Двухчастотный модуляционный радиометр

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для спектральных исследований в области радиоастрономии и измерений мощности слабого радиоизлучения шумового характера. Цель изобретения - увеличение чувствительности радиометра. Для этого разделение приемных каналов осуществляется с помощью фазовой модуляции в тракте гетеродина , что существенно уменьшает потери принимаемого сигнала во входном тракте радиометра и, соответственно, увеличивает чувствительность радиометра. Чувствительность радиометра увеличивается также сохранением симметричности модуляции и демодуляции во время независимого приема сигналов как основного, так и зеркального каналов. Радиометр содержит антенну 1, направленный ответвитель 2, генератор 3 шума, два амплитудных модулятора -4, 16, четыре циркулятора 5,12,13, 17, квадратурный сумматор 22, квадратичный детектор 20, синхронные детекторы 24, 27, интегратор 25 и регистрирующий блок 26. 2 ил. (Л Г Os о 00 ел о VI lljHSHg Т

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 R 27/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4699357/21 (22) 31.05.89 (46) 2311.91. Ьюл. Ь 43 (71) Институт радиофизики и электроники

AH ApuCCP (72) Х.А.Манаселян, 3.P.Àìèçÿí, А.М.Асламян и А.Г.Гулян (53) 621.317.75(088.8) (56) Тезисы докладов XIV Всесоюзной конференции Радиоастрономическая аппаратура, антенны и методы, 28 — 30 октября

1982, Ереван, с. 88 — 89. (54) ДВУХЧАСТОТНЫЙ МОДУЛЯЦИОННЫЙЙ РАДИОМ ЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для спектральных исследований в области радиоастрономии и измерений мощности слабого радиоизлучения шумового характера.

„„SU „, 1693567 А1

Цель изобретения — увеличение чувствительности радиометра. Для этого разделение приемных каналов осуществляется с помощью фаэовой модуляции в тракте гетеродина, что существенно уменьшает потери принимаемого сигнала во входном тракте радиометра и„соответственно, увеличивает чувствительность радиометра. Чувствительность радиометра увеличивается также сохранением симметричности модуляции и демодуляции во время независимого приема сигналов как основного, так и зеркального каналов. Радиометр содержит антенну

1, направленный ответвитель 2, генератор 3 шума, два амплитудных модулятора 4, 16, четыре циркулятора 5, 12, 13, t7, квадратурный сумматор 22, квадратичный детектор

20, синхронные детекторы 24, 27, интегратор 25 и регистрирующий блок 26. 2 ил. l693567

Изобретение относится к радиотехнике, мажет быть использовано в радиаастрсномии при спектральных исследованиях, теплолокации и измерительной технике, Целью изобретения является повышение точности измерения за счет разделения приемных каналов с помощью фазовай модуляции в тракте гетеродина, что существенно уменьшает потери принимаемого сигнала во входном тракте радиометра и, соответственно, увеличивает чувствительность, кроме того, чувствительность радиометра увеличивается также за счет сохранекия симметричности модуляции и демодуляции во время незввисимага приема сигналов как основногс, так и зеркального каналов.

На фиг. 1 представлена блок-схема радиометра; на фиг. 2 — временные диаграммы, Двухчастотный модуляционный радиометр содержит антенну 1„направленный ответвитель (НО) 2, к первому входу которого подключена антенна 1., генератор 3 шума (ГБ), выход которого соединен с вторым входом HG 2, первый амплитудный модуля-ор (АМ 1) 4, вход которого соединен с выходом HQ 2, первый циркулятар (Ц1) 5, первое плечо которого подключено к выходу АМ1 4, а к третьему плечу падключека первая согласованная нагрузка (СН i) 6, синфазнопротивофазный ответвитель (СПО) 7, синфазкый вход которого псдключен ко второму плечу Ц 5, а к противафазкому входу подключен короткозамыкатель (КЗ) 8, смеситель (СМ1) 9 и второй смеситель CMz 10, первые входы которых соединены с первым и вторым выходами СПО 7. квадратурный ответвитель (KO) 11, третье и че.гвертае плечи которога подключены ко вторым входам

СМ > 9 и СМ„10 соответственно, второй циркулятор (Lg 12 и третий циркулятор (Цэ) 13, вторые плечи которых подключены к первому и второму плечам KG 11 соответственно, вторая согласованная нагрузка (CHg) 14 и третья согласованная нагрузка (СНз) 15, выходы ксторых подключены к третьим плечам

