SU 1741204 A1 SU1741204 A1 SU 1741204A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
winding
pump
antenna
output
outputs
Prior art date
Application number
SU894670817A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Васильевич Афанасьев
Виктор Игоревич Сергеев
Original Assignee
Иркутское Конструкторское Бюро Радиосвязи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иркутское Конструкторское Бюро Радиосвязи filed Critical Иркутское Конструкторское Бюро Радиосвязи
Priority to SU894670817A priority Critical patent/SU1741204A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1741204A1 publication Critical patent/SU1741204A1/en

Links

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Использование: антенна  техника дл  приема и обработки сигналов. Сущность изобретени : магнитна  антенна содержит ферромагнитный сердечник с обмоткой накачки и сигнальной обмоткой. Введены два фильтра нижних частот, два фильтра верхних частот, два фильтра сосредоточенной селекции, три управл емых делител  и генератор посто нного тока. Ферромагнитный сердечник выполнен в виде изотропного плоского диска. Достигнута возможность электронного управлени  диаграммой направленности антенны в азимутальной плоскости . 3 ил., 1 табл.Usage: Antenna technology for receiving and processing signals. SUMMARY OF THE INVENTION: The magnetic antenna comprises a ferromagnetic core with a pump winding and a signal winding. Two low-pass filters, two high-pass filters, two concentrated selection filters, three controllable dividers and a dc generator were introduced. The ferromagnetic core is made in the form of an isotropic flat disk. The possibility of electronic control of the antenna pattern in the azimuthal plane has been achieved. 3 ill., 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к антенной технике и предназначено дл  приема и обработки сигналов.The invention relates to antenna technology and is intended to receive and process signals.

Известна магнитна  антенна, содержаща  сердечник из ферромагнитного материала , обмотки накачки и сигнальную. Однако така  антенна не дает возможности оперативного управлени  диаграммой направленности , так как расположение обмоток допускает только одно азимутальное направление характерной диаграммы направленности (ДН) таких антенн - восьмерки, кроме того, данна  антенна обладает большой трудоемкостью изготовлени  ввиду сложной двухоконной структуры сердечника , помимо этого антенна  вл етс  трехкон- турной конструкцией - контуры накачки, сигнальный и св зи, что увеличивает трудоемкость изготовлени  и не позвол ет управление ДН ввиду своей ориентации.A known magnetic antenna comprising a core of ferromagnetic material, a pump winding and a signal one. However, such an antenna does not allow operational control of the radiation pattern, since the arrangement of the windings allows only one azimuthal direction of the characteristic directional pattern (DN) of such antennas - the figure eight, moreover, this antenna has a large manufacturing complexity due to the complex two-window structure of the core, in addition, the antenna is The three-circuit design — pumping, signaling, and coupling circuits — which increases the labor intensity of production and prevents the control of the DD her orientation.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  феррозонд, используемый в качестве магнитной антенны и содержащий ферромагнитный сердечник с размещенными наThe closest to the present invention is a ferrozond used as a magnetic antenna and containing a ferromagnetic core placed on

нем взаимно ортогонально сигнальной обмоткой и обмоткой накачки, генератор накачки , но така  антенна несмотр  на ортогональность расположени  обмоток обладает всеми недостатками аналога.it is mutually orthogonal to the signal winding and the pump winding, the pump generator, but such an antenna, despite the orthogonality of the arrangement of the windings, has all the disadvantages of the analog.

Цель изобретени  - обеспечение возможности электронного управлени  диаграммой направленности в азимутальной плоскости.The purpose of the invention is to provide the possibility of electronic control of the radiation pattern in the azimuthal plane.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в магнитную антенну введены два фильтра нижних частот (ФНЧ), два фильтра верхних частот (ФВЧ), два фильтра сосредоточенной селекции (ФСС), первый, второй и третий управл емые делители (УД) и генератор посто нного тока, выход которого соединен с входом первого УД, выходы которого через ФНЧ соединены с выходами сигнальной обмотки и обмотки накачки, выход генератора накачки соединен со входом второго УД, выходы которого соединены через ФВЧ с выходами сигнальной обмотки и обмотки накачки, которые в свою очередь соединены через первый и второй ФСС с входамиThe goal is achieved by introducing two low-pass filters (LPF), two high-pass filters (HPF), two concentrated selection filters (FSS), the first, second and third controlled dividers (UD) and DC generator into the magnetic antenna. The output of which is connected to the input of the first DD, the outputs of which are connected via the LPF to the outputs of the signal winding and the pump winding, the output of the pump generator is connected to the input of the second DD, the outputs of which are connected via an HPF with the outputs of the signal winding and the pump winding red connected through first and second inputs FSS

