Устройство для определения угловой зависимости степени черноты излучателей шума

ОП И"С Е ИЗОБРЕТЕНИЯ н 739348 Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. О 01 У 5 УО 8 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 10. 06. 80.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОЙ ЗАВИСИМОСТИ СТЕПЕНИ ЧЕРНОТЫ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ ШУМАИзобретение относится к измерейиям СВЧ полей, оптической и радиопиро-, метрии и может использоваться при исследовании широкоапертурных высокотемпературных излучателей шума и радиопоглощающих материалов (РПМ) . Известно устройство для снятия угловой зависимости коэффициента отра-жения радиопоглощающих материалов,со держащее передающую и приемную антениы, перемещающиеся по некоторой дуге относительно РПМ (1) .Устройство имеет следующие недостатки: степень черноты непосредственно не измеряется. Измерив коэффициеит отражения, степень черноты можно рассчитать из соотношения (закон Кирхго" фа) с: 1 -в общем случае справедливого лишь для спектральных степени 20 черноты (Е) и коэффициента отражения (р) и только в состоянии термодинамического равновесия. Для селективного шумового излучения (с непланковским распределением), которое характерно 25 для шумовых излучателей, закон Кирхго-, фа нарушается, если устройство работает в широкой полосе частот, т. е..устройство непригодно для снятия угловой зависимости степени черноты иэ лучателей шума в широкой полосе частот.Устройство должно помещаться в безэховую камеру для исключения влияния окружающих предметов, а также в целях радиомаскировки.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения степени черноты и истинной температуры.Т нечерных излучателей, содержащее излучатель, пирометр и вакуумное зеркало (21 . Вогнутое зеркало направлено на излучатель и пирометр, наводится через отверстие в зеркале на участок излучающей поверхности, при этом определяется истинная температура излучателя. Для определения коэффициента черноты на указанном устройстве необходимо дополнительно измерить яркостную температуру,Т излучателя путем визирования его поверхности пирометром при убранном зеркале и рассчитать коэффициент черноты по известной формуле при условии выполнимости закона Рэдея-Джинса)6 Е -. Тй/Т,Это устройство имеет следующие недостатки: вносятся ошибки в измерение истинной температуры Т иэлучавщей поверхности при изменении углавйзидбвйнйя "вследствие изменения видимой площади отверстия в зеркале; вно- сятся ошибки в измерения яркостной температуры Тд так как окружающие предметы излучают и отражают упавшее на них излучение и дочерняют излучакнцую поверхность паразитным излучением.Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения указаиных ошибок.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее излучатель, иа излучающую поверхность которо;го направлено вогнутое зеркало в виде эллипсоида, и пирометр, введены новые 15 признаки, заключающиеся в том, что пирометр размещен внутри сферы с отверстием, через которое излучейие попадает в пирометр причем сфера мо- жет поворачиваться вокруг центра, совпадающего с Фокусом эллиптического зеркала, и имеет сменное покрытие, состоящее из материала, поглощающего излучение, или из материала, отража ющего излучение. 25При измерении яркостной температуры излучателя сфера покрыта материалом, поглощакщим излучение, а при измерении истинной температуры излучателя - материалом, отражающим излуче ние.гВогнутое зеркало может быть выполнено и виде эллипсоида, усеченного плоскостью, параллельной главной оси, так что фокусы находятся внутри усе ченного эллипсоида.Предложенное устройство изображено на чертеже.Устройство представляет собой зеркало 1 в форме эллипсоида вращения, внутри которого установлены исследуемый излучатель 2 и антенна 3 пирометра, так что главная ось эллипсоида лежит в плоскости апертуры излучателя 2, ее геометрический центр совпадает с фокусом РЕ эЛлипсоида, а Фазовый центр 45 антенны пирометра 3 - с Фокусом Р 2. Антенна 3 жестко закреплена внутри сфе ры 4, имеющей апертурное отверстие 5, центр сферы 4 совпадает с фазовым центром антенны 3. Сфера 4 имеет сменное 50покрытие 2-х видов - с" отражающей и поглощающей электромагнитное излучение . поверхностью. Антенна 3 вместе со сферой 4 закреплена на механизме (не показан), обеспечивающем ее вращение вокруг( Фазового центра в плоскости, перпендикулярной апертуре излучателя 2.