Ц2 12 и Цз 13 соо ветственна, ВТороА амплитудный модулятор(АМ2) 16, выход которого подключен к первому плечу Цэ li 3, четвертый циркулятор (Ц4) 17, к второму плечу которого подключен вход АМ2 16, а третье плечо подключено к первому плечу

Ц2 12, гетеродин (Г) 16, выход которого подключен к первому плечу Ц4 17, последовательна . соединенные усилитель промежуточной частоты (УПЧ) ";9, квадратичный детектор (КД) 20 и усилитель низкой частоты (УНЧ) 21, квадратурный сумматор (КС) 22, первое и второе плечи которого со5

55 единены с выходами СМ< 9 и СМ2 10 соответственно, третье плеча соединена с входом УПЧ 19, а к четвертому плечу подключена четвертая согласованная нагрузка (CH4) 23, последовательна саединекные первый синхронный детектор (СД1) 24, первый интегратор (И1) 25 и регистрирующий блок (РБ ) 26, по":,едавательна соединенные второй синхронный детектор СД2

27, второ" интегратор И2 28 и регистрирующий блок PEi". 29, первый двухпозицианный переключатель (ДП ) 30, вход которого сое-динен " "выходом усилителя 21 низкой частоты (УНЧ), а первый выход =îåäèíåí са входом СД124, аналоговый кл.ач (К) 31, вход которого соединен с выходом ДП 30, а первый и втсрай выходы соединены с входами

СД 24 и СР2 27 соответственно, генератор

32 опорного напряжения (ГОН), первый выход которого соединен " управляющими входами СД1 24 и СДз 27, а второй выход соединен с управляющим входом К 31, второй двухпозиционный переключатель ДП2

33, вход которого соединен с первым выходам ГОН 32, а первый выход соединен с управляющим входом АМ14, третий двухпаэиционный переключатель ДП„34, первый вход котс рс га соединен с вторым выходом

I GH 32, второй вход соединен с вторым выходам ДП2 33, а выход соединен с управляющим входом АМ2 16.

Двухчастатный мадуляцианкь и радиометр работает следующим образом.

Управляющий сигнал с первагс выхода

ГОН 32 (фиг. 2а), проходя через ДГ 33, поступает ка управляющий вход АМ14. При низком уровне этого сигнала АМ аткрь|вается и пропускает сигнал антенны. При высоком уровне управля:ащега сигкала АМ1

4 закрывается и отражает сигнал антенного эквивалента, функцию кстарага выполняет

СН1 6, Раз в;?зы вающий циркул ятар Ц ? 5 служит для ослабления паразиткага модуляционного сигнала, СПО7 с К 36 на пративофаэнам плече, СЬ : 9, СМг 10, KG 1"., КС 22 и Г 18 образуют преобразователь частоты с фазавым подавлением зеркал нога канала, Управля?ащил сигнал с второго выхода ГОН 32, частота кото" îãî в и раэ ниже, чем часто; а сигнала первого выхода ГС?Н 32, проходя " ерез ДГI3 34, пастуABGT ка управляющий вход АМ: 16. При низком уровне этага сигнала АМ2 16 открывается, а сигнал

Г 18, проходя через циркулятары Ц> 17 и Цэ

13, поступает ка четвертое плеча КО 11. При этом ка третьем плече КС 22 появляется сигнал основного канала, При высоком уровне управляющего сигнала АМ2 16 закрывается, сигнал Г 18, проходя через циркуляторы tl4 17 и Ц2 12, поступает ка третье

1693567 плечо КО 11, и на третьем плече КС 22 появляется сигнал зеркального канала.

В режиме двухчастотного независимого приема эти сигналы после усиления и детектирования, проходя через УНЧ 21 и ДП130, поступают на вход К 31. Последний работает синхронно с АМ2 16, поэтому сигналы основного и зеркального каналов разделяются на его выходах и поступают на входы СД;

24 и СД2 27 соответственно. Так как СД1 24 и СД2 27 работают синхронно с АМ14, то на их выходах появляются сигналы, соответствующие разности сигналов антенны и антенного эквивалента в полосе основного и в полосе зеркального каналов соответственно, В течение другого режима приема, когда необходимо измерять разность сигналов основного и зеркального каналов, сигнал с первого выхода ГОН 32, проходя через ДП2

33 и ДПз 34, поступает на управляющий входАМ216, а вАМ14модуляция прекращается. Промодулированный с помощью АМ2

16 сигнал с выхода УНЧ 21, проходя через

ДП1 30, поступает только на вход СД1 24, который уже работает синхронно с АМ2 16, в результате чего на выходе СД1 24 появляется сигнал, соответствующий разности сигналов основного и зеркального каналов, Н0 2 и ГШ 3 служат для калибровки радиометра, И1 25 и И2 28 представляют собой интегрирующие RC-цепочки.

