Модуляционный радиометр

 

МОДУЛЯЦИОННЫЙ РАДИОМЕТР, содержащий антенну, подключенную к одному из входов первого переключателя , а также приемно-усилительньш блок, первый выход которого подключен к управляющему входу первого переключателя , генератор шума,.к выходу которого подсоединен управляемый аттенюатор, и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при работе в широком диапазоне СВЧ, введены последовательно соединенные генератор опорных напряжений электронный ключ, вьгход которого соединен с управляющим входом генератора шума и счетчиком импульсов, а также преобразователь напряжений, первый и второй входы .которого соединены соответственно с первым и вторым выходами приемно-усилительного блока, а выходы через введенный второй переключатель соединены с управляющим входом электронного ключа, между выходом первого переключателя и входом приемно-усилительного блока включен (Л основной канал введенного направленного ответвителя, вторичный канал которого соединен с выходом управляемого аттенюатора, подключенного управляющим входом к выходу индикатора , вход которого подключен к третьему выходу преобразователя напряжений , при этом к второму входу первого переключателя подключена введенная эталонная согласованная со нагрузка.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1171731 (5))4 G 01 R 29/08 О ВЗИАЯ

В ТЕ П1 g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3444488/24-09 (22) 28.05.82 (46) 07.08.85. Бюл. Ф 29 (72) B.Ñ.Àáëÿçîâ (71) Специальное конструкторское бюро Ордена Трудового Красного Знамени института рациотехники и электроники АН СССР (53) 621.317.638(088.8) (56) СВЧ-излучение низкотемпературной плазмы./Под ред. А.Е.Башаринова. — N.. Советское радио, 1974, с. 222, Николаев А,Г. Перцов С.В. Радиотеплолокация.-М.: Советское радио, 1964, с. 114 ° (54)(57) МОДУЛЯЦИОННЫЙ РАДИОМВТР, содержащий антенну, подключенную к одному из входов первого переключателя, а также приемно-усилительный блок, первый выход которого подключен к управляющему входу первого переключателя, генератор шума, к выходу которого подсоединен управляемый аттенюатор, и индикатор, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений при р 1боте в широком диапазоне СВЧ, введены последовательно соединенные re нератор опорных напряженц11, электронный ключ, выход которого соединен с управляющим входом генератора шума и счетчиком импульсов, а также преобразователь напряжений, первый и второй входы .которого соединены соответственно с первым и вторым выходами приемно-усилительного блока, а выходы через «веденный второй переключатель соединены с управляющим входом электронного ключа, между выходом первого переключателя и входом приемно-усилительного блока включен основной канал введенного направленного ответвителя, вторичный канал которого соединен с выходом управляемого аттенюатора, подключенного управляющим входом к выходу индикатора, вход которого подключен к третьему выходу преобразователя напряжений, при этом к второму входу первого переключателя подключена введенная эталонная согласованная нагрузка.

1171731

Изобретение относится в радиоиз-мерительной технике на СВЧ и может быть использовано, в частности, в радиоастрономии.

Цель изобретения — повышение точ- 5 б ности измерений при работе в широком диапазоне СВЧ.

На чертеже изображена структурная электрическая схема модуляционного

1О радиометра.

Модуляционный радиометр содержит генератор 1 шума, антенну 2, эталонную согласованную нагрузку 3, первый переключатель 4, направленный ответвитель 5, СВЧ-приемник 6, приемно-усилительный блок 7, усилитель

8 низкой частоты, синхронный детектор 9, интегратор 10, генератор 11, управляемый аттенюатор 12, преобразователь 13 напряжений, второй переключатель 14, электронный ключ 15, генератор t6 опорных напряжений, счетчик 17 импульсов и индикатор 18.

Предлагаемый радиометр работает следующим образом.

При выключенном генераторе 1 шума цепь обратной связи разомкнута.

Измеряемый сигнал с антенны 2, а эталонный сигнал от эталонной согласованной нагрузки 3, модулируясь противофазно первым переключателем проходя через прямой канал направленного ответвителя 5, поступают на вход

СВЧ-приемника 6 приемно-усилительного блока 7, в котором происходит 35 усиление обоих сигналов и квадратичное детектирование. Далее сигналы в приемно-усилительном блоке 7 усиливаются в усилителе 8 низкой частоты, детектируются вторично син- 4О хронным детектором 9 и усредняются по времени интегратором 10.

