Устройство задержки свч-импульсов

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах обработки СВЧ-радиосигналов различного назначения. Цель изобретения - увеличение динамического диапазона и упрощение конструкции. Устройство задержки СВЧ-импульсов содержит поглощающую ячейку 1 с парами щелочного металла и буферного газа, которая расположена в полях источников 2 и 3 переменного и постоянного магнитных полей между источниками 4 и 5 оптического излучения накачки и регистрации и фотодетектором 6 с линзой 7, выход которого через усилитель 8 фототока подключен к входу индикатора 9, блок питания 10, который соединен с источником 3 постоянного магнитного поля, модулятор 11, выход которого подключен к источнику 2 переменного магнитного поля, а вход - к входу блока управления 13 фазой спинов, который выполняет функции инвертора градиента постоянного магнитного поля. Использование фотодетектора 6 радиочастотного диапазона, инвертора градиента постоянного магнитного поля, в качестве которого может быть использован стандартный генератор видеоимпульсов, позволяет реализовать цель изобретения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 11 С 11/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4470406/24-09 (22) 01.08.88 (46) 23.10.90, Бюл. ¹ 39 (71) Физико-технический институт и м. А. Ф. Иоффе (72) Н,А. Доватор и P,А. Житников (53) 621,372(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹2305895,,кл. G11 С 11/16,,1980. (54) УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ СВЧ-ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах обработки СВЧ-радиосигналов различного назначения. Цель изобретения — увеличение динамического диапазона и упрощение конструкции. Устройство задержки СВЧ-импульсов содержит поглощающую ячейку 1 с парами щелочного металла и буферного га,, Я2,, 1601641 А1 за, которая расположена в полях источников 2 и 3 переменного и постоянного магнитных полей между источниками 4 и 5 оптического излучения накачки и регистрации и фотодетектором 6 с линзой 7, выход которого через усилитель 8 фототока подключен к входу индикатора 9, блок питания

10, который соединен с источником 3 постоянного магнитного поля, модулятор 11, выход которого подключен к источнику 2 переменного магнитного поля, а вход — к входу блока управления 13 фазой спинов, который выполняет функции инвертора градиента постоянного магнитного поля.

Использование фотодетектора 6 радиочаcToTHofo диапазона, инвертора градиента постоянного магнитного поля, в качестве которого может быть использован стандартный генератор видеоимпульсов, позволяет реализовать цель изобретения. 1 ил.

1601641

Изобретение относится к области ради, отехники и может быть использовано в системах обработки СВЧ-радиосигналов различного назначения.

Цель изобретения — увеличение динамического диапазона и упрощение конструкции устройства задержки СВЧ-импульсов, На чертеже представлена функциональная схема устройства задержки СВЧимпульсов, Устройство задержки С ВЧ-импульсов содержит поглощающую ячейку 1 с парами щелочного металла и буферного газа, которая расположена в полях источника 2 переменного магнитного поля и источника 3 постоянного магнитного поля между источниками оптического излучения накачки 4 и регистрации 5 и фотодетектором 6 с линзой 7, выход которого через усилитель 8 фототока подключен к входу индикатора 9, блок 10 питания, который соединен с источником постоянного магнитного поля 3, модулятор 11, выход которого подключен к источнику 2 переменного магнитного поля, а вход которого соединен с выходом формирователя 12 сигнального импульса, вход которого подключен к входу блока 13 управления фазой спинов, который выполнен в виде инвертора градиента постоянного магнитного поля и выход которого подключен к источнику 3 постоянного магнитного поля.

Источники оптического излучения накачки 4 и регистрации 5 выполнены в виде соответственно ламп 14 и 15, линз 16 и 17, интерференционных фильтров 18 и 19 (Д1линия) вместе с циркулярными поляризаторами и генераторов 20 и 21.

Устройство работает следующим образом.

В лампе 14 источника 4 оптического излучения накачки, содержащей тот же щелочной металл, что и поглощающая ячейка 1, с помощью генератора 21 возбуждается высокочастотный беээлектродный разряд для создания резонансного оптического излучения. Это излучение, пройдя через линзу 16, интерференционный фильтр 18 с циркулярным поляризатором, попадает в поглощающую ячейку 1, В результате резонансного поглощения и последующего излучения света щелочными атомами происходит оптическая ориентация их магнитных моментов.

При поступлении на вход устройства

СВЧ-импульса формирователь 12 сигнального импульса преобразует этот СВЧ-импульс в сигнальный импульс, соответствующий максимальному возбуждению ансамбля атомов в поглощающей ячейке 1 и удовлетворяющий условию

2л

Н1 =- —,,ик т где H> — амплитуда магнитной составляющей СВЧ-импульса на выходе формирователя сигнального импульса 12т — длительность

СВЧ-импульса; pK — матричный дипольный момент перехода сверхтонкой структуры (CTC), при этом частота заполнения СВЧимпульса и должна соответствовать резонансной частоте одного иэ переходов сверхтонкой структуры атомов, находящихся в поглощающей ячейке 1, м= в„,+Ку H., где К вЂ” коэффициент, зависящий от выбранной пары энергетических подуровней основного состояния щелочного атома; Но— величина постоянного магнитного поля; 1)— гиромагнитное отношение.

