Модуляционный радиометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (1 1007048 292 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский радиофизический институт(54) (57) МОДУЛ ЯЦИОННЫИ" РАДИО- МЕТР, содержащий последовательно соединенные антенну, модулятор и смеситель, опорный вход которого подключен к выходу гетеродина, последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, усилитель низкой частоты, синхронный детектор и блок регистрации, генератор опорного напряжения, первым выходом подключенный к управляющим входам модулятора и синхронного детектора, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерении, в него введен второй синхронный детектор, вход которого соединен с входом первого синхронного детектора, а выход - подключен к второму входу блока регистрации, при этом управляющий вход второго синхронного детектора подключен к второму выходу генератора опорного напряжения и к второму управляющему входу модулятора, выход смесителя подключен к входу усилителя промежуточной частоты, а модулятор выполнен в виде частотного модулятора, содержащего два диплексера и два амплитудных модулятора, при этом вход первого диплексера является сигнальным входом частотного модулятора, а его выходы через первый и второй амплитудные модуляторы соответственно подключены к первому и второму входу второго диплексера, выход которого является выходом частотного .модулятора, при этом управляющие входы первого и второго амплитудных модуляторов являются соответственно первым и вторым управляющими входами частотного модулятора.1007048Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиоастрономии для измерения спектра мощности космического радиоизлучения и метеорологии для определения влагосодержания атмосферы путем исследования ее .собственного радиоизлучения.Известен модуляционный радиометр, основанный на спектральном анализе шумовых составляющих радиоизлучения, он содержит последовательно соединенные моду лятор, смеситель с двумя гетеродинами и усилитель промежуточной частоты, генератор опорного напряжения и гибридные размножители мощности, к выходам которых подключены базовые четырехканальные блоки анализатора, подключенные через коммутатор к блоку регистрации. На входе каждого блока анализатора включены фильтры сосредоточенной селекции, Каждый канал содержит усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, усилитель низ.кой частоты и синхронный детектор, Устройство позволяет одновременно наблюдать несколько составляющих спектра мощности радиоизлучения Солнца 1,Недостатком известного устройства является недостаточная точность измерения 25 спектральных компонент сигнала, обусловленная неидентичностью измерительных каналов и невозможность прецизионного измерения разности уровней мощности этих компонент. Целью изобретения является повышение точности измерений,Поставленная цель достигается тем, что в модуляционный радиометр, содержащий последовательно соединенные антенну, модулятор и смеситель, опорный вход которого подключен к выходу гетеродина, последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, усилитель низкой частоты, синхронный детектор и блок регистрации, генератор опорного напряжения, первым выходом подключенный к управляющим входам модулятора и синхронного детектора, введен второй синхронный детектор, вход которого соединен с входом первого синхронного детектора, а выход - подключен к второму входу блока регистрации, при этом управляющий вход второго синхронного детектора подключен к второму выходу генератора опорного напряжения и к второму управляющему входу модулятора, выход смесителя подключен к входу усилителя промежуточной частоты. Модулятор выполнен в виде частотного модулятора, содержащего два диплексера и два амплитудных модулятора, при этом вход первого диплексера является сигнальным входом частотного модулятора, а его выходы через первый и второй амплитудные модуляторы соответственно подключены к первому и второму входу второго диплексера, выход которого является выходом частотного модулятора, управляющие входы первого и второго амплитудных модуляторов являются соответственно первым и вторым управляющими входами частотного модулятора.