Радиометр

(54) РАДИОМЕТР (57) Изобретение от диолокации, а имен технике, предназна ния и исследования контрастных источн и может быть исполь мии, радиолокации родных ресурсов. повышение вероятн лоразмерных слабок ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Есепкина Н.АКорольков Дский Ю.Н, Радиотелескопы и раМ.: Наука, 1973, с, 357,Краус Д,Д. Радиоастрономветское радио, 1973, с, 174,носится к пассивнои рано к радиометрической ченной для обнаружемалоразмерных слабо- иков шумового сигнала, зовано в радиоастронои при исследовании прИЦель изобретения . - ости обнаружения маонтрастных источников 1 й 29/08, ( 0113/9 шумового излучения. Для этого суммарноразностный блок 1 радиометра выполнен в виде последовательно соединенных волноводного излучателя 6, преобразователя 7 типов волн и поляризатора 8, причем преобразователь 7 выполнен в виде металлической перегородки, жестко установленной в диаметральной плоскости круглого волновода вплотную к его стенкам и скошенной симметрично относительно продольной оси круглого волновода со стороны его открытого конца и несимметрично с противоположной стороны. При этом поляризатор 8 имеет возможность вращения вокруг продольной оси волновода плоскости поляризации относительно плоскости металлической перегородки. Достоинством радиометра является отсутствие технологических трудностей для изготовления суммарно-разностного блока в миллиметровом диапазоне длин волн, что позволяет расширить область применения устройства в область коротких длин волн. 4 з,п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к пассивной радиолокации, а именно к радиометрической технике, предназначенной для обнаружения и исследования малоразмерных слабо- контрастных источников излучения, и может быть использовано в радиоастрономии, радиолокации и при исследовании природных ресурсов Земли,Цель изобретения - повышение вероятности обнаружения малоразмерных слабо- контрастных источников шумового:излучения.На фиг. 1 представлена структурная схема радиометра; на фиг. 2 и 3 - преобразователи типов волн; на фиг, 4 - генератор опорного напряжения.Радиометр содержит (фиг. 1) суммарноразностный блок 1, приемник 2, синхронный детектор. Зблок 4 низкочастотной фильтрации и регистрации и генератор 5 опорного напряжения,. Суммарно-.разностн ы й блок содержит волноводный излучатель 6, преобразователь 7 типов волн и.линейный поляризатор 8.,Прео,бр.а.зователь типов волн (фиг. 2 и 3) содержит. отрезок. круглого волновода.9 и металлическую перегородку 10,Лийейный поляризатор 8 (фиг. 1) содержит вращатель 11 поляризации с полуволновой пластинкой и переход с круглого волновода на прямоугольный 12,Генератор 5 опорного напряжения (фиг, 4) содержит непрозрачный вращающийся диск 13, две пары щелей 14 и 15, выполненные в диске 13 на равном расстоянии от его центра, излучающий 16 и приемный 17 диоды, расположенные на одной оси по разные стороны диска 13, на этом же расстоянии от его центра, и формирователь 18 опорного сигнала.Радиометр работает следующим образом.Плоская волна, падающая под углом Я на вход суммарно-разностного блока 1, образован ного ли ней н ым поля ризатором.8, преобразователем 7 типов волн и волноводным излучателем б, возбуждает в нем сверх- высокочастотный (СВЧ) сигнал, мощность которого пропорциональна эффективной площади волноводного излучателя б в направлении Й, зависящем от ориентации р поляризации излучения на выходе вращателя 11 поляризации относительно плоскости симметрии уг преобразователя 7, При этом- А Й соз 2 р+ ддР й) Р й)зп 2 р,Дгде Аа, Ап - максимальные значения эффективных площадей;А( Й, р) - эффективная площадь излучателя суммарно-оазностного блока;Аг (й), А д(й) - эффективные площадиизлучателя 6 для суммарной и разностнойволн в его апертуре соответственно;Р(б), Ед(Й) - суммарная и разностнаядиаграммы Йаправленности по полю излучателя 6,При непрерывном вращении плоскостиполяризации поляризатора 8 относительноплоскости симметрии уг преобразователя 7с угловой частотой в(т,ер = сот, где т -время) сигнал на выходе приемника 2, осуществляющего фильтрацию, усиление иквадратичное детекти рован ие, оказываетсяпромодулированным на второй гармоникечастоты вращения, причем косинусная составляющая пропорциональна разности эффективных площадейА .,( Й)=А ( Й) - А д( Й),С выхода приемника 2 продетектированный сигнал поступает на сигнальныйвход синхронного детектора 3, на опорныйвход которого подается опорное напряжение, синфазное с Сов 2 в т. В результате навыходе блока 4 регистрируется диаграмманаправленности мощности радиометра,пропорциональная А ( Й ), интеграл покоторой по небесной сфере равен нулю, Такая диаграмма имеет положительный главный лепесток и отрицательный первый40 боковой и обеспечивает пространственнуюфильтрацию малоразмерного источника отпротяженного фона,Когда преобразователь 7 выполнен пофиг. 