Модуляционный радиометр

 

Изобретение может быть использовано в радиоастрономии. Цель изобретения - повышение функциональной чувствительности - достигается за счет использования энергии постоянной составляющей детектированного сигнала . Измеряемый сигнал с шумовой температурой Tg, принятой антенной 1, модулируется меандром в модуляторе 2, имеющем температуру Т, усиливается СВЧ-усилителем 3 и вместе с усиленной температурой собственных шумов (Тц,) усилителя детектируется квадратичным детектором А. Переменная составляющая сигнала ЛТ Т,- Т С О усиливается усилителем 5 низкой частоты , детектируется асинхронным детектором 6 и, пройдя через фильтр 7 низких часто и сумматор 8, поступает на выход радиометра. Постоянная сч1гтавля -н с-и: лв гвктироввнногО напряжения j I -(Т.+ Т) фильтруется вторы - . фильтром 9 низких частот, делится делителем 10 напряжения и через вычитающий блок 11 и усилитель 12 постоянного тока поступает на второй вход сумматора 8. Компенсация составляющей l/2(Tjj+ Tg ) осуществляется электронным ключом 13 и третьим фильтром 1Д низкой частоты, полоса пропускания которого много меньше полосы пропускания первого фильтра 7 низкой частоты. Синхронная работа блоков устройства обеспечивается генератором 15 частоты модуляции. Выигрьпч по чувствительности достигается за счет оптимальной обработки постоянной составляющей напряжения сигнала , снимаемого с выхода квадратичного детектора 4, которая добавляется к основному постоянному напряжению, получаемому на выходе первого фильтра 7 низкой частоты. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYEillHH

А1 (19) (И) (51) 4 G 01 R 29/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ры. фильтром 9 низких частот, делится делителем 10 напряжения и через вычитающий блок 11 и усилитель 12 постоянного тока поступает на второй вход сумматора 8. Компенсация составляющей 1/2(Т„+ Т ) осуществляется электрончым ключом 13 и третьим фильтром 14 низкой частоты, полоса пропускания которого много меньше полосы проп скания первого фильтра 7 низкой частоты, Синхронная работа блоков устройства обеспечивается генератором 15 частоты модуляции. Выигрыш по чувствительности достигается эа счет оптимальной обработки постоянной составляющей напряжения сигнала, снимаемого с выхода квадратичного детектора 4, которая добавляется к основному постоянному напряжению,, получаемому на выходе первого фильтра 7 низкой частоты. 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2l) 4239526/24-21 (22) 04.05.87 (46) 30.12.88. Бюл. 11 48 (71) Специальное конструкторское бюро Института радиотехники и электроники АН СССР (72) В.С.Аблязов и В.П.Быданцев (53) 621.317.75(088.8) (56) Есенкина Н.А. и др., Радиотелескопы и радиометры. М.: Наука, 1973, с. 258 °

СВЧ-излучение низкотемпературной плазмы.! Под ред. А.Е.Башаринова.

M. Советское радио, 1974, с. 222, (54) МОДУЛЯЦИОННЫЙ РАДИОМЕТР (57) Изобретение может быть использовано в радиоастрономии. Цель изобретения — повышение функциональной чувствительности — достигается sa счет использования энергии постоянной составляющей детектированного сигнала. Измеряемый сигнал с шумовой температурой Тс, принятой антенной 1, модулируется меаидром в модуляторе 2, имеющем температуру Т, усиливается СВЧ-усилителем 3 и вместе с усиленной температурой собственных шумов (Т ) усилителя детектируется квадратичным детектором 4. Переменная составляющая сигнала аТ = Tс — Т, усиливается усилителем 5 низкой частоты, детектируется асинхронным детектором 6 и, пройдя через фи ьтр 7 низких част 11 и сумматор 8, доступает на выход радиометра, Постоянная составлю..л:1. де гектированного папря1 жения,, †.,(Т + Т. ) фильтруется втоС.

14483

Изобретение относится к СВЧ-измерительной технике и может быть использовано в радиоастрономии.:

Цель изобретения — повышение

5 флуктуационной чувствительности за счет использования энергии постоянной составляющей детектированного сигнала.

На чертеже представлена блок-схема радиометра.

