Модуляционный радиометр

(51 У 4 ф г;1.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Муромский филиал Владимирскогополитехнического инетитута(57) Изобретение относится к техникерадиоиэмерений и обеспечивает повышение точности измерений радиояркостных температур. Модуляционный радиометр содержит антенну 1, состоящуюиз отражателя 2 антенны и облучателя3, вращатель поляризации 4, направленный ответвитель 5, смеситель 6,усилитель 7 промежуточной частоты,синхронный детектор 8, усилитель 9постоянного тока, блок регистрации10, аттенюаторы 11, 12, блок управления 13, состоящий из задающего генератора 14,.формирователя 15 синхроимпульсов, генератора 16 импульсов и элементов И 17, ИЛИ 18, коммутатор 19, генератор 20 шума, согласованную нагрузку 21 и гетеродин22. Отражатель 2 выполнен из радиопоглощающего материала, на которыйнанесена сетка параллельных проводников. Он отражает линейно-поляризованные волны (ЛПВ), плоскость поляризации которых параллельна проводникам, и поглощает, волны с ортогональной поляризацией. Вращатель по- . фляриэации 4 в зависимости от управляющего сигнала пропускает ЛПВ, плос- ф фкость поляризации которых либо пер- С,пендикулярна, либо параллельна проводникам. В отсутствии приема излучения от объекта в качестве эталонного источника используется отра- фржатель 2 Введены блоки 4, 13, 21,1 э.п. ф-лы, 2 ил. ЖИзобретение относится к технике радиоизмерений и может быть, в частности, использовано для измерения радиояркостных температур радио 5 теплового излучения при радиофизических исследованиях атмосферы.Цель изобретения - повьппение точности измерений радиояркостных температур. 10На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг,2 - эпюры, поясняющие его работу.Модуляционный радиометр содержит антенну 1, состоящую иэ отражателя 2 15 антенны и облучателя 3, вращатель 4 поляризации, направленный ответвитель 5, смеситель 6, усилитель 7 промежуточной частоты, синхронный детектор 8, усилитель 9 постоянного тока, блок 20 10 регистрации, первый аттенюатор 11, второй аттенюатор 12, блок 13 управления, состоящий из задающего генератора 14, формирователя 15 синхроимпульсов, генератора 16 импульсов, элемента И 17 и элемента ИЛИ 18, коммутатор 19, генератор 20 пьума, согласованную нагрузку 21 и гетеродин 22.Модуляционный радиомегр работает следующим образом.В виду того, что отражатель антенны выполнен из радионазлощающего материала, а на его обдуваемую поверхность нанесена се гка иараллельных проводников, он отражает подающие на 35 него линейно-поляризованные волны, плоскость поляризации которых параллельна проводникам и поглощает волны с ортогональной поляризацией. Вращатель поляризации в зависимости от, 40 сигнала управления, поступающего с выхода элемент,". ИЛИ 18 блока 13 управления, пропускает линейно-поляризованные волны, плоскость поляризации которых либо перпендикулярна, ли"-45 бо параллельна проводникам отража- теля.Используя эпюры (фиг.2), рассмо в . рим логику работы устройства.В период времени от , до+Т 72 (Т - период повторения управляющего сигнала на выходе задающего генератора 14 блока 13 управления) поляризация принимаемого облучателем 3 сигнала является вертикальной, т,е. вектор Е напряженности электрического поля перпендикулярен проводникам отражателя 2, В этом случае прием излучения от объекта измерения отсутствует, поскольку для данчой голяризации отражатель 2 являетсяоглотителем, близким по свойствам к абсолютно-черному телу с термодинамической температурой Т,. Собственное излучение Т, отражателя 2 вместе с фоновым излучением Т от облучатели 3 поступает через направленный ответвитель 5 на второй вход смесителя 6, на первый вход которого через второй аттенюатор 12 поступает сигнал с гетеродина 22. Здесь он преобразуется в сигнал промежуточной частоты, усиливается усилителем 7 промежуточной частоты и поступает на первый информационный вход синхронного детектора 8 (фиг.2 г) в виде Т, = Т, + Т, где Т - сигнал антен 8 вны с вертикальной поляризацией нектоб ра Е в единицах температуры; Т - сигнал фонового излучения с вертикальной поляризацией вектора Е в единицах температуры,В период времени от , + Т/2 до+ Т поляризация принимаемого облучателем 3 сигнала является горизонтальной, т.