核磁共振陀螺中內嵌堿金屬磁力儀研究

羅 暉,楊開勇,汪之國,張 燚,夏 濤,趙洪常

(國防科技大學光電科學與工程學院,長沙410073)

核磁共振陀螺中內嵌堿金屬磁力儀研究

羅 暉,楊開勇,汪之國,張 燚,夏 濤,趙洪常

(國防科技大學光電科學與工程學院,長沙410073)

核磁共振陀螺利用核自旋的閉環磁共振實現角速度的測量,其磁共振信號一般由內嵌堿金屬磁力儀測出。為了提高磁力儀性能,對描述磁力儀的Bloch方程,采用微擾迭代法和級數展開法,求出了各磁矩分量的近似解,然后討論了線性測量范圍隨縱向與橫向弛豫時間的變化規律以及頻率響應特性。利用數值仿真,對上述近似解析解進行了驗證。結果表明,磁力儀的線性測量范圍隨縱向、橫向弛豫時間的增大而減小,其頻率響應為一階低通,截止頻率僅與橫向弛豫時間有關。上述研究對核磁共振陀螺的優化有一定的參考意義。

核磁共振陀螺;堿金屬磁力儀;線性測量范圍;頻率響應

0 引言

在現代戰爭中,從預警機、潛艇等大型武器平臺到單兵、微型無人機、無人水下航行器等小型作戰單元的戰斗效能都極其依賴于導航與定位能力。衛星導航精度高、成本低,但信號易被干擾、存在覆蓋盲區以及衛星會受到攻擊等問題降低了衛星導航的可靠性[1]。純自主的慣性導航是最理想的導航方式,它是唯一同時具有自主、實時、連續、隱蔽、不受干擾,無時間、地點、環境限制的導航技術。用于感知載體角運動的陀螺儀是慣性測量裝置的核心,決定著慣性技術的發展方向[2]。……