Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Плотников П. К., Мельников Л. А., Мажирина Ю. А. О физических основах работы сверхвысокочастотных электромагнитно-волновых гироскопов, базирующихся на эффекте Саньяка // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2020. Т. 20, вып. 3. С. 193-201. DOI: 10.18500/1817-3020-2020-20-3-193-201

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
31.08.2020
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 405)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Радиофизика, электроника, акустика
УДК: 
681.2.083:681.2.084
DOI: 
10.18500/1817-3020-2020-20-3-193-201

О физических основах работы сверхвысокочастотных электромагнитно-волновых гироскопов, базирующихся на эффекте Саньяка

Авторы: 
Плотников Пётр Колестратович, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.
Мельников Леонид Аркадьевич, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.
Мажирина Юлия Александровна, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.
Аннотация: 

Излагаются физические основы трёх разновидностей СВЧ-гироскопов. На основе аналогий с оптическими гироскопическими устройствами выводятся соотношения для выходных характеристик, основных параметров гироскопов сверхвысокочастотного радиоволнового диапазона на основе магнетрона, настраиваемого напряжением (митрона), и для СВЧ-гироскопов на основе резонаторного волновода и гироскопов катушечного типа. Результаты могут быть использованы для определения основных параметров и свойств приборов, сопоставления расчетов с параметрами и свойствами лазерных, волоконно-оптических и других гироскопов, а также при обсуждении возможности их реализации и последующего применения на подвижных объектах.