(L

СWITH

-h

hOhO

оabout

ь.s

третьего УД, выход которого  вл етс  выходом магнитной антенны, при этом ферромагнитный сердечник выполнен в виде плоского диска из изотропного ферромагнитного материала.The third CA, the output of which is the output of the magnetic antenna, while the ferromagnetic core is made in the form of a flat disk of an isotropic ferromagnetic material.

На фиг. 1 приведен сердечник с расположенными на нем обмотками; на фиг. 2 - структурна  схема предлагаемой магнитной антенны; на фиг. 3 - поворот магнитной оси антенны (МОА).FIG. 1 shows a core with windings located on it; in fig. 2 - structural diagram of the proposed magnetic antenna; in fig. 3 - rotation of the magnetic axis of the antenna (MOA).

Магнитна  антенна состоит из сердечника 1 и выполненных на нем обмоток накачки 2 и сигнальной 3 (см. фиг. 1), двух одинаковых фильтров низких частот (ФНЧ) 4 и 5, первого управл емого делител  6, генератора 7 посто нного тока, двух фильтров одинаковых высоких частот (ФВЧ) 8 и 9, второго управл емого делител  (УД) 10, генератора 11 переменного тока, двух одинаковых фильтров сосредоточенной селекции (ФСС) 12 и 13,третьего управл емого делител  (УД) 14.The magnetic antenna consists of a core 1 and pump windings 2 and a signal 3 (see Fig. 1) made on it, two identical low-pass filters (LPF) 4 and 5, the first controlled divider 6, the DC generator 7, two filters equal high frequencies (HPF) 8 and 9, second controlled splitter (UD) 10, alternator 11, two identical filters of concentrated selection (FSS) 12 and 13, third controlled splitter (UD) 14.

Магнитна  антенна работает следующим образом.Magnetic antenna works as follows.

Посто нный ток, подаваемый через ФНЧ 4,5 и управл емый делитель (УД) б (все три делител  могут быть выполнены в виде потенциометра) с генератора посто нного тока 7 на обмотки накачки 2 и сигнальную 3, служит дл  намагничивани  сердечника и дл  управлени  магнитной осью антенны (МОА). Счита  ось обмотки накачки 2 за х, а ось сигнальной обмотки 3 за у, имеемA constant current supplied through the low-pass filter 4.5 and a controlled divider (UD) b (all three dividers can be made in the form of a potentiometer) from the DC generator 7 to the pump winding 2 and signal 3, serves to magnetize the core and control magnetic axis of the antenna (MOA). Considering the axis of the pump winding 2 for x, and the axis of the signal winding 3 for y, we have

выражениеexpression

/  /

tg у /Лу/рх ,tg y / lu / px,

где у-угол МОА;where y is the angle of MOA;

/, у«у - проекции динамической проницаемости по ос м./, у «у - projections of dynamic permeability along the axis m.

Дл  поворота МОА на 360° необходимо только использование управл емого делител  6, который, использу  весовые коэффициенты , может повернуть ось на 180°, после чего, мен   пол рность тока, поступающего на обмотки накачки 2 и сигнальную 3, дости- гаетс  поворот МОА на 360°. В соответствии с очевидными и известными положени ми параметрической теории вектор напр женности падающего пол  Н будет проецироватьс  на МОА, т.е. азимутальный угол прихода падающей волны будет измен тьс  в соответствии с поворотом МОА, проникновению ВЧ колебаний по тракту посто нного тока преп тствует ФНЧ. Присутствие же посто нного пол , воздействующего на сердечник, приводит к возможности работы по первой гармонике пол  накачки (параметрические посто нные смещени ).To rotate the MOA by 360 °, it is only necessary to use a controlled divider 6, which, using weights, can rotate the axis by 180 °, after which the polarity of the current supplied to the pump windings 2 and signal 3 is achieved. 360 °. In accordance with the obvious and known positions of the parametric theory, the vector of the intensity of the incident field H will be projected onto the MOA, i.e. The azimuthal angle of arrival of the incident wave will vary in accordance with the rotation of the MOA, the penetration of high-frequency oscillations along the direct-current path is prevented by the low-pass filter. The presence of a constant field acting on the core leads to the possibility of working on the first harmonic of the pump field (parametric constant displacements).