В качестве РБ 26 и PBz 29 служа-, самопишущие приборы КСП 4.

АМ1 4 и АМ2 16 реализованы на основ-. отражающих p-l-n переключателей, Преимущества предлагаемого устройства заключаются в более высокой чувствительности двухчастотного модуляционного радио метра.

Формула изобретения

Двухчастотный модуляционный радиометр, содержащий антенну, направленный ответвитель, к первому входу которого подключена антенна, генератор шума, выход которого соединен с вторым входом направленного ответвителя, первый циркулятор, к третьему плечу которого подключена первая согласованная нагрузка, второй и третий циркуляторы, первый и второй амплитудные модуляторы, первый смеситель, гетеродин, последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор и усилитель низкой частоты, последовательно соединенные первый синхронный детектор, первый интегратор, первый регистрирующий блок, последовательно соединенные второй

30 л . J

55 синхронный детектор, второй интегратор и второй регистрирующий блок, генератор опорного напряжения, первый выход которого соединен с управляющим входом первого синхронного детектора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения чувствительности радиометра, в него введены синфазно-противофазный ответвитель с короткозамыкателем на противофазном плече, второй смеситель, квадратурный ответвитель, четвертый циркулятор, квадратурный сумматор промежуточной частоты, вторая, третья и четвертая согласованные нагрузки, первый, второй и третий двухпоэиционные переключатели и аналоговый ключ, при этом синфазное плечо синфазнопротивофазного ответвителя подключено к второму плечу первого циркулятора, а первое выходное плечо подключено к первому входу первого смесителя, первый вход второго смесителя подключен к второму выходному плечу синфазно-противофазного ответвителя, третье и четвертое плечи квадратурного ответвителя подключечы к вторым входам первого и второго смесителей соответственна, а пеовое и второе плечи подключены к вторым ",лечам второго и третьего циркуляторов соответственно, выходы втооо 1 и третьей согласованных нагрузок подключены . третьим плечам второго и третьего цирку; .торов соотве;ственно, третье плечо четвертого циркулятора "оединено с первым плечом второго циркулятора, к первому плечу подключен выход гетеродина, а второе плечо соединено с входом вто-. рого амплитудного модулятора, выход которого подключен к первому плечу третьего циркулятора, первое и второе плечи квадратурного сумматора промежуточной частоты соединены с выходами первого и второго смесителей соответственно, а третье плечо подключено к входу усилителя промежуточной частоты, выход четвертой согласованной нагрузки подключен к четвертому плечу квадратурного сумматора промежуточной частоты, вход первого двухпозиционного переключателя соединен с выходом усилителя низкой частоты, а первый выход соединен с входом первого синхронного детектора, вход аналогового ключа соединен с вторым выходом первого двухпозиционного переключателя, упр вляющий вход соединен с вторым выходом генератора опорного напряжения, а первый и второй выходы соединены с входами первого и второго синхронных детекторов соответственно, вход второго двухпозиционного переключателя соединен с первым выходом генератора опорного напряжения, а первый выход соединен с управляющим входом

1693567

Составитель Н. Михалев

Техред M.Mîðãåèòàë Корректор C. Вевкун

Редактор M. Бланар

Заказ 4077 Тираж Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Il13635, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, улЛ агарина, 101 первого амплитудного модулятора, первый вход третьего двухпозицион ного переключателя соединен с вторым выходом второго двухпозиционного переключателя, второй вход соединен с вторым выходом генерато- 5

ps опорного напряжения, а выход соединен с управляюаим входом второго амплитудного модулятора, вход первого амплитудного модулятора соединен с выходом направленного ответвителя, а выход подключен к первому плечу первого щиркулятора, управляющий Вход второго синхронного детектора соединен с первым выходом генератора опорного напряжения.