Нвч-радіометрична система радіобачення з фіксованим полем спостереження

НВЧ-радіометрична система радіобачення з фіксованим полем спостереження, що містить послідовно з'єднані скануючу антену і фільтр, послідовно з'єднані змішувач і підсилювач проміжної частоти, а також M каналів обробки (M ³ 1), кожний з яких містить квадратичний детектор і фільтр низьких частот, яка відрізняється тим, що в неї додатково введені підсилювач високих частот, блок гетеродинів, блок M - канального частотного роздільника, M - канальний аналого-цифровий перетворювач, блок еталонів випромінювання, блок керування антеною, блок керування каналами обробки, обчислювач і пристрій візуалізації, а також підсилювач постійного струму, введений у кожний з M каналів обробки, при цьому підсилювач високих частот включений між виходом антени і входом змішувача, ви хід блока гетеродинів підключений до другого входу змішувача, вхід блока M - канального частотного роздільника підключений до виходу підсилювача проміжних частот, а M його виходів підключені, відповідно, до входів M C2 2 71006 1 3 71006 4 радіояскравою температурою Тя. У багатьох випашвидкісних параметрів пристрою керування антедках дані про просторові розподіли радіояскравої ною радіометричної системи; температури для досліджуваних об'єктів найбільш - у випадку, коли задається висока точність зручно представляти у ви гляді двовимірних радіовідновлення радіотеплового рельєфу по полю теплових зображень, при цьому дві координати спостереження, - значний часовий інтервал, який зображення відповідають просторовим координапотребується на формування зображення. там поля спостереження, а яскравість або колірНедоліками систем із приймальними матриний відтінок одиничного елемента зображення цями в НВЧ діапазоні є складність розміщення у характеризують інтенсивність радіотеплового вифокальній площині антени великого числа випропромінювання у встановленій шкалі радіояскравих мінювачів (вимірювальних каналів) при фізично температур. Притому чим вище радіометрична обмежених розмірах одиничного випромінювача, точність і просторова роздільна здатність радіомепроблематичність побудови приймальних матриць тричної системи при формуванні радіотеплових із променями, які перекриваються у просторі, при зображень, іншими словами, чим вище точність реалізації антен з високою спрямованістю, а також відтворення просторових неоднорідностей (рельвисока загальна вартість систем, пов'язана зі зроєфу) вимірюваних радіотеплових полів, тим з бістанням числа прийомних каналів; при цьому кожльшою ефективністю одержувані радіотеплові зоний з каналів повинний містити повний набір елебраження можуть бути використані для вирішення ментів властивих надвисокочастотному приймачу різноманітних прикладних задач. До таких задач радіотеплового випромінювання. можуть бути віднесені задачі неконтактної медичЗ відомих скануючих радіометрів найбільш ної термометричної діагностики запальних процеблизьким по технічній сутності (прототипом) є скасів при різних захворюваннях (на поверхні тіла й у нуючий радіометр [2], що містить послідовно з'єдпідшкірному шарі біологічних тканин, або під менані скануючу антену і фільтр, послідовно з'єднані дичними пов'язками чи шарами гіпсу), а також зазмішувач і підсилювач проміжної частоти, Μ канадачі неконтактного виявлення сторонніх об'єктів лів обробки (М³1), кожний з який містить квадраметалевого і неметалевого походження розміщетичний детектор і фільтр низької частоти, гетероних на тілі людини і схованих під його одягом, дин, вихід якого приєднаний до другого входу такі спостереження можуть проводитися в інтерезмішувача, а крім цього містить циркулятор, керосах о хоронних та митних служб. При вирішенні ване джерело живлення, генератор шуму, регузазначених задач НВЧ-радіометричні методи мальований атенюатор, перемикач, погоджене навають істотні достоїнства, які обумовлені здатністю нтаження, керований фазоінвертор, генератор електромагнітних хвиль цього діапазону проникати опорної напруги, блок керування, комутатор, а в біологічні тканини без істотного послаблення в також встановлені в кожному з Μ каналів обробки шкірному покриві й у проміжних шарах тканинних смуговий фільтр, регульований дільник напруги, матеріалів (одягу, медичних пов'язок). При цьому синхронний детектор, інтегратор, підсилювач поодержання інформації можливо на основі аналізу стійного струму, блок вибрання-збереження, ключ, неоднорідностей радіотеплових зображень і