Поле накачки наводитс  переменным током, протекающим делитель 10 и ФВЧ 8,The pumping field is induced by alternating current flowing from divider 10 and highpass filter 8,

9 (которые преп тствуют прохождению посто нного тока), причем оно с помощью управл емого делител  наводитс  так, чтобы вектор пол  Вн был перпендикул рен вектору посто нного пол  В0. Чаще всего в качестве накачки используетс  простое синусоидальное колебание с частотой (Он.9 (which prevent the passage of direct current), and with the help of a controlled divider, it is induced so that the vector field HF is perpendicular to the vector of the constant field B0. Most often, a simple sinusoidal oscillation with a frequency is used as a pump (He.

Счита  частоту падающей волны Шп и учитыва  работу системы по первой гармонике , имеем в выходном спектре частоты а) +(Оп (при (Он УП);, большие по амплитуде , чем остальные в том же спектре. На одну из этих частот настраиваютс  ФСС 12, 13 в выходные цепи, а с помощью весовых коэффициентов , подбираемых третьим управл емым делителем 14,в выходной цепи устанавливаетс  такой режим, при котором ось квазивыходной обмотки - суммарный вектор В2с будет перпендикул рен вектору Вп.Considering the frequency of the incident wave W and taking into account the first harmonic system operation, we have in the output spectrum frequencies a) + (Op (with (On)); larger in amplitude than others in the same spectrum. FSS 12 are tuned to one of these frequencies , 13 into the output circuits, and with the help of the weighting factors selected by the third controlled divider 14, the output circuit establishes a mode in which the axis of the quasi-output winding — the total vector B2c is perpendicular to the vector Bn.

В соответствии с канонами параметрической теории выходна  ЭДС магнитной антенны будет рассчитыватьс  по формуле:In accordance with the canons of the parametric theory, the output emf of a magnetic antenna will be calculated by the formula:

еЈ -1S Nfio е /4 Нн (d/d t) cos/1 fi (d HH/dt)cos/eЈ -1S Nfio e / 4 Nn (d / d t) cos / 1 fi (d HH / dt) cos /

++

fig - slna sin/3fig - slna sin / 3

JJ

(л cosacos. где Нп - напр женность падающего пол ; Нн - напр женность пол  накачки;(l cosacos. where Hn is the intensity of the falling floor; Hn is the intensity of the pumping floor;

/4 d В/Хио d Е),уИ B/(u0 H)- главные компоненты тензора динамической проницаемости ферромагнитного сердечника /i,Hi (t), называемые соответственно дифференциальной и нормальной проница- емост ми (звездочка указывает на необходимость учета размагничивающего фактора);/ 4 d В / Хио d Е), уИ B / (u0 H) are the main components of the dynamic permeability tensor of the ferromagnetic core / i, Hi (t), called the differential and normal permeability, respectively (an asterisk indicates the need to take into account the demagnetizing factor );

S - площадь эквивалентного поперечного сечени  сердечника;S is the equivalent cross-sectional area of the core;

W - количество витков сигнальной обмотки;W is the number of turns of the signal winding;

Е- коэффициент небаланса, характеризующий неидентичность полуэлементов магнитной.E is the unbalance factor characterizing the non-identity of half-elements magnetic.

нитнои антенны; а ./3 Нн, Југлы между векторами;filament antennas; a ./3 Nn, Ј angles between vectors;

°j - единичный вектор, определ ющий направление оси сигнальной обмотки;° j is the unit vector defining the direction of the axis of the signal winding;

i0 4л 10 7Гн/м;Ј 1 - конструкционный коэффициент.i0 4л 10 7Гн / м; Ј 1 - construction factor.

