Устройство обработки радиометрического сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 Я 29/08; 6 01 Я 1 ЕТЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТПРИ ГКНТ СССР И И ОПИСА К АВТОРСКОМ ТЕ ВУ СВ ИДЕТ(57) Изобреге)1 ие относится к сверхвысоко- частотной измерительной технике, а именно к технике измерения уровня теплового радиоизлучения, и может быть использовано в многоканальных модуляционных радиометрах Цель изобретения - уменьшение систематической погрешности измерений 1) приемниквый 3 и втоключ Ь пер е усилители,Изобретение относится к сверхвысоко- частотной (СВЧ) измерительной технике, а именно к технике измерения уровня теплового радиоизлучения, и может быть использовано в многоканальных модуляционных радиометрах,Цель изобретения - уменьшение систематической погрешности измерений при одновременном упрощении, конструкции радио метра.На фиг, 1 представлена структурная злектрическая.схема устройства обработки радиометрического сигнала; на фиг, 2 - временные диаграммы. поясняющие его рабо- ту диометричеющим абра рован- Т пойства,ичны ется в удаля нхрон(21) 4653337 (22) 20.02,89 (46) 30.11.91 (71) Специал ститута рад СССР (72) В,С,Абл (53).621.396 (56) Есепки радиометрыАвторск М 1593417,Бюл, В 44ьное конструкторское бюро Иниотехники и электроники АН 5(2, ) с)952 при одновременном упрощении конструкции радиометра. Устройство включает в себя приемник 1, фильтр 2 верхних частот, первьй 3 и второй 4 фильтры нижних частот, ключ 5, первый 6 и второй 7 масштабные усилители, сумматор 8 и блок 9 вычитания. Обрабатываемый амплитудно-модулированный сигнал, поступающий на вход устройства, усиливается и квадратично детектируется в приемнике ", и через фильтр 2 верхних частот поступает в тракт демодуляции и накопления, образованный блоками 3 - 9. Опорный сигнал усредняется в первом фильтре 3 нижних частот с полосой пропускания ЛЙ 1.,а измеряемый сигнал - во втором фильтре 4 нижних частот с полосой пропускания Л Р 2 причем ЛЯ Л Й Посредством масштабных усилителей 6,7, сумматора 8 и блока 9 вычитания из усредненных принимаемого и опорного сигналов формируется выходной сигнал. 2 ил,Устройство содержит (фиг.1, фильтр 2 верхних частот, пер рой 4 фильтры нижних частот, вый 6 и второй 7 масштабны умматор 8 и блок 9 вычитанияУстройство обработки ра ского сигнала работает следу зом.Измеряемый амплитудно-модули ный сигнал с шумовой температурой ступающий на первый вход устро усиливается и детектируется квадрат детектором в приемнике 1, фильтру фильтре 2 верхних частот, где из него ется постоянная составляющая, и сино детектируется совокупностью блоков 3 - 9, создавая на выходе среднее напряжение Ч, пропорциональное Д Т== ТС-ТО, и напряжение флуктуаций У(1) с дисперсией У, где То - опорное излучение, поступающее на 5 вход приемника 1 при единичном значении функции Р, управляющей процессом модуляциии.Частота среза фильтра 2 верхних частот устанавливается много меньшей частот сре за первого 3 и второго 4 фильтров нижних частот, которые, в свою очередь, много меньше частоты повторения Имодулирующего сигнала Р(1) с периодом то, В результате на выходе фильтра 2 верхних частот в ста ционарном режиме измерения имеет значение0 г = -А Д Т Ят)-Р)со средним значением Ог = О, где А - коэффициент пропорциональности (эпюры а и б 20 на фиг. 2). В таком режиме измерения регу-лярное напряжение 0 г проходит по цепи, состоящей из ключа 5, первого масштабного усилителя б, имеющего коэффициент передачи К 1, первого фильтра 3 низких частот, 25 имеющего полосу Д И 1 сумматора 8, на второй вход которого также поступают импульсыы 0 Б с выхода ключа 5, блока 9 вычитания и второго фильтра 4 низких частот, имеющего полосуДйДИ 1эпюры.в,г, и д на 30 фиг,2). Здесь 04 и 08 - напряжения соответственно на выходе второго фильтра 4 низких частот и сумматора 8.При быстрых же изменениях модулированного сигнала Тс 1 - РЯ на входе устройства приращения сигнала пройдут только через цепь, состоящую из второго масштабного усилителя 7, имеющего коэффициент передачи Кг = Р(1+К 1), блока 9 вычитания и второго фильтра 4 низких частот. Постоян ная времени процесса обработки определяется полосой ДИг, а выходное среднее напряжение - формулойЧ = АД Т Р 1 - Р)(1+К 1)1,Анализ спектра флуктуаций У(1) на выходе устройства при прямоугольных формах частотных характеристик фильтров 3 и 4 низких частот показывает, что для Тс- То наибольшее отношение сигнала к шуму на выходе устройства будет при1 - Р 1 -К 1= К 1 о =р -55 дающее значение флуктуационной чувствительности устройства:Дйгде д = - ;-;С ( и ) б к,ДО6 (го) - спектральная плотность мощности флуктуаций на выходе приемника 1;= Д И 1 / Д ЯИ- частота модуляции,Значение Р в устройстве задается условием его работы в составе соответствующего радиометра, Так, при работе устройствав двухканальном модуляционном радиометре значение Р для каждого канала равно1/2. Отношение 1 определяется из условияполучения минимального значения д Т призаданных Д Я и зависимости С (в) которая может быть снята экспериментальноизвестными способами,Предложенная конструкция устройствапозволяет при заданных ДЯ и Ь определять значения д конкретного устройства игбез измерений 6 ю) Для этого. надо: напервый вход подать немодулированный шумовой сигнал, а на второй вход - опорноенапряжение Р(т) формы меандр (Р = 1/2) отвнешнего генератора; установить К 1=1, а Кг= 0,5:, отключить сигнал от первого входасумматора 8 и измерить дисперсию флукту - г,аций на выходе устройства У 1; включитьсигнал на первый вход и отключить от второго входа сумматора 8 и вновь измеритьдисперсию на выходе устройства У г; определить значение д по формулегг г и ЛОтличительными признаками предложенного устройства являются простота конструкции и возможность практическойреализации предельной флуктуационнойчувствительности при измерении модулированных сигналов с заданным значением Р,Формула изобретенияУстройство обработки радиометрического сигнала, содержащее приемник,фильтр верхних частот, первый и второйфильтры нижних частот, первый и второймасштабные усилители, а также сумматор,причем выход второго масштабного усилителя соедичен с первым входом блока вычитания, а вход приемника является первымвходом устройства обработки радиометрического сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью уменьшения систематическойпогрешности измерений при одновременном упрощении конструкции радиометра,введен ключ, управляющий вход которогоявляется вторым входом устройства, приэтом сигнальный вход ключа и вход второгомасштабного усилителя соединены вместе иподключены к выходу фильтра верхних час1695238 г. 2. Составитель С.КочероТехред М. Моргентал РректоР О, Кравцова актор М.Кел каз 4159 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5.Гагарина, 101 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж тот, вход которого соединен с выходом приемника, выход ключа подключен к входу первого масштабного усилителя и первому входу сумматора, выход первого масштабного усилителя соединен с входом первого фильтра нижних частот, выход которого подключен к второму входу сумматора, второй вход блока вычитания соединен с выходомсумматора,авыход подключен к входу, второго фильтранижних частот, вы ход которого является выходом устройстваобработки радиометрического сигнала.