Далее СВЧ-импульс поступает на вход модулятора 11, с помощью которого осуществляется 100 -ная амплитудная модуляция этого СВЧ-импульса с ларморовской частотой щелочных атомов o)n= у Но. Под действием амплитудно-модулированного

СВЧ-импульса осуществляется одновременное возбуждение двух переходов сверхтонкой структуры щелочных атомов, что приводит к возникновению радиочастотной когерен ности, T.å. к появлению компоненты суммарной поперечной намагниченности поглощающей ячейки 1, осциллирующей на частоте п)л.

После окончания СВЧ-импульса будет происходить постепенное затухание амплитуды такой намагниченности вследствие расфазировки поперечных намагниченностей отдельных объемов поглощающей ячейки 1 из-за неоднородности постоянного магнитного поля, создаваемого источником

3 постоянного магнитного поля. Осцилляции поперечной намагниченности поглощающей ячейки 1 регистрируются в виде модуляции с частотой o)n излучения лампы 15, прошедшего через поглощающую ячейку 1.

Эта модуляция в свою очередь фиксируется фотодетектором 6.

Через промежуток времени (t -t,— t) после поступления СВЧ-импульса на вход формирователя 12 сигнального импульса блок 13 управления фазой спинов осуществляет инверсию градиента постоянного магнитного поля (to-момент поступления

СВЧ-импульса, t>- момент инверсии градиента постоянного магнитного поля; 2(с1- to E)— требуемое время задержки. Это вызывает одновременное изменение частот прецессии поперечных намагниченностей отдельных обьемов поглощающей ячейки 1 таким образом, что более быстрая прецессия в од1601641

Составитель В.Рвщин

Техред М.Моргентал

Редактор Е.Папп

Корректор Л.Патай

Заказ 3272 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 них объемах поглощающей ячейки 1 изменяется на более медленную в других объемах и наоборот, Этот процесс приводит в конце концов к постепенной рефазировке намагниченностей отдельных объемов поглощающей ячейки 1 и обуславливает появление в момент времени 2t> - to — е импульса суммарной поперечной намагниченности на частоте в, т.е. к образованию эхо-сигнала от СВЧ-импульса, Эхо-сигнал регистрируется фотодетектором 6 в виде радиоимпульса, усиливается усилитель 8 фототока и подается на вход индикатора 9. Изменяя момент инверсии градиента постоянного магнитного поля можно регулировать время задержки СВЧимпульса, максимальная величина которого зависит от времени поперечной релаксации ориентации щелочных атомов и скорости их диффузии в поглощающей ячейке 1 в атмосфере буферного газа.

Лампы 14 и 15 представляют собой, например, шариковые стеклянные лампы, заполненные парами щелочного металла (например, цезия) и буферным газом (например, криптоном) при определенном давлении. Излучение ламп 14 и 15 фильтруется с помощью интерференционных фил ьтров 18 и 19, пропускающих Д -линию, и поляризуется с помощью циркулярных поляризаторов, Использование фотодетектора 6 радиочастотного диапазона, а также инвертора градиента постоянного магнитного поля обеспечивает существенное увеличение динамического диапазона устройства задержки СВЧ-импульса и позволяет упростить его конструкцию, так как для усиления эхо-сигнала, фиксируемого фотодетектором 6, ис5 пользуется прямое усиление усилителя радиодиапазона, а в качестве инвертора градиента постоянного магнитного поля используется стандартный генератор видеоимпульсов.

10 Формула изобретения

Устройство задержки СВЧ-импульсов, содержащее поглощающую ячейку с парами щелочного металла и буферным газом, которая расположена в поле источников пере15 менного и постоянного магнитных полей между источниками оптического излучения накачки и регистрации и фотодетектором, выход которого через усилитель фототока подключен к входу индикатора, блок пита20 ния. который соединен с источником постоянного магнитного поля, формирователь сигнального импульса и блок управления фазойспинов,отл ича ющееся тем, что, с целью увеличения динамического диапа25 зона и упрощения конструкции, дополнительно введен модулятор. выход которого подключен к источнику переменного магнитно о поля, а вход соединен с выходом формирователя сигнального импульса, 30 вход которого подключен к входу блока управления фазой спинов, который выполнен в виде инвертора градиента постоянного магнитного поля и выход которого подключен к источнику постоянного маг35 нитного поля,