При этом при величине пол  В0 магнитного смещени , достаточной дл  насыщени  сердечника, если поле падающей волны отсутствует, то на входах третьего управл емого делител  под действием накачки возникает ЭДС удвоенной частоты. Если же величина пол  полезного сигнала (падающей волны) отлична от нул , то только тогда в спектре выходной ЭДС по витс  несуща  полезную информацию.In this case, when the magnetic bias field B0 is sufficient to saturate the core, if the field of the incident wave is absent, then at the inputs of the third controlled divider, under the action of pumping, an emf of doubled frequency occurs. If the value of the useful signal field (incident wave) is different from zero, then only in the spectrum of the output EMF does it carry useful information.

Дл  по снени  принципа поворота ДН антенны, как функций МОА, рассмотрим изображение предельных случаев дл  синтеза МОА на предлагаемой антенне с правыми обмотками (т.е. обмотки выполнены по часовой стрелке). Обозначим обмотки цифрами 2 и 3 (см. фиг. Зд-г).To clarify the principle of antenna rotation, as functions of MOA, consider the image of limiting cases for the synthesis of MOA on the proposed antenna with right windings (i.e., windings are made in a clockwise direction). Denote the winding numbers 2 and 3 (see Fig. ZD-g).

Как видно из фиг. 3 а-г в каждом случае при сохранении пол рности на обмотках и изменении амплитуды посто нного тока от О до макс и наоборот (на соответствующих обмотках) МОА, а соответственно ДН магнитной антенны (так как Им МОА в оптимальном случае, т.е. при максимальном выходном токе антенны). Таким образом плавное и синхронное изменение амплитуд И и h - одного тока на возрастание, а другого на убывание при соответствующей пол рности обмоток дает вращение МОА на 360° (а соответственно и ДН магнитной антенны ). Иллюстрируем это так - расположение МОА в квадрантах фиг. 3 д возможно при выполнении условий табл. 1.As can be seen from FIG. 3 a-d in each case while maintaining polarity on the windings and changing the amplitude of the direct current from O to max and vice versa (on the corresponding windings) MOA, and accordingly the DN of the magnetic antenna (since Im MOA in the optimal case, i.e. at the maximum output current of the antenna). Thus, a smooth and synchronous change of the amplitudes of And and h - one current to increase, and the other to decrease, with the corresponding polarity of the windings, gives the rotation of MOA by 360 ° (and, accordingly, the DN of the magnetic antenna). We illustrate it this way - the location of the MOA in the quadrants of FIG. 3 d possible under the conditions of table. one.

Т.е. при пол рности обмоток антенны (фиг. 3 д) в соответствии с приведенной табл. и плавном изменении амплитуд токов И и la, МОА будет находитс  в указанном в таблице квадранте. Вектор Нн пол  накачки должен быть перпендикул рен МОА. Ориентаци  Нн обесгзчиваетс  так же, как и МОА с помощью весовых коэффициентов.Those. when the polarity of the windings of the antenna (Fig. 3 d) in accordance with the table. and a smooth change in the amplitudes of the currents And and la, the MOA will be in the quadrant indicated in the table. The vector Hn the pumping floor should be perpendicular to the MOA. The orientation of the HH is depleted in the same way as the MOA using weights.

Кроме возможности оперативного управлени  ДН с поворотом характерной восьмерки на 360°. данна  магнитна  антенна имеет следующие преимущества перед другими типами и видами антенн:In addition to the possibility of operational control of the DN with a rotation of the characteristic figure of 360 °. This magnetic antenna has the following advantages over other types and types of antennas:

-позвол ет проводить перемагничива- ние сердечника (составл юща  B0t (x, у) пол  посто нного магнитного смещени ) эффективнее с помощью пол  накачки, так как при этом уменьшаетс  мощность, потребл ема  магнитной антенной в отличие от других вариантов, что в свою очередь- allows to carry out the magnetization reversal of the core (component B0t (x, y) of the field of constant magnetic bias) more efficiently with the help of the pump field, since this reduces the power consumed by the magnetic antenna, unlike other variants, which in turn

ведет к уменьшению уровн  шумов;leads to a decrease in noise level;

-уменьшаютс  скачки Баркгаузена, так как опрокидывание жестких векторов намагниченности качественней осуществл етс  поперечным полем;-Barkhausen jumps are reduced, since the tilting of rigid magnetization vectors is more qualitatively carried out by the transverse field;

- уменьшаетс  порог чувствительности магнитной антенны;- the sensitivity threshold of the magnetic antenna is reduced;

-упрощаетс  ее изготовление.-simplifies its manufacture.

