Модуляционный радиометр

 

Изобретение относится к технике радиоизмерений и обеспечивает повышение точности измерений радиояркостных температур. Модуляционный радиометр содержит антенну 1, состоящую из отражателя 2 антенны и облучателя 3, вращатель поляризации 4, направленный ответвитель 5, смеситель 6, усилитель 7 промежуточной частоты. синхронный детектор 8, усилитель 9 постоянного тока, блок регистрации 10, аттенюаторы 11, 12, блок управления 13, состоящий из задающего генератора 14,-формирователя 15 синхроимпульсов , генератора 16 импульсов и элементов И 17, ИЛИ 18, коммутатор 19, генератор 20 шума, согласованную нагрузку 21 и гетеродин 22. Отражатель 2 выполнен из радиопоглощающего материала, на который нанесена сетка параллельных проводников . Он отражает линейно-поляризованные волны (ЛПВ), плоскость поляризации которых параллельна проводникам , и поглощает волны с ортогональной поляризацией. Вращатель поляризации 4 в зависимости от управляющего сигнала пропускает ЛПВ, плоскость поляризации которых либо перпендикулярна , либо параллельна проводникам . В отсутствии приема излу чения от объекта в качестве зталонного источника используется отражатель 2. Введены блоки 4, 13, 2i. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. I (Л с о 4 ;&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 С 01 R 29/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 40441 23/24-09 (22) 26.03.86 (46) 23.02,88. Бюл. Ф 7 (71) Муромский филиал Владимирского политехнического инетитута .(72) В.В.Фалин,-В.А.Николаев, С.П.Гинеотис, Р.В.Первушин и В.В.Костров (53) 721.317(088.8) (56) Богородский В.В. и др. Поляризация рассеянного и собственного радиоизлучения земных покровов. — Л.:

Гидрометеоиздат, 1981.

Справочник по, радиолокации. /Под ред. М. Сполник, М.: Советское радио, 1978, т.4, с.2?4, рис.24. (54) МОДУЛЯЦИОННЫЙ. РАДИОМЕТР (57) Изобретение относится к технике радиоиэмерений и обеспечивает повышение точности измерений радиояркостных температур. Модуляционный радиометр содержит антенну 1, состоящую из отражателя 2 антенны и облучателя

3, вращатель поляризации 4, направленный ответвитель 5, смеситель 6, усилитель 7 промежуточной частоты, „„SU„;, 1376049 А1 синхронный детектор 8, усилитель 9 постоянного тока, блок регистрации

10, аттенюаторы 11, 12, блок управления 13, состоящий из задающего генератора 14,.формирователя 15 синхроимпульсов, генератора 16 импульсов и элементов И 17, ИЛИ 18, коммутатор 19, генератор 20 шума, согласованную нагрузку 21 и гетеродин

22. Отражатель 2 выполнен из радиопоглощающего материала, на который нанесена сетка параллельных проводников. Он отражает линейно-поляризованные волны (ЛПВ), плоскость поляризации которых параллельна проводникам, и поглощает, волны с ортогональной поляризацией. Вращатель поляризации 4 в зависимости от управля- ф ющeго сигнала пропускает ЛПВ, плоскость поляризации которых либо пер- ( пендикулярна, либо параллельна проводникам. В отсутствии приема излучения от объекта в качестве эталонного источника используется отра- фр жатель 2.. Введены блоки 4, 13, 21.

1 э.п. ф-лы, 2 ил. С5

1376049

Изобретение относится к технике радиоизмерений и может быть, в частности, использовано для измерения радиояркостных температур радио5 теплового излучения при радиофизических исследованиях атмосферы.

Цель изобретения — повьппение точности измерений радиояркостных температур. 10

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 — эпюры, поясняющие его работу.

Модуляционный радиометр содержит антенну 1, состоящую иэ отражателя 2 15 антенны и облучателя 3, вращатель 4. поляризации, направленный ответвитель

5, смеситель 6, усилитель 7 промежуточной частоты, синхронный детектор

8, усилитель 9 постоянного тока, блок 20

10 регистрации, первый аттенюатор 11, второй аттенюатор 12, блок 13 управления, состоящий из задающего генератора 14, формирователя 15 синхроимпульсов, генератора 16 импульсов, элемента И 17 и элемента ИЛИ 18, коммутатор 1 9, генератор 20 пилума, согласованную нагрузку 21 и гетеродин 22.

Модуляционный радиомегр работает следующим образом.

В виду того, что отрв6яатель антенны выполнен из радионаллощающего материала, а на его облу хаемую поверхность нанесена се гка параллельных проводников ок отражает подающие на 35 него линейчо-поляризованные волны, плоскость поляризации которых параллельна проводникам и поглощает волны с ортогональной поляризацией. Вращатель поляризации в зависимости от, 40 сигнала управления, поступающего с выхода элемент," . ИЛИ 18 блока 13 управления, пропускает линейно-поляризованные волны, плоскость поляризации которых либо перпендикулярна, ли"-45 бо параллельна проводникам отража--. теля.

Используя эпюры (фиг.2), рассмо †. рим логику работы устройства.

