包括多重电极系统和阻抗匹配电路的射频环形激光陀螺仪技术方案

包括多重电极系统和阻抗匹配电路的射频环形激光陀螺仪。一种环形激光陀螺仪，包括：限定用于环形激光的密封腔的块，当设置在所述腔内的产生激光的介质被激发时形成所述环形激光。阴极和阳极在被包括于腔内的两个填充位置处被附着到所述块，并将其暴露到产生激光的介质，从而当跨阴极和阳极供应高压脉冲时使产生激光的介质电离。至少两个RF电极被附着到块，其位于相反侧以为了保持生成激光的介质被激发的目的而生成电容性放电。陀螺仪包括匹配电路，以在RF信号被发送到电极之前对由RF电源生成的射频（RF）信号的频率进行调谐。所述匹配电路被经由相应的导线耦合到RF电极，并包括元件匹配网络。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍

环形激光陀螺仪被用来通过对产生激光的介质供给能量来创建形成环形激光的放电而检测旋转。环形激光所形成的条纹图案可以被用来确定设备的旋转。
在一些传统环形激光陀螺仪中，在阴极和阳极之间放置直流（DC）电压以激发产生激光的介质并形成环形激光。然而，附着到陀螺仪的块（block）内的激光腔的阴极可以吸收产生激光的介质，这减少了环形激光陀螺仪的寿命。在其它环形激光陀螺仪中，射频信号可以被用来创建环形激光陀螺仪中的放电并激发产生激光的介质。此类射频陀螺仪能够改善陀螺仪的寿命和性能。