е. вектор Е параллелен проводникам отражателя 2, облучателем 3 принимается излучение от измеряемого объекта и фоновое излучение с горизонтальной поляризацией. Принятый сигнал проходит через перечисленные элементы радиометра, и на информационном входе синхронного детектора 8 присутствует сигнал (фиг,2 г), определяемый выражением Т = Т + Т где Т - сигнал изменв оряемого объекта в единицах темперагтуры; Т- сигнал фонового излучения с горизонтальной поляризацией вектора Е в единицах температуры.Описанный процесс чередования сигналов Т и Тна входе счнхронЬ гного детектора 8 повторяется с периодом Т (фиг.2 г).На второй вход синхронного детектора 8 пос гупает -игнал типа меандр (фиг,2 а), т:.и самьм входной сигнал преобразуе гол на выходе синхс:нного детектора в сигнал вида11 = к(Т - Т)где 1 - коэффициент передачи радиометра, определяемый в процес" се калибровки,Затем этот сигнал усиливается усилителем 9 и ро.-истрируе "ся в блоке10 регистрации (фиг:2 д).В течение времени от С, дорадиометром производится измерение излучения от исследуемого объекта на основе модуляционного приема, при котором в качестве эталонного источника используется отражатель 2, выполненный иэ радиопоглощающего материала. В указанный промежуток времени сигнал управления на выходе эле мента И 17 блока 13 управления отсутствует (фиг 2 б) и сигнал Т, от генератора 20 шума через коммутатор 19 поступает на вход согласованной нагрузки 21, где поглощается. 15 40 Ц=МТ + т- Т) = кт,. 50 Даннйй сигнал через усилитель Ф постоянного тока поступает на блок 10 регистрации и является калибровочным сигналом, величину которого можВ период времени от 1 до С нам управляющий вход вращателя 4 поляризации поступает сигнал управления (фиг.2 в). В указаиный промежуток вре 20 мени длительность импульса на выходе элемента ИЛИ 18 блока 13 управления равна 1- Си определяется длительностью гипульса генератора 16 импульсов (фиг.2 е), При этом облуча телем 3 принимается сигнал с вертикальной поляризацией вектора Е, равный Т,г. В период времени от С доо+ Т 2 данный сигнал проходит через все элементы радиометра аналогично 30 периоду времени от Т, до 1, + Т/2 и поступает на информационный вход синхронного детектора 8, сигнал Т, с выхода генератора 20 шума через коммутатор 19 поступает на вход согла 35 сованной нагрузки 21. В пеуиод времени от С + Т 2 до й+ Т на управляющий вход коммутатора 19 приходит сигнал управления, и сигнал Т с выхода генератора 20 шума через коммутатор 19, первый аттенюатор 11, направленный ответвитель 5 поступает на смеситель б и после преобразования иВ усиления подается вместе с сигналом Т на синхронный детектор 8 (фиг.2 г), 45 на выходе которого присутствует сигнал (фиг,2 д), определяемый выраже- нием но определить, например, с помощьюэталонного источника.Формула изобретения1. Модуляционный радиометр, содержащий антенну, состоящую из отражателя антенны и излучателя, направленный ответвитель, первый аттенюатор, выход которого соединен с первым входом направленного ответвителя, последовательно соединенные смеси- тель, усилитель промежуточной частоты, синхронный детектор, усилитель постоянного тока и блок регистрации, последовательно соединенные гетер- дин и второй аттенюатор, выход которого.,соединен с первым входом смесителя, второй вход которого соединен. с выходом направленного ответвителя, генератор шума и коммутатор, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений радиояркостных температур, введены вращатель поляризации, согласованная нагрузка и блок управления, состоящий из последовательно соединенных задающего генератора, формирователя синхроимпульсов, генератора импульсов и.элемента И, а также элемента ИЛИ, вторые входы элементов И и ИЛИ соединены с выходом задающего генератора, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом генератора импульсов, вход вращателя поляризации соединен с выходом облучателя, а выход - с вторым входом направленного ответвителя, управляющий вход коммутатора соединен с выходом элемента И блока управления, выход элемента ИЛИ которого соединен с управляющим входом вращателя поляризации, . а выход генератора импульсов - с вторым входом асинхронного детектора, ,первый выход коммутатора соединен с входом первого аттенюатора, а второй - с входом согласованной нагрузки.2. Радиометр по п,1, о т л и ч аю щ и.й с я тем, что отражатель антенны выполнен из радиопоглощающего материала С нанесенными на отражающую поверхность параллельнымй проводниками.1376049 г.2 Составитель В. Раковедактор Н.Бобкова Техред И.Ходанич Корректор М.Пожо Подписноемитета СССРоткрытийская наб д.4/ 4/46 Тираж 772 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 313035, Москва, Ж, Рауш