ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ АНТЕННА ДЛЯ ИК ДИАПАЗОНА

Полезная модель относится к области волоконно-оптических датчиков антенного типа для приема ИК сигнала.
В настоящее время известен ряд типов волоконно-оптических датчиков физических величин, работающих при торцевом освещении оптических моноволокон (см. «Волоконно-оптический датчик», заявка №2004108938, RU, опубл. 20.10. 2005 г., МКИ G 01 B 11/16).
Однако недостатками известных волоконно-оптических датчиков, работающих при торцевом освещении оптических моноволокон, является ограниченная область применения вследствие ограниченного обзора пространства.
Наиболее близкой, по технической сущности, к заявляемой полезной модели, является волоконно-оптическая антенна, установленная с возможностью углового перемещения (см. патент США №4528593, МКИ 358-200), содержащая Г-образный жгут из оптических моноволокон, фотоприемник и синхронизующее устройство, при этом моноволокна имеют разную длину. Одни концы моноволокон собраны вместе и
размещены в торце жгута над фотоприемником, другие концы моноволокон размещены дискретно по длине жгута.
Волоконно-оптическая антенна работает таким образом: при вращении антенны синхронизующее устройство опускается и при этом последовательно открываются все входные торцы моноволокон и через них световое излучение от объекта поступает на фотоприемник.
При каждом обороте антенны дополнительно открывается торец только одного моноволокна, вследствие этого при каждом обороте антенны на фотоприемнике происходит дискретное увеличение светового сигнала, который выходит из нижнего торца открывающегося моноволокна.
Величина изменения выходного сигнала фотоприемника при каждом обороте антенны соответствует яркости определенной строки развертки изображения объекта.
Недостатками данной волоконно-оптической антенны является конструктивная сложность и ограниченная отрасль применения, обусловленная временной дискретностью сканирования и малой пространственной зоной мгновенного обзора, вследствие чего, ее нельзя использовать в охранно-пожарной сигнализации, а в системах дистанционного управления устройствами и в открытых системах ИК связи она мало эффективна.
Перед авторами стояла задача разработать волоконно-оптическую антенну для приема ИК сигнала, которая обладала бы высокой пространственной и временной частотой регистрации ИК излучения, и тем самым расширила бы область ее применения.
Технический результат достигается тем, что в известной волоконно-оптической антенне для ИК диапазона содержится жгут из оптических моноволокон различной длины, одни концы которых соединены вместе и размещены в торце жгута над фотоприемником,
а другие концы моноволокон размещены дискретно по длине жгута, согласно полезной модели, жгут помещен в оболочку, выполненную из диффузно-рассеивающего ИК излучение материала.
Благодаря заявляемой конструкции волоконно-оптической антенны осуществляется регистрация изменения суммарной мощности ИК потока, упавшего на внешнюю боковую поверхность оболочки жгута, вследствие чего, осуществляется мгновенный полусферический обзор пространства, при котором регистрируются практически все ИК лучи, упавшие на боковую поверхностную оболочки жгута под любыми углами, что значительно расширяет область применения антенны, длина которой может достигать нескольких метров.
Сущность полезной модели поясняться чертежом, на котором представлена схема предлагаемой волоконно-оптической антенны. На чертеже приведены следующие обозначения:
1 - упавший ИК поток;
2 - индикатриса ИК потока, прошедшего через полимерную оболочку;
3 - полимерная оболочка;
4 - моноволокна;
5 - ИК фильтр;
6 - фотоприемник;
7 - полусферическая зона контроля пространства.
Антенна работает следующим образом: после прохождения через полимерную оболочку 3 жгута часть лучей 2 диффузно-рассеянного потока 1 попадает на входные торцы (концы) моноволокон.
Другая часть лучей 2 падает на боковую поверхность моноволокон и в результате рэлеевского рассеяния внутри оптоволокон тоже транспортируется к фотоприемнику 6.
Эффективность обоих способов транспортирования тем выше, чем больше апертура моноволокна. Вследствие диффузного рассеяния потока 1 в оболочке 3, индикатриса потоков, падающих на моноволокна, слабо зависит от угла падения внешнего ИК потока 1 на оболочку 3.
Заявляемая антенна может быть использована в системах пожарной охраны и охранной сигнализации, в системах дистанционного управления и в открытых системах ИК связи - путем приема и декодирования управляющего или информационного сигнала, например, ИК телефон, радиоретранслятор, самоходные роботы, управляемые устройства и т.д.
В частности, в системах пожарной и охранной сигнализации - путем регистрации уменьшения суммарного ИК потока: при появлении либо дыма, либо нарушителя, при этом создаются практически сплошные зоны пространственного ИК контроля.