Радиометр содержит соединенные последовательно антенну 1, модулятор 2, СВЧ-усилитель 3, квадратичный детектор 4, усилитель 5 низкой часто-15 ты, синхронный детектор 6, первый фильтр 7 низких частот и сумматор

8, также соединенные последовательно второй фильтр 9 низких частот, вход которого соединен с выходом квадратичного детектора 4, делитель

10 напряжения, вычитающий блок 11 и училитель 12 постоянного тока, выход которого соединен с вторым входом сумматора 8, соединенные последовательно электронный ключ 13, вход которого соединен с выходом квадратичного -детектора 4, и третий фильтр

14 низких частот, выход которого соединен с вторым входом вычитающего блока 11, и генератор 15 частоты модуляции, выходы которого соединены с управляющими входами модулятора 2, синхронного детектора 6 и электронного ключа 13.

12 2 тектированного напряжения, пропорциональная значению 1, 2 фильтруется вторым фильтром 9 низких частот, имеющим полосу пропускания, равную полосе пропускания первого фильтра 7 низких частот, уменьшается вдвое делителем 10 напряжения, проходит вычитающий блок 11, усиливается усилителем 12 постоянного тока и, проходя сумматор 8, также поступает на выход радиометра, суммируясь с сигналом первого канала.

Компенсация в этом канале постоянной составляющей, пропорциональной

1 значению -(T + T }, осуществляется

2 путем подачи на второй выход вычитающего блока ll постоянного напряжения от компенсационного устройства, состоящего из электронного ключа 13, пропускающего на вход третьего фильтра 14 низких частот импульсы с амплитудой, пропорциональной только значению Т + Т . При этом полоса пропускания третьего фильтра берется много меньшей полосы пропускания первого фильтра 7 низких частот. Синхронная работа модулятора 2, синхронного детектора 6 и электронного ключа 13 обеспечивается за счет подключения их управляющих входов к выходам генератора 15 частоты модуляции.

Модуляционный радиометр работае-. следующим образом.

Измеряемый сигнал с шумовой температурой Т, принятый антенной 1, модулируется меандром и модуляторе

2, излучающем в закрытом cocToRBHH шумовую температуру Т, усиливается

СВЧ-усилителем 3 и вместе с усиленной температурой собственных шумов (Т4,} усилителя детектируется квадратичным детектором 4. Затем для дальнейшей обработки сигнал разделяется иа два канала, после чего он вновь суммируется. В первом канале иеременная составляющая сигнала, пропорциональная значению ЬТ Т - Т, усиливается усилителем 5 низкой частоты, детектируется синхронным детектором 6 и, проходя первый фильтр

7 нйзких частот и сумматор 8, поступает на выход радиометра. Во втором канале постоянная составляющая деF

Выигрыш по чувствительности достигается за счет оптимальной обработки постоянной составляющей напряжения сигнала, снимаемого с выхода квадратичного детектора, которая добавляется к основному постоянному напряжению, получаемому на выходе канала модуляционного радиометра.

Физический смысл выигрыша состоит в использовании энергии постоянной составляющей детектированного сигнала, Максимальный выигрыш по чувствительности в таком радиометре реализуется подбором коэффициента усиления усилителя 12 постоянного тока, при котором Ч = Ч, Сь /С,, где V, и V — средние значения напряжений I на входах сумматора 8, а С, и С отношения сигнал:шум на этих входах,, Максимальный выигрыш по чувствительности-значения (1 + С /С,) .

Составитель Н. Михалев

ТехредЛ.Сердюкова Корректор Г. Решетник

Редактор М. Товтин

Заказ 6844/51

Тираж 772

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 з 14483

Формула и э о б р е т е н и я

Модуляционный радиометр, содержащий последовательно соединенные антенну, модулятор, СВЧ-усилитель, квадратичный детектор, усилитель низкой частоты, синхронный детектор и первый фильтр низких частот, а также генератор частоты модуляции, два выхода которого соответственно соединены с управляющими входами модулятора и синхронного детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения флуктуационной чувствительности, дополнительно введены соединенные последовательно вто12

Д рой фильтр низких частот, делитель напряжения, вычитающий блок, усилитель постоянного тока и сумматор, а также последовательно соединенные электронный ключ и третий фильтр низких частот, выход которого подключен к второму входу вычитающего блока, при этом входы второго фильтра низких частот и электронного ключа подключены к выходу квадратичного детектора, выход первого фильтра низких частот подключен к второму входу сумматора, а управляющий вход электронного ключа подключен к третьему выходу генератора частоты модуляции.