Управляющее напряжение для синхронного детектора 9 и первого переключателя 4 снимается с соответствующих выходов генератора 11 частоты модуляции приемно-усилительного блока 7,, Постоянное напряжение с сигнального выхода приемно-усилительного блока 7 (выход интегратора 10), пропорциональное разности значений эквивалентной шумовой температуры измеряемого сигнала Т1, и абсолютной температуры, эталонйой нагрузки 3 Т, и переменное напряжение частоты F с генератора 11 nof ступают на входы преобразователя 13 напряжений, в котором постоянное напряжение преобразуется в последовательность импульсов длительностью

О,= 6.+ Su где - — начальная длительность, 6 — крутизна преобразования сигналов следующих с частотой F .

Импульсы с выходов преобразователя 13 напряжений, проходя через второй переключатель 14, поступают на управляющий вход электронного ключа

15 и открывают его на время, . За это время на управляющий вход генератора 1 шума будут поступать модулирующие прямоугольные импульсы длительностью о2 с выхода генератора

16 опорных напряжений, следующие с частотой F +p,Е, .Импульсы с выходов

2г 1 преобразователя 13 напряжений имеют одинаковую длительность, которая может изменяться в пределах от нуля до полупериода частоты модуляции F1.

Начало этих импульсов синхронизировано с работой первого переключателя 4 так, что на первом выходе преобразователя 13 напряжений они совпадают с началом измерения шумовой температуры от эталонной согласованной нагрузки 3, а на .втором выходе начало измерений сдвинуто на полупериод частоты модуляции F .

При включенном генераторе 1 шума цепь обратной связи замыкается.

Промодулированный сигнал с этого генератора через направленный ответвитель 5 поступает на вход приемноусилительного блока 7. Если измеряется сигнал Т > То, то второй переключатель 14 устанавливается в первое положение, если Т„ < Т, то во второе.

При этих условиях дополнительныи . шумовой сигнал от генератора 1 шума (ЬТ ), усредненный по времени за полпериода частоты F<, будет добавляться к меньшему из сигналов (к То или. Т ), автоматически сводя к нулю разность температур Т„-(Т +

+ьт ) ил т -(т + Ьт -). среднение сйгнала Ь Т за полупериод частоты F происходит в синхронном детекторе 9, имеющем полосу b F < F а дальнейшее усреднение общего сигнала осуществляется в интеграторе 10 с полосой gFz 4. F

Таким образом, в модуляционном радиометре при замкнутой обратной свя-.

1171731 т,-т,1=и, д, lT т,1 т„-т. и

"э

Составитель Г.Степаненко

РедактоР А.Шишкина ТехРед М.Паpоцаи КоРРектоР M.Максимишинец

Заказ 4857/38 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская, наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зи за счет автоматической регулировки уровня 6Tg будет иметь место равенство

Т„-Тэ=< 6Tg = NA где N=mF; t — показания счетчика 17 5 импульсов, подключенного параллельно управляющему входу генератора 1 шума, — число импульсов в пач- 10

И ке = — — время счета счетчика 17 г, импульсов; — целое число, A коэффициент, который, 15 (-1) с в процессе измерений остается постоянным, но при необходимости может изменяться дискретно, как множитель шкал, напри- 20 мер, путем изменения л — приращение шумовой темпераа й-1) туры в одиночном импульсе, приведенное к входу антен — 25 ны 2

P — переходное ослабление направленного ответвителя 5; ю — значение ослабления управляемого аттенюатора 12.

Эти изменения могут выполняться как вручную, так и автоматически при очередном достижении крайнего значения =- — путем подачи соответствуюг c, щих сигналов переключения с индикаторного устройства 18 на управляющие входы управляемого аттенюатора 12 и генератора 16 опорных напряжений (эти связи показаны пунктирными линиями)..Калибровку модуляционного радиометра можно осуществить, подав на вход антенны 2 сигнал с эталонной шумовой температурой Т и измерив счетчиком 17 импульсов число импульсов N . Тогда

При таком способе капибровки форма одиночных импульсов, модулирующих генератор 1 шума, может быть отличной от прямоугольной, так как площадь импульса генератора 1 шума при калибровке и измерении остается неизменной.