Способ спиновой селекции электромагнитных сигналов

1 Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(51) М. Кл. С 01 М 27/78 459707/18-25 Государственный комитет Совете Миниотров СССР по делам изобретений и открытий5.09.7анин 45) Дата опубли 72) Авторы изобретени А. Н, Гильманов, И. Х. Музеев и Губайдуллин а АН СССР занский физико-технический институт Казанског 71) Заявитель(54) СПОСОБ СПИ НОВОЙ,СЕЛЕКЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СИГНАЛОВ Белью изобретени 20 амплитуды выходног Поставленная цел что на спиновую сис зондирующим радиоч с частотой, равной н 5 ла, причем это й .пря является увеличениео сигнала.ь достигается тем,тему воздействуютастотным напряжениемесущей частоте сигне 1яжение может быть поИзобретение относится к области радиоспектроскопии и может быть использо вано в узкополосных, приемных системах для выделения полезного сигнала.Известны способы спиновой селекции электромагнитных сигналов 1, 21.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ спиновой селекции электромагнитных сигналов 21, основанный на резонансном поглощении электромагнитной энергии системой.спинов, помещенных во внешнее постоянное магнитное поле,Принятое антенной электромагнитное излучение, содержащее как полезный сигнал, так и шумы, подают в резонатор. В последнем размещена система спинов, на которую наложено внешнее постоянное магнитное поле, Резонатор и система спинов настроены на частоту принимаемого сигнала. В результате поглощения системой спинов только той части электромагнитной энергии, которая находится в полосе пропускания спиновой системы (явление ядерного магнитного резонанса или электронного парамагнитного резонанса), на выходе резонатора получают полезный сигнап и шумы, находящиеся в полосе пропускания фильтра.Однако этот способ селекции имеет существенный недостаток, ограничивающий его применение. На выходе резонатора сигнал сильно ослабляется в силу того, что система спинов.поглощает малую часть энергии падающего излучения, которую необходимо зафиксировать. Увеличение количества спинов, т. е. объема рабочего вещества, не может эффективно компенсировать ослабление сигнала, так как высокую однородность постоянного магнитного поля .в большом объеме получитьочень трудно.623160 ЯЯ -Нг ц + оеар(-+)т 1,451. Способ спиновой селекции апектроах сигналов, основаный на резонансном поглощении электромагнитнойэнергии системой спинов, помещенных во 5 О внешнее постоянное магнитное поле,О т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с цельюувеличения амплитуды выходного сигнала,нв спиновую систему воздействуют зондирующим радиочастотным напряжением 55 с частотой, равной несущей частоте сипнал аэ дано ак непрерывно, так и в виде радиочастотных импульс оа.При воздействии на спиновую системузондирующим радиочастотным напряжениемОЯ) на выходе резонатора цеавлаетсасигнал О (Ф), котерый является реакцией 5сцилов иа. эондирукаве радиочастотноенайражение. Наведенный в антенне сигнал,находаиийса в веласе препусканиа спиноВаЕ фИЛЬТРа, аоаДЕВСТВУа На СПИНОВУЮсистему, изменяет временную зависимость 1 Осогнана реакции свинов О(1), всоответствии с амплитудой входного сигнала Цс, наведенного в приемной антенне,Одним нз параметров, цо которому мак 15ио оценивать сигнал реакции О И.) спи новой системы, явлаетса время спинрешеточцой релаксации Тспи новво внешнем постоянном магнитном поле.Связь измеряемого времени сниц-ре- фшеточиой релаксации Т с амплитудой4радиочастотного напряженна входного сигнала Ос выражаетса следующим соеношением; где 7 Тй - истинные времена спин-ре- Зцшеточной и спинссниновой релаксации спннов ядерно- гидромагнитное Отношение;р- волновое сопротивление приемного контурщ 35Ьплотность намотки приемной катушки.Приведенное выражение позвеиваоценить пороговую чувствительиестьданного способа. 40Расчет показывает, что при применениирабочего вещества, используемого в прототипе, с объемом и 100 раэ меньше,пороговая чувствительность возрастает в15 раз в результате зондирования систеМЫ СПИНОВОднако в способе - прототипе изменение одного из параметров спиновой системь 1 ( Т Т), не Оказывает заметноговлияния йа ослабление сигнала,Данный способ позволяет еще бсщьшеувеличить чувствительность при использовании рабочего вещества с бапьшимвременем релаксации Тлри той жвполосе пропускания фильтра,П р и м е р . В качестве зондирующего радиочастотного напряжения О И )используют непрерывную последовательность импульсов с частотой заполнения,)авной несущей частоте принимаемогоигнала, и периодом повторения, равнымпримерно Т . Этой последовательностьквоздействуют на систему спинов, помещенных в резонатор, в постоянное магнитное пепе. При этом длительностьи амплитуда импульсов связаны хорошо известным в спектреокопии соотношением: где 1 ф - длительность импульсщН- амплитуда магнитной составляю щей зондирующего радиочастотного напряженна в резонаторе.Сигнал реакции системы сцииов, появляющийся после каждого зондирующего радиочастотного импульса, описывается ЗЗКОНОМф где Це - начальное значение амплитуды,Т - време сииеюциновой релаксацииСПИИОВ. Если в качестве рабочего вещества взята жидкесть, то ГТй, и по измеренному, Тй можно судить о Т При воздействии на рабочее веществосигнапа Ос, наведенного в антенне, си-нал реакции имеет вид: гДе Т ф Т 4,+По изменению Тфв процессе измерения судит о величине принимаемого электромагнитиого сигнала. Ф ормула изобретения 2, Способ по п. 1, О т л и ч а ю -щ и й с я тем, что зондирующее радио623150 частотное напряжение подают в виде радиочастотных импульсов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 6 1. Патент США М 3378760,л. З 24-0,51953. 2. Патент США М 3147427 кл 324 0,5, 1966.Составитель В. МайоршииРедактор Т. Орловская Техред Э. ЧужикКорректор,А. ВласенкоЗаказ 4899/43 Тираж 1112 . Подписное ЦНИИПИ государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская иабд. 4/5 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4