При включении питания шумового излучателя 2 последний начинает излучать шум СВЧ в переднюю полуплоскость, ограниченную плоскостьюапертуры (излу- ф 0чакицей поверхности) . На чертеже это верхняя полуплоскость по отношению к излучателю 2. Сфера 4 имеет отражающую поверхность. При различных углах пово. рота антенны.3 вместе с отражаюцей 65 сферой и фиксируются показания пирометра Т и углы 9., однозначно связан 1ные с истинными углами визирования излучателя шума(, В результате получается ряд значений:Затем на сфере .4 устанавливается покрытие с поглощающей излучение поверхностью, При вращении антенны 3 вместе с поглощающей сферой 4 фиксируются показания пирометра Т) при углах С. Получается ряд значений:Т(й,.)Т; ж;)Т Ы), Искомая угловая зависимость коэффициента черноты излучателя шума получается в виде1(ц) - т; /т 1,е( в.;) - тя/т;Ен(1 Ъ) = Тп/ТьЕсли интервал углов 0 заданОО не 0(0 П/2, а Ос.ОП, то после снягия зависимостей Т (О - ОП/2) и Тя( - О.,П/2) шумовой излучатель 2 можно развернуть вокруг его оптической оси на 180 .(на чертеже вертикальная ось, проходящая" через фо - ,. кус РЕ и повторить измерения для 0 от 0 до П/2. Мокно также измерять ТМ и Т(0), меняя сФеры 4 на антенне 3 при каждом довороте антенны 3.Работа устройства основана на слздующих принципах.При измерении угловых зависимостей Т(О), Т Ю), использованы известные свойства эллипсоида: лучи, вышедшие из одного фокуса под любыми углами, после одного отражения от внутренней поверхности эллипсоида собираются в другом Фокусе, причем геометрическая длина лучей от фокуса до фокуса постоянна (й = РХА + АР = РВ + ВР) . Поэтому вращение антенны 3 вокруг своего фазового центра, совпадающего с фокусом эллипсоида Р, оказывается эквивалентным перемещению той же антенны 3 по дуге постоянного радиуса Н с центром в фокусе Р с точки зрения принимаемых сигналов при одинаковом угле 0При измерении истинной температуры Т (О) излучателя шума 2 антенной 3, встроенной внутрь отражающей сферы 4, используется эффект ,дочернения нечерной поверхности излучателя шума 2 за счет многократных переотражений лучей между отражателями и нечерньм излучателем 2. Отражателями являются внутренняя поверхность эллипсоида и внешняя поверхность сферы 4.При измерении яркостной температуры Т)(о) антенной 3, встроенной внутрь поглощающей сферы 4, используется то обстоятельство, что лучи, вышедшие из Фазового центра излуча5 739348 формула изобретения оставитель Л. Латыевехред А.Куликовская Корректор М. Шароши Гольфе Редакто Тираж 713 Подписи ЦНИИПИ Государственногб комитета СС по делам изобретений и открытий 35,. Москва, Ж, Раушская наб.; д.ое,СР аказ 2912 1130 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 теля 2 (фокуса Р ) и упавшие йе на апертуру 5 антеннны 3, а на поверхность сферы 4 поглотятся практически полностью. Поэтому антенна принимает сигнал, пропорциональный яркостной температуре Т(0) эффект 5 дочернения отсутствует.Излучатель шума 2 мало излучает в заднее полупространство (на черте-же - полупространство под.излучателем, ограниченное его апертурой), Поэтому полупространство.эллипсоида 1, ограниченное плоскостью апертуры излучателя 2 и облучаемое задними лепестками излучателя шума 2 в работе предлагаемого устройства практи чески не участвует, Следовательно, эллиПсоид может быть выполнен усеченным плоскостью, параллельной апертуре излучателя, так, чтобы фокусы Г 1, Гнаходились внутри усеченного эллипсоидагоТаким образом, конструктивные особенности предлагаемого устройства позволяют исключить ошибки измерения яркоотной и истинной температуры шумных. излучателей СВЧ при различных углах 25 визирования и тем самым достигнуть поставленной цели - повысить точйость измерений угловой зависимости степени черноты излучателей шума. Устройство для определения угловой зависимости степени черноты излучателей шума, содержащее излучатель, пирометр и вогнутое зеркало в виде эллипсоида, которые расположены так, что центр излучателя совпадает с од" ним фокусом зеркала, а фазовый центр антенны пирометра - с другим фокусом зеркала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, пирометр размещен внутри сферы с отверстием, через которое излучение попадает в пирометр, причем сфера установлена с воэможностью вращения вокруг центра, совпадающего с фокусом эллиптического зеркала, и имеет сменное покрытие; состоящее из материала, поглощающего излучение, или из материала, отражающего излучение. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Торгованов В, А. Зарубежная радиоэлектроника 9 12, 1974, с32.2. Авторское свидетельство СССРР 99173, кл. 6 01 Х 5/50, 1960.