Двухчастотный модуляционный радиометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 6 01 й 27/2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Тезисы докладов ХЧ Всесоюзной конференции Радиоастрономическая аппаратура, антенны и методы, 28 - 30 октября1982, Ереван, с. 88 - 89.(54) ДВУХЧАСТОТНЫЙ МОДУЛЯЦИОННЫЙЙ РАДИОМ ЕТР(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляспектральных исследований в области радиоастрономии и измерений мощности слабого радиоизлучения шумового характера. 50 , 1693567 А 1 Цель изобретения - увеличение чувствительности радиометра. Для этого разделение приемных каналов осуществляется с помощью фаэовой модуляции в тракте гете- родина, что существенно уменьшает потери принимаемого сигнала во входном тракте радиометра исоответственно, 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.Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в радиоастрономии при спектральных исследованиях, теплолОкации и изм 8 риталькОЙ техник 8,Целью изобретения является повышение точности измерения за счет разделения приемных каналов с помощью фазовой модуляции в тракте гетеродина, что существенно уменьшает потери принимаемого сигнала во входном тракте радиометра и, соответственно, увеличивает чувствительность, кроме того, чувствительность радио- метра увеличивается также за счет сохранекия симметричности модуляции и демодуляции во время независимого приема сигналов как Основногс, так и зеркального каналов.На фиг. 1 представлена блок-схема радиометра; на фиг. 2 - временные диаграммы,Двухчастотный модуляционный радио- метр содержит антенну 1 направленный ответвитель (НО) 2, к первому входу которого подключена антенна 1, генератор 3 шума (ГВ), выход которого соединен с вторым входом НО 2, первый амплитудный модулятор (АМ 1) 4, вход которого соединен с выходом НО 2, первый циркулятар (Ц 1) 5, первое плечо которого подключено к выходу АМ 14, а к третьему плечу подключена первая согласованная нагрузка (СН) 6, синфазнопротивофазный ответэитель (СПО) 7, синфазкый вход котороо псдключен ко второму плечу Ц 1 5, а к противофазкому входу подключен короткозамыкатель (КЗ) 8, смеситель (СМ 1) 9 и второй смеситаль СМ 2 10, первые входы которых соединены с первым и вторым выходами СПО 7. квадратурный ответвитель (КО) 11, третье и че гвертое плечи которого подключены ко вторым входам СМ 9 и СМ 210 соответственно, второй циркулятор (Ц 2) 12 и третий циркулятор (Цз) 13, вторые плечи которых подключены к первому и второму плечам КО 11 соответственно, вторая согласованная нагрузка (СН 2) 14 и третья согласованная нагрузка (СНЗ) 15, выходы ксторых подключены к третьим плечам Ц 2 12 и Цз 13 соответственно, второй амплитудный модулятор (АМ 2) 16, выход которого пОдключен к первому пГечу Цз3 четвертый циркулятор (Ц 4) 17, к второму плечу которого подключен вход АМ 2 16, а третье плечо подключено к первому плечу Цз 12, гетеродин (Г) 18, выход которого подключен к первому плечу Ц 4 17, последовательно . соединенные усилитель промежуточной частоты (УПЧ) ".9, квадратичный детектор (КД) 20 и усилитель низкой частоты (УНЧ) 21, квадратурный сумматор (КС) 22, первое и второе плачи которого со 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 единены с выходами СМ 9 и СМ 2 10 соответственно, третье плечо соединено с входом УГ 1 Ч 19, з к четвертому плечу подключена четвертая согласованная нагрузка (СН 4) 23, последовательно соединекные первый синхронный детектор (СД 1) 24, первый интагратор (И 1) 25 и регистрирующий блок (РБ ) 26, пос:,адоватально соединенные второй синхронный детектор СД 2 27, второй интегратор И 2 28 и регистрирующий блок РБ 2 29, первый двухпозиционный переключатель (ДП) 30 вход которого сое динен с выходом усилителя 21 низкой частоты (УНЧ), з первый выход соединен со входом СД 124, аналоговый кл,оч (К) 31, вход которого соединен с выходом ДП30, а первый и втсрой выходы соединены с входами СД 124 и СД 2 27 соответственно, генератор 32 опорного напряжения ГОН), первый выход которого соединен с управляющими входами СД 1 24 и СДз 27, а второй выход соединен с управляющим входом К 31, второй двухпозиционный переключатель ДП 2 33, вход которого соединен с первым выходом ГОН 3;, а парвь 1 й выход соединен с управляющим входом АМ 14, третий двухпоэиционный переключатель ДПз 34, первый вход котг рс га соединен с вторым выходом ГОН 32, втооой вход соединен с вторым выходом ДП 2 33, з выход соединен с управляющим вхс,ом АМ 2 16.