На чертеже приведена структурная схема модуляционного радиометра.Модуляционный радиометр содержитантенну 1, частотный модулятор 2, смеситель 3, гетеродин 4, усилитель 5 промежуточной частоты, квадратичный детектор 6, усилитель 7 низкой частоты, синхронные детекторы 8 и 9, блок 10 регистрации, генератор 11 опорного напряжения.Частотный модулятор 2 выполнен в видепервого диплексера 12, первого амплитудного модулятора 13 и второго модулятора 15 и второго диплексера 14.Радиометр работает следующим образом.Шумовой сигнал в широкой полосе частот принимается антенной 1. Принятый сигнал в частотном модуляторе 2 разделяется на прямой и зеркальный спектральные интервалы с помощью диплексера 12.Сигналы прямого и зеркального спектральных интервалов модулируют напряжениями разных частот с произвольной фазой (коэффициент модуляции К:100/в) с помощью амплитудных модуляторов 13 и 15 и генератора 11 модулирующего напряжения.Модулированные сигналы прямого и зеркаль-, ного спектральных интервалов преобразуют с помощью диплексера 14. Суммарный сиг над с выхода диплексера 14 с помощью балансного смесителя 3 и гетеродина 4 преобразуют на промежуточную частоту. Сигнал промежуточной частоты усиливается усилителем 5, детектируется квадратичным детектором 6 и усиливается усилителем 7 низкой частоты. Затем вновь разделяют сигналы прямого и зеркального спектральных интервалов с помощью синхронных детекторов 9 и 8 и генератора 11 и их раздельно индицируют в блоке 1 О регистрации.Для определения разности уровней мощности спектральных компонент сигнала их одновременно модулируют проти вофазны ми напряжениями одной частоты с помощью амплитудных модуляторов 13 и 15 и гене ратора 1. В этом случае в течение однойполовины периода на диплексер 14 подают сигнал в полосе прямого спектрального интервала, а в течении другой - в полосе зеркального спектрального интервала. Сигнал после диплексера 14 преобразуется в 50 сигналы промежуточной частоты с помощьюбалансного смесителя 3 и гетеродина 4, которые усиливаются, детектируются, вновь усиливаются с помощью усилителя 7 низкой частоты, Синхронный детектор 9 (детектор 8 отключен) формирует напряжение, про порциональное разности уровней мощностисигналов в прямом и зеркальном спектральных интервалах. Это напряжение индицируется в блоке индикации.1007048 Составитель Л. МурановТехред И. Верес Корректор А, ГриценкоТираж 708 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент,. г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Г. ВолковаЗаказ 2132/69 Мощность, измеряемая модуляционнымрадио метром, определяется соотношением,= К(Т - Т,)Л 1 в,где К - коэффициент Больцмана;Мв цМ -Ф- полоса пропускания фильтров диплексеров 12 и 14;57 д - эффективная температура шумового сигнала, поступающего отантенны;Тв - эффективная температура шумового сигнала, поступающего отэталонной нагрузки. Напряжение на выходе каждого синхронного детектора 9 пропорционально величинедвч 1 Рл - Тэ М 1 вч15 где бвч - коэффициент усиления сигнала в приемном тракте.При изменении коэффициента усиления тракта. выходной сигнал изменяется на величину эквивалентной Шумовой температуры видаьоТ ку (Тл тэ)овчгдеЬб - абсолютное изменение коэффициента усиления,При осуществлении двухканального приема по схеме известного радиометра при равенстве мощностей сигналов в обоих каналах,выходные напряжения каждого канала могут отличаться друг от друга на величинуТ - Т ) ва 1 - аа ,где Ьббй - относительные изменения коэффициента усиления каждого канала.В предлагаемом устройстве эта ошибкаотсутствует ввиду того, что усиление сигнала в каждом спектральном интервалеосуществляется одним - трактом усиления,что повышает точность измерений.В каждом канале известного радиометра осуществляется измерение разности мощностей сигнала и эталонной нагрузки. Приэтом в выходном напряжении появляетсяложный сигнал, пропорциональный ЬТвбвч,где ЬТэ - флуктуации эффективной температуры нагрузки. В предлагаемом устройст-ве при непосредственном измерении разности мощностей сигнала в двух спектральныхинтервалах эталонная нагрузка отсутствует,что также обеспечивает повышение точности измерений за счет исключения флуктуаций мощности нагрузки.