В предлагаемом устройстве увеличено качество приема полезного сигнала и улуч- шена технологичность данной антенны.In the proposed device, the quality of reception of the useful signal is increased and the manufacturability of this antenna is improved.

Claims (1)

Формула изобретени  Магнитна  антенна, содержаща  ферромагнитный сердечник с размещеннымиMagnetic Antenna Containing a Ferromagnetic Core with Placed на нем взаимно ортогонально сигнальной обмоткой и обмоткой накачки, генератор накачки , отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  возможности электронного управлени  диаграммой направленности вon it is mutually orthogonal to the signal winding and the pump winding, a pump generator, characterized in that, in order to enable electronic control of the radiation pattern in азимутальной плоскости, введены два фильтра нижних частот (ФНЧ), два фильтра верхних частот (ФВЧ), два фильтра сосредоточенной селекции (ФСС), первый, второй и третий управл емые делители (УД)azimuth plane, two low-pass filters (LPF), two high-pass filters (HPF), two filters of concentrated selection (FSS), the first, second and third controlled dividers (UD) и генератор посто нного тока, выход которого соединен с входом первого УД, выходы которого через ФНЧ соединены с выходами сигнальной обмотки и обмотки накачки, выход генератора накачки соединен с входомand a DC generator, the output of which is connected to the input of the first DD, the outputs of which through the low-pass filter are connected to the outputs of the signal winding and the pump winding, the output of the pump generator is connected to the input второго УД, выходы которого соединены через ФВЧ с выходами сигнальной обмотки и обмотки накачки, которые, в свою очередь, соединены через первый и второй ФСС с входами третьего УД, выход которого  вл етс  выходом магнитной антенны, при этом ферромагнитный сердечник выполнен в виде плоского диска из изотропного ферромагнитного материала.Second UD, the outputs of which are connected via HPF with the outputs of the signal winding and pump winding, which, in turn, are connected through the first and second FSS to the inputs of the third UD, the output of which is the output of the magnetic antenna, while the ferromagnetic core is made in the form of a flat disk of isotropic ferromagnetic material. // / H фиг. 1FIG. one L L /V/ V / h Фл 2 55Fl 2 55 4 four
SU894670817A 1989-03-30 1989-03-30 Magnet antenna SU1741204A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894670817A SU1741204A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Magnet antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894670817A SU1741204A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Magnet antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1741204A1 true SU1741204A1 (en) 1992-06-15

Family

ID=21438034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894670817A SU1741204A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Magnet antenna

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1741204A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №911387, кл. G 01 R, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5327898A (en) Signal receiving coil device for MRI apparatus
US4763074A (en) Automatic tuning circuit for magnetic resonance quadrature antenna system
JP2928595B2 (en) Gradient magnetic field generator
US3558215A (en) Apparatus for converting linearly polarized radiation with a fixed plane of polarization into linearly polarized radiation with a rotating plane of polarization
CA1263702A (en) Mr tomography method and apparatus for performing the method
US4636728A (en) Offset gradient fields in nuclear magnetic resonance imaging systems
JPH04262280A (en) Method for tuning nmr magnetic field coil
US5445153A (en) Orthogonal RF coil for MRI apparatus
JP2003318634A (en) Noncontact sensor coil
US4255710A (en) Plural search frequency directional metal detector apparatus having enhanced sensitivity
CA2078266C (en) System for measuring the distance between two stations mobile with regard to one another
SU1741204A1 (en) Magnet antenna
US5874831A (en) Magnetic resonance imaging (MRI) system
JP3519818B2 (en) Flat coil for MRI
US6265871B1 (en) Device for generating eddy current induction and detection by means of the axes of permeability within a toroid/torus core
JPH06105824A (en) Apparatus and method for processing magnetic resonance signal
US6172503B1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and RF coil to be used therefor
US3919630A (en) Flux detection device using a parametrically excited second harmonic oscillator
JPH03275040A (en) Mri probe
JPS60171439A (en) Coil for nmr image diagnosing apparatus
SU1665439A1 (en) Magnetic aerial
US3172055A (en) Nuclear magnetic resonance spin oscillator
JPH10192253A (en) Rf coil for magnetic resonance imaging device
US4143351A (en) Sonic direction finder
US2598285A (en) Method and apparatus for measuring intensity of magnetic fields