技术实现思路

在一个实施例中，一种环形激光陀螺仪，包括：限定用于环形激光的密封腔的块，当设置在密封腔内的产生激光的介质被激发时形成环形激光。密封腔包括至少两个填充位置。至少两个RF电极被附着到所述块，并且所述RF电极位于相反侧（opposingsides）上以为了保持产生激光的介质被激发的目的而生成电容性放电。阴极和阳极在至少两个填充位置处被附着到所述块，并且所述阴极和阳极暴露到所述密封腔，且所述产生激光的介质被设置在所述密封腔内，从而当将高压脉冲供应到阴极和阳极时使所述产生激光的介质电离。环形激光陀螺仪还包括匹配电路，用于在将所述RF信号发送到至少两个RF电极之前对由RF电源生成的射频（RF）信号的频率进行调谐。所述匹配电路经由相应的导线被耦合到所述至少两个RF电极，并且还包括元件匹配网络以调谐RF信号。
附图说明
应理解的是附图仅描绘了示例性实施例，并且因此不应该被认为限制了范围，将通过使用附图来用另外的特性和细节描述示例性实施例，在附图中：
图1是环形激光陀螺仪的示例性实施例。
图2是被包括在环形激光陀螺仪的一个实施例中的块的示例的顶视图。
图3是被包括在环形激光陀螺仪的块中的激发区域的示例的截面图。
图4a是用被包括在环形激光陀螺仪中的示例性块附着的阻抗匹配电路的示例的顶视图。
图4b是图4a的阻抗匹配电路的示例的反面的顶视图。
图5是制造例如图1中所示的环形激光陀螺仪的环形激光陀螺仪的方法的示例。
根据一般惯例，各种所描述的特征并不按照比例绘制，但被绘制用于强调与示例性实施例相关的具体特征。
具体实施方式
本文所描述的环形激光陀螺仪的一些实施例包括射频（RF）陀螺仪，其具有块和耦合到块的匹配电路。本文所描述的实施例可以增加环形激光陀螺仪的寿命，并获得在非RF环形激光陀螺仪系统上的改善性能。实施例还可以降低制造和操作环形激光陀螺仪的成本。RF陀螺仪的一些实施方式还可以包括块内的双电极系统。用于脚踏启动陀螺仪的双电极系统连同阳极和阴极提供了可靠的放电启动，并导致有效的热管理。
图1是环形激光陀螺仪（RLG）100的一个实施例的分解图。RLG100包括块120、阻抗匹配部件140、射频（RF）电源180，以及将阻抗匹配部件140耦合到附着到块120的RF电极的导线122和123。块120具有一般的平面结构，其限定了第一主侧155和与第一主侧155相反的第二主侧156。第一主侧155和第二主侧156彼此平行。在此实施例的一个实施方式中，块120由玻璃构成。在此实施例的其它实施方式中，块120由陶瓷或其它类似材料构成。在图1中所示的示例中，块120还具有一个或多个边缘，其限定第一主侧155和第二主侧156之间的侧边。具体地，图1中所示的示例具有四个边缘和四个顶点。然而，在此实施例的另一实施方式中，块120具有三个边缘和三个顶点。在此实施例的又一实施方式中，块120具有多于四个边缘和顶点。在此实施例的又一实施方式中，块120没有顶点，并且形状是圆形。
块120还限定了用于环形激光130的密封腔125，从而环形激光130的平面与第一主侧155和第二主侧156平行。环形激光130由在激发设置在密封腔125内的产生激光的介质时生成的第一激光束和第二激光束构成。第一激光束和第二激光束沿着密封腔125在相反方向上传播，并生成表示RLG100的旋转方向的条纹图案。密封腔包括至少两个填充位置141和142，以容纳连接到设置在密封腔内的产生激光的介质的阴极136和阳极137。在此实施例的一个实施方式中，直流（DC）电压被跨阴极136和阳极137发送，以使产生激光的介质电离并脚踏启动环形激光陀螺仪。放置在填充位置141和142处的阴极136和阳极137被给予高压脉冲，以开始激发放电区域中的产生激光的介质。一旦开启激光束，跨阴极136和阳极137的电压源被关闭并且中断脉冲。RF源从此维持环形激光陀螺仪的操作。在此实施例的另一实施方式中，单独供应到阳极的脉冲足以脚踏启动环形激光陀螺仪，并激发放电区域中的产生激光的介质。
在块120中包括至少三个反射表面。在图1中所示的示例中，块120包括四个反射表面115。四个反射表面115位于块120的四个顶点处。第一激光束和第二激光束行进通过密封腔125，并从反射表面115反射以继续沿着密封腔125的下一部分行进。反射表面115中的至少一个还具有透射比。可以在密封腔外经由具有透射比的反射表面来检测通过第一激光束和第二激光束的干涉生成的条纹图案。在此实施例的一个实施方式中，设置在密封腔125内的产生激光的介质是气体混合物。在另一实施方式中，气体混合物由氦和氖（HeNe）构成。在此实施例的又一实施方式中，氦和氖的比率是15:1。在此实施例的另一实施方式中，产生激光的介质是不同的气体混合物。
块120还包括其中激发产生激光的介质的激发区域150。在图1中所示的示例中，激发区域域沿着块120的边缘之一定位。在此实施例的一个实施方式中，激发区域150包括放电区域121，其是密封腔的一部分并包括产生激光的介质。至少两个RF电极128与其它的相反地位于放电区域的任一侧。当功率被耦合到RF电极128时，RF电极128生成电容性放电，目的是激发放电区域121内的产生激光的介质。关于图3更详细地描述激发区域。
在此实施例的一个实施方式中，通过将射频（RF）信号发送给RF电极128而生成电容性放电。RF信号是通过RF电源180生成的，并被调谐以使得RF信号与RF电极128阻抗匹配。为了调谐RF信号，RF源180在信号被发送给RF电极128之前通过匹配部件140被耦合。
匹配部件140是被包括在RLG100中的阻抗匹配电路的示例。匹配部件140包括导电和导热片170。在一些实施方式中，片170便于环形激光陀螺仪中的散热。在此实施例的一个实施方式中，导电和导热片是匹配部件140的结构部件。在此实施例的一个实施方式中，导电和导热片由金属构成。在另一实施方式中，金属片由铜构成。在图1中所示的示例中，片170具有外表面175和外表面175的反面的内表面176。在此实施例的一个实施方式中，金属片170由铜构成。
匹配部件140还包括互连电缆161，以及元件匹配网络（EMN）162和传输线162。如图1中所示，在此实施例的一个实施方式中，互连电缆161、元件匹配网络（EMN）162和传输线163被安装在片170的外表面175上。在此实施例的一个实施方式中，EMN162包括至少一个电抗部件，例如电容器或电感器。在此实施例的一个实施方式中，互连电缆161是具有互连的同轴电缆。互连电缆161耦合到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形激光陀螺仪，包括：限定用于环形激光的密封腔的块，当设置在所述密封腔内的产生激光的介质被激发时形成所述环形激光，并且所述密封腔限定至少两个填充位置；附着到所述块的至少两个RF电极，所述RF电极位于相反侧上以为了保持产生激光的介质被激发的目的而生成电容性放电；附着到所述块的阴极和阳极，所述阴极和阳极暴露到所述密封腔，且所述产生激光的介质经由两个填充位置被设置在所述密封腔内，从而当将高压脉冲至少供应到所述阳极时使所述产生激光的介质电离；以及匹配电路，用于在将所述RF信号被发送到至少两个RF电极之前对由RF电源生成的射频（RF）信号的频率进行调谐，所述匹配电路经由相应的导线耦合到所述至少两个RF电极，所述匹配电路还包括元件匹配网络。

【技术特征摘要】
2015.01.15 US 14/5979711.一种环形激光陀螺仪，包括：
限定用于环形激光的密封腔的块，当设置在所述密封腔内的产生激光的介质被激发时形成所述环形激光，并且所述密封腔限定至少两个填充位置；
附着到所述块的至少两个RF电极，所述RF电极位于相反侧上以为了保持产生激光的介质被激发的目的而生成电容性放电；
附着到所述块的阴极和阳极，所述阴极和阳极暴露到所述密封腔，且所述产生激光的介质经由两个填充位置被设置在所述密封腔内，从而当将高压脉冲至少供应到所述阳极时使所述产生激光的介质电离；以及
匹配电路，用于在将所述RF信号被发送到至少两个RF电极之前对由RF电源生成的射频（RF）信号的频率进行调谐，...

【专利技术属性】
技术研发人员：TD斯塔克，J维贝西克，TE克里斯特尔，DR卡尔森，RD克雷乔夫，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US