2, суммарной волной является волна45 Н 11, поляризованная перпендикулярно перегородке 10 и проходящая через преобра. зователь 7 без изменений. Разностнойволной является волна Е 01, которая преобразуется на симметричном скосе перегородки 10 в две протвофазные волны Н 1 опол,круглых одноволновых волноводов, образованных волноводом 9 и перегородкой10, а две противофазные волны трансформируются на несимме"ричном скосе перегородки 10 в вогну Н 11, параллельнуюперегородке. При этом суммарная диаграмма направленности по мощности излучателя б осесимметрична и имеет максимумвдоль оси, а разностнаяосесимметричнаи имеет нуль вдоль оси,1742747 55 В случае, когда преобразователь 7 выполнен по фиг. 3, суммарной волной является волна Ни, поляризованная перпендикулярно перегородке 10, а разностной - волна Нг 1. При этом разностная диаграмма направленности по мощности имеет четыре лепестка, смещенные относительно оси, и нули в плоскостях ут и хя.При вращении преобразователя 7 типов волн вращается диск 13 генератора 5 опорного напряжения. При прохождении щелей 14 и 15 диска 13 между приемным 17 и излучающим 16 диодами в приемном диоде 17 вырабатываются импульсы, которые поступают на формирователь 18 опорного напряжения, По первому импульсу формируется фронт опорного сигнала (меандра), по второму - срез опорного сигнала и т.д. Таким образом, формируется опорное напряжение с частотой 2 в,Формула изобретения 1. Радиометр, содержащий последовательно соединенные суммарно-разностный блок, приемник, синхронный детектор и блок низкочастотной фильтрации и регистрации, а также генератор опорного напряжения, подключенный выходом к второму входу синхронного детектора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения вероятности обнаружения малоразмерных слабоконтрастных источников шумового излучения, суммарно-разностный блок выполнен в виде последовательно соединенных волноводного излучателя, преобразователя типов волн и линейного поляризатора, при этом волноводный излучатель выполнен в виде отрезка волновода с открытым концом, преобразователь типов волн выполнен в виде преобразователя синфазнойи противофазной волн в дсе ортогональные линейно-поляризованные волны, симметричного относительно главной плоскости поляризации одной голны и несимметричного относительно главной плоскости поляризации другой волны, а линейный поляризатор связан с преобразователем типов волн с возможностью взаимного вращения плоскости поляризации линейного поляризатора и плоскости симметрии преобразователя типов волн вокруг линии пе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ресечения главных плоскостей ортогональныхлинейно-поляризованных волн на выходе преобразователя типов волн, причем генератор опорного напряжения связан с элементом, обеспечивающим вращение плоскости поляризации так, что период опорного напряжения равен периоду изменения плоскости поляризации, причем моменты максимального изменения опорного напряжения совпадают с моментами совмещения плоскости поляризации сигнала и диагональных плоскостей преобразователя типов волн.2, Радиометр по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что преобразователь типов волн выполнен в виде отрезка круглого волновода с металлической перегородкой, жестко установленной в его диаметральной плоскости вплотную к его стенкам и скошенной симметрично относительно продольной оси круглого волновода со стороны излучателя и несимметрично с противоположной стороны,3, Радиометр по пп.1 и 2, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что отрезок круглого волновода в области симметричного скоса выполнен двухмодовым, а углы симметричного скоса металлической перегородки, примыкающие к стенкам круглого волновода, выполнены тупыми,4, Радиометр по пп,1 и 2, о т л и ч а .- щ и й с я тем, что отрезок круглого волновода в области симметричного скоса выполнен трехмодовым, а углы симметричного скоса металлической перегородки, примыкающие к стенкам круглого волновода, выполнены острыми.5. Радиометр по пп.1 - 4, о тл и ч а ющ и й с я тем, что генератор опорного напряжения содержит формирователь опорного сигнала и непрозрачный диск, соединенный с круглым волноводом, при этом в диске выполнены и пар щелей, расположенных на равных угловых расстояниях друг от друга и на равном расстоянии от его центра, а по разные стороны от плоскости диска на одной оси на том же расстоянии от оси вращения диска размещены излучающий и приемный диоды, причем последний соединен с формирователем опорного сигнала.