Двухчастотный модуляциоккьй радио- метр работает следующим образом.Управляющий сигнал с первого выхода ГОН 32 (фиг. 2 а), проходя через ДГ 2 33, поступает кз управляющий вход АМ 14. При низком уровне этого сигнала АМ4 Открь- вается и пропускает сигнал антенны. При высоком уровне упрзвлгкощаго сигкзла АМ 1 4 закрывается и Отражает сигнал антенного эквивалента, функцию которого выполняет СН 16, Рззвязывающий циркулятор Ц 15 служит для Ослабления пзрэзиткого модуляционного сигнала, СПВ 7 с К 38 на противофзэном плече, СЬ 9, СМ 2 10, КО 1", КС 22 и Г 18 образуют преобразователь частоты с фззовым подавлением зеркалкого канала, Управляющий сигнал с второго выхода ГОН 32, частота которого в и ргэ ниже, чем часто; з сигнала парного выхода ГОН 32, проходя ч 8 раз ДПЗ 34, поступает ка упрдвляющий вход АМ 2 16, При низком уровне этого сигнала АМ 2 16 Открывается, з сигнал Г 18, проходя чараэ циркуляторы Ц 4 17 и Цз 13, поступает ка четвертое плечо КО 11. При этом ка третьем плача КС 22 появляется сигнал основного канала, При высоком уровне управляющего сигнала АМ 2 16 закрывается, сигнал Г 18, проходя через циркуляторы Ц 4 17 и Ц 2 12, поступает ка третьеплечо 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 ДП 130, поступают на вход К 31. Последний работает синхронно с АМ 2 10, поэтому сигналы основного и зеркального каналов разделяются на его выходах и поступают на входы СД;24 и СД 2 27 соответственно. Так как СД 1 24 и СД 2 27 работают синхронно с АМ 14, 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 ДП 2 33 и ДПз 34, поступает на управляющий входАМ 216, а вАМ 14 модуляция прекращается, Промодулированный с помощью АМ 2 16 сигнал с выхода УНЧ 21, проходя через ДП 1 30, поступает только на вход СД 1 24, который уже работает синхронно с АМ 2 16, в результате чего на выходе СД 1 24 появляется сигнал, соответствующий разности сигналов основного и эеркальнога каналов,НО 2 и ГШ 3 служат для калибровки радиометра, И 1 25 и И 2 23 представляют собой интегрирующие ЯС-цепочки.В качестве РБ 126 и РБг 29 служат самопишущие приборы УСП 4.АМ 1 4 и АМ 2 16 реализованы на основа отражающих р-и переключателей,Преимущества предлагаемого устройства заключаются в более высокой чувствительности двухчастатнаго модуляционного радио метра. 10 15 20 25 30 л . а 40 45 50 55 Формула изобретения Двухчастотный модуляционный радио- метр, 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 смеси- тель, 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 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 ющ и й с я тем, чта, с целью увеличения чувствительности радиометра, в него введены синфазно-противофазный ответвитель с кароткозамыкателем 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 квадратурнаго ответвителя падключечы к вторым входам первого и второго смесителей соответственна, а пеавае и второе плечи подключены к вторым плечам второго и третьего циркулятарав соответственно, выходы второй и третьей согласованных нагрузок подключены . третьим плечам второго и третьего циркул .торов саатве;ственно, тоетье плечо четвертага циркулятара "аединена с первым плечам второго циркулятара, к первому плечу подключен выход гетерадина, а второе плечо соединено с входом вто-. рого амплитуднага модулятора, выход которого подключен к первому плечу третьего циркулятара, первое и второе плечи квадратурнага сумматора прамежутацнай 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 квадратурнага сумматора промежуточной частоты, вход первого двух- позиционного переключателя соединен с выходом усилителя низкой частоты, а первый выход соединен с входом первого синхронного детектора, вход аналогового ключа соединен с вторым выходом первого двухпозиционнога переключателя, упр- вляющий вход соединен с вторым выходам генератора опорного напряжения, а первый и второй выходы соединены с входами первого и второго синхронных детекторов соответственна, вход второго двухпозицианнага переключателя соединен с первым выходом генератора опорного напряжения, а первый выход соединен с управляющим входом1693567 Составитель Н. МихалевТехред М.Моргентал Корректор С, Вевкун Редактор М. Бланар Заказ 4677 Тираж Подписное ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 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 ра 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.