В период времени от t до to+Ò/2 (Т вЂ” период повторения управляющего сигнала на выходе задающего генератора 14 блока 13 управления) поляризация принимаемого облучателем 3 сигнала является вертикальной, т,„е. вектор F. напряженности электрического поля перпендикулярен проводникам отражателя 2, В этом случае прием излучения от объекта измерения от= сутствует, поскольку для данчой голяризации отражатель 2 является :оглотителем, близким по свойствам к абсолютно-черному телу с термодинамической температурой Т,. Собственное излучение Т, отражателя 2 вместе с фоновым излучением Т я с т облучатели 3 поступает через направленный ответвитель 5 на второй вход смесителя 6, на первый вход которого через второй аттенюатор 12 поступает сигнал с гетеродина 22. Здесь он преобразуется в сигнал промежуточной частоты, усиливается усилителем 7 промежуточной частоты и поступает на первый информационный вход синхронного детектора 8 (фиг.2г) в виде

Т 0 = То + ТФР r ëð Т вЂ” сигнал антенs ь ны с вертикальной поляризацией нектоб ра Е в единицах температуры; Т вЂ” сигнал фонового излучения с вертикальной поляризацией вектора Е в единицах температуры.

В период времени от t, + Т/2 до

+ Т поляризация принимаемого облучателем 3 сигнала является горизонтальной, -„.е. вектор Е параллелен проводникам отражателя 2, облучателем 3 принимается излучение от измеряемого объекта и фоновое излучение с горизонтальной :оляризацией.

Принятый сигнал проходит через перечисленные элементы радиометра, и на информационном входе синхронного де1 тектора 8 присутствует сигнал (фиг,2г), определяемый выражением

Т = Т + Т где Т вЂ” сигнал измен -y9 и ряемого объекта в единицах темпераг туры; Т вЂ” сигнал фонового излучения с горизонтальной поляризацией век-.ора Е в единицах температуры.

Описанный процесс чередования сигналов Т и Т на входе с=нхронЬ г ного детек-ора 8 повторяется с периодом Т (фиг.2г).

На второй вход синхронного детектора 8 пос гупает =игнал типа меандр (фиг.2а), т, . самым входной сигнал преобразуе гол на выходе синхр=нного детектора в сигнал видя

3 = к(Т„ — Т,,) где k — коэффициент передачи радиометра, определяемый в процессе калибровки„

Затем этот сигнал усиливается усилителем 9 и р -истрируе "ся в блоке

10 регистрации (ф::r.2д).

1376049

В течение времени от t, до „ радиометром производится измерение излучения от исследуемого объекта на основе модуляционного приема, при котором в качестве эталонного источника используется отражатель 2, вьполненный иэ радиопоглощающего материала. В указанный промежуток времени сигнал управления на выходе эле- 10 мента И 17 блока 13 управления отсутствует (фиг„2б) и сигнал Т, от генератора 20 шума через коммутатор

19 поступает на вход согласованной нагрузки 21, где поглощается. 15

Ц„=1,(Т „+ Т„,,- T „) = bT,„.

Даннйй сигнал через усилитель Ф постоянного тока поступает на блок

l0 регистрации и является калибровочным сигналом, величину которого можВ период времени от t до С на управляющий вход вращателя 4 поляризации поступает сигнал управления (фиг.2в). В указаиный промежуток вре ZO мени длительность импульса на выходе элемента ИЛИ 18 блока 13 управления равна t „ — t „ и определяется длительностью и пульса генератора 16 импульсов (фиг.2е), При этом облуча- 25 телем 3 прин мается сигнал с вертикальной поляризацией вектора Е, равЬ ный Т . В период времени от t до

t „ + Т/2 данный сигнал проходит через все элементы радиометра аналогично периоду времени от t, до t, + Т/2 и поступает на информационный вход синхронного детектора 8, сигнал Т, с выхода генератора 20 шума через коммутатор 19 поступает на вход согла35 сованной нагрузки 21. В пеуиод времени от t„+ Т/2 до t „+ Т на управляющий вход коммутатора 19 приходит сигнал управления и сигнал Т -, с выхода генератора 20 шума через коммутатор 19, первый аттенюатор 11, направленный ответвитель 5 поступает на смеситель 6 и после преобразования и

6 усиления подается вместе с сигналом Т на синхронный детектор 8 (фиг.2г), на выходе которого присутствует сигнал (фиг.2д), определяемый выражением но определить, например, с помощью эталонноro источника.

Формула изобретения

1. Модуляционный радиометр, содержащий антенну, состоящую из отражателя антенны и излучателя, направленный ответвитель, первый аттенюатор, выход которого соединен с первым входом направленного ответвителя, последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты, синхронный детектор, усилитель постоянного тока и блок регистрации, последовательно соединенные гетергдин и второй аттенюатор, выход которого.,соединен с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с выходом направленного ответвителя, генератор шума и коммутатор, о т— л и ч а ю шийся. тем, что, с целью повышения точности измерений радиояркостных температур, введены вращатель поляризации, согласованная нагрузка и блок управления, состоящий из последовательно соединенных задающего генератора, формирователя синхроимпульсов, генератора импульсов и элемента И, а также элемента ИЛИ, вторые входы элементов

И и ИЛИ соединены с выходом задающего генератора, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом генератора импульсов, вход вращателя поляризации соединен с выходом облучателя, а выход — с вторым входом направленного ответвителя, управляющий вход коммутатора соединен с выходом элемента И блока управления, выход элемента ИЛИ которого соединен с управляющим входом вращателя поляризации, . а выход генератора импульсов — с вторым входом асинхронного детектора,,первый выход коммутатора соединен с входом первого аттенюатора, а второй — с входом согласованной нагрузки.

2. Радиометр по п.1, о т л и.ч аю щ и.й с я тем, что отражатель антенны выполнен из радиопоглощающего материала С нанесенными на отражающую поверхность параллельнымй проводниками.

1376049

4 иг.2

Составитель В.Раков

Редактор Н.Бобкова Техред N,Ходанич Корректор М.Пожо

Заказ 784/46 Тираж 7.72 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4