Ключевые слова: 
радиочастотный гироcкоп
эффект Саньяка
митрон
магнетрон
замедленные волны
показатель преломления
параметр замедления
Список источников: 
  1. Граммель Р. Гироскоп. Его теория и применения : в 2 т. М. : Изд-во иностр. лит., 1952. Т. 1, 319 с. ; Т. 2, 359 с.
  2. Малеев П. И. Новые типы гироскопов. Л. : Судостроение, 1971. 160 с.
  3. Lodge O. J. Aberration Problem. A Discussion concerning the Motion of the Ether near the Earth, and concerning the connection between Ether and Cross Matter, with Some New Experiments // Phil. Trans. A. 1893. Vol. 184. P. 727 –804.
  4. Sagnac G. L’éther lumineux démontré par l’éffect du vent rélatif d’éther dans un interférométre en rotation uniforme // C. R. Acad. Sci. 1913. Vol. 157. P. 708 – 710.
  5. Кробка Н. И. Квантовая микромеханика : гироскопы на волнах де Бойля и квантовых свойствах сверхтекучих жидкостей. Тенденции развития и состояния разработок // Сб. материалов 16-й междунар. конф. по интегрированным навигационным системам. СПб. : ЦНИИ «Электроприбор», 2009. C. 124–137.
  6. Хромых А. М. Кольцевой генератор во вращающейся системе отсчета // ЖЭТФ. 1966. Т. 50, вып. 1. С. 281–282.
  7. Post E. J. Sagnac Effect // Rev. Mod. Phys. 1967. Vol. 39, № 2. P. 475–493.
  8. Вавилов С. И. Экспериментальные основания теории относительности // Собр. соч. : в 4 т. М. : Изд-во АН СССР, 1956. Т. 4. С. 13–110.
  9. Франкфурт У. И., Френк А. М. Оптика движущихся тел. М. : Наука, 1972. 212 c.
  10. Anderson R., Bilger H. R., Stedman G. E. «Sagnac» effect : A century of Earth – rotated interferometers // Am. J. Phys. 1994. Vol. 62. P. 975–985. DOI: https://doi.org/10.1119/1.17656
  11. Малыкин Г. Б. Ранние исследования эффекта Саньяка // УФН. 1997. Т. 167. С. 337–342. DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.0167.199703i.0337
  12. Малыкин Г. Б. Эффект Саньяка. Корректные и некорректные объяснения // УФН. 2000. Т. 170, № 12. С. 1325–1349. DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.0170.200012c.1325
  13. Loukianov D., Sorg H., Rodloff R., Stieler B. Optical Gyros and their Application. North Atlantic Treaty Organization, 2000. 336 p. DOI: https://doi.org/10.14339/RTO-AG-339
  14. Вугальтер Г. А., Малыкин Г. Б. Эффект Саньяка в кольцевых интерферометрах на «медленных» волнах // Изв. вузов. Радиофизика. 1999. Т. XLII, № 4. С. 373–382.
  15. Fesenthal Jr., Harry D. Microwave gyro. Patent USA, no. 3861220, 1973.
  16. Speller J. B. Relativistic inertial reference device. Patent USA, no. 3395270, 1968.
  17. Dressler E. R. Angular rotation detection system utilizing the displactment of electron bam. Patent US, no. 3218871, 1965.
  18. Karapetyan G. G. Microwave gyroscope – novel rotation sensor // Microwave and Optical Tech. Lett. 2000. Vol. 37, № 4. P. 255–257. DOI: https://doi.org/10.1002/1098-2760(20001120)27:4%3C255::AIDMOP10%3E3.0.CO;2-X
  19. Stancil D. D. Theory of Magnitostatic Waves in Moving Ferrite Films and Applications to Rotation Rate Sensing // IEEE Trans. MTT. 1989. Vol. 37, № 5. P. 851–859. DOI: https://doi.org/10.1109/22.17451
  20. Патент № 2207511 Рос. Федерация, МПК G01C19/64. Кольцевой резонансный гироскоп сверхвысокочастотного диапазона / Плотников П. К. ; Заявл. 06.12.01 ; Опубл. 27.06.03, Бюл. № 18. 4 с.
  21. Петров Б. М. Электродинамика и распространение радиоволн. 2-е изд., испр. М. : Горячая линия Телеком, 2004. 558 с.
  22. Melnikov L. A., Plotnikov P. K. The perspective of microwave gyros // Symp. Gyro Tech. Lett. 2000. Vol. 27, № 4. P. 255–257.
  23. Патент на полезную модель № 111632 Рос. Федерация, МПК G01C 19/64. Кольцевой резонансный гироскоп сверхвысокочастотного диапазона / Плотников П. К., Мельников Л. А. ; Заявл. 03.10.11 ; Опубл. 20.12.11, Бюл. № 35. 14 с.
  24. Патент на полезную модель № 116999 Рос. Федерация, МПК G01C 19/64. Резонансный гироскоп сверхвысокочастотного диапазона / Мельников Л. А., Плотников П. К., Бессонов Д. Ю. ; Заявл. 29.12.11 ; Опубл. 10.06.12, Бюл. № 16. 14 с.
  25. Патент № 2258908 Рос. Федерация, МПК G01C 19/64. Сверхвысокочастотный резонансный гироскоп / Плотников П. К. ; Заявл. 21.07.03 ; Опубл. 20.08.05, Бюл. № 23. 14 с.
  26. Плотников П. К., Сивяков Б. К., Слаповская Ю. П. Математическое моделирование работы СВЧ-резонансного гироскопа // Cб. материалов 14-й междунар. науч. конф. по интегрированным навигационным системам. СПб. : ЦНИИ «Электроприбор», 2007. С. 44–46.
  27. Патент № 2090842 Рос. Федерация, МПК G01C 19/64. Кольцевой гироскоп радиоволнового диапазона / Плотников П. К. ; Заявл. 07.05.93 ; Опубл. 20.09.97.
  28. Берштейн И. Л. Опыт Саньяка на радиоволнах // Доклады АН СССР. 1950. Т. 75, № 5. С. 475–493.
  29. Патент на полезную модель № 163266 Рос. Федерация, МПК G01C 19/00. Однорезонаторный гироскоп – магнетрон / Плотников П. К. ; Заявл. 11.01.16 ; Опубл. 10.07.16, Бюл. № 19. 12 с.
  30. Патент на полезную модель № 174674 Рос. Федерация, МПК G01C 19/00. Одномагнетронный гироскоп с реверсированием вектора магнитной индукции / Плотников П. К., Мельников Л. А., Наумов С. Г. ; Заявл. 05.06.17 ; Опубл. 25.10.17, Бюл. № 30. 12 с.
  • 2802 просмотра