виявінтегратор і граничний блок. лення ділянок тіла людини з істотно відмінними Позитивними якостями цього радіометра є фізико-хімічними властивостями, що характеризуможливість формування багатопроменевої діагються ефективною температурою випромінюванрами спрямованості з Μ променями (М³1), що в ня. У зв'язку з викладеними вище обставинами, M раз підвищує чутливість через зростання в Μ задачі формування радіотеплових зображень стараз часу спостереження одиничного елемента тичних об'єктів при обмеженому полі спостерезображення. Режим незалежної стабілізації коефіження і високих показниках по радіометричному і цієнтів передачі для каналів радіометра дозволяє просторовому дозволу є актуальними. забезпечити довгострокову стабільність параметДля НВЧ-радіометричних систем відомий ряд рів приймально-підсилювального тракту, що спритехнічних рішень (див. наприклад, [1]), для яких яє формуванню радіотеплових зображень при непри формуванні зображень задане поле спостезмінній шкалі інтенсивності. Синхронне реження періодично проглядається: формування в полі цих зображень градаційної - або одиночним голчастим променем діагракаліброваної шкали полегшує наступну "прив'язку" ми спрямованості приймальної антени (ДСА) при її даних до шкали температур. керуванні по двох просторових координатах Однак відомому радіометру властиві і деякі (скануванні); недоліки. - або за допомогою багатопроменевої ДСА Першим недоліком прототипу є його побудова формованої за допомогою матриці приймачів, яка на основі модуляційної схеми, що не дозволяє утворює набір променів розміщених у фокальній досягти більш високих показників за флуктуаційплощині приймальної лінзової антени. ною чутливістю реалізованих для інших схем раНедоліками схеми формування зображень з діометрів, наприклад, схеми «повної потужності» з одиночним променем ДСА є: періодичним калібруванням [3]. Наявність переми- у випадку, коли обмежується час, що придікача (модулятора) у вхідному НВЧ-тракті додатколяється на формування повного зображення, во збільшує активні втрати сигналу і погіршує, тим недостатня тривалість спостереження одиничного самим, досяжний рівень по флуктуаційній чутлиелемента зображення і пов'язані з цим потенційно вості. Для прототипу необхідність застосування низькі досяжні значення для флуктуаційної чутлимодуляційного принципу обробки сигналів обумовості і точності відтворення радіотеплових контравлена, серед інших причин, і використовуваним стів; жорсткі вимоги, які виставляються до 5 71006 6 способом калібрування за сигналом високотемпеПоставлена технічна задача реалізується за ратурного шумового джерела, при якому за рахурахунок того, що в НВЧ-радіометричну систему нок зміни фази генератора опорної напруги відгук радіобачення з фіксованим полем спостереження, радіометра на калібрований сигнал має протилежщо містить послідовно з'єднані скануючу антену і ну полярність у порівнянні з відгуком на прийняте фільтр, послідовно з'єднані змішувач і підсилювач зовнішнє випромінювання. Зазначений спосіб капроміжної частоти, а також Μ каналів обробки лібрування дозволяє зменшити динамічний діапа(М³1), кожний з який містить квадратичний детекзон низькочастотного тракту приймача при викотор і фільтр низьких частот, уведений підсилювач ристанні високотемпературного еталона, а також високих частот, блок гетеродинів, блок Мзабезпечити створення градаційної яскравої каліканального частотного роздільника, М-канальний брувальної шкали у формованих радіотеплових аналого-цифровий перетворювач, блок еталонів зображеннях, однак таке не реалізуємо в радіомевипромінювання, блок керування антеною, блок тричних системах, що використовують немодулякерування каналами обробки, обчислювач і приційні принципи обробки сигналів. У зв'язку з цим, стрій візуалізації, а також підсилювач постійного для прототипу перехід до схем з потенційно більш струму, який введений у кожний з Μ каналів обровисокою чутливістю пов'язаний зі зміною і способу бки, при цьому підсилювач високих частот вклюкалібрування. Ці особливості стримують підвичений між виходом фільтра і входом змішувача, щення чутливості радіометричної системи. вихід блока гетеродинів підключений до другого Іншим недоліком прототипу є застосована входу змішувача, вхід блока М-канального частотсхема частотного розподілу робочої смуги частот ного роздільника підключений до виходу підсилюна окремі канали, що не дозволяє формувати кавача проміжних частот, а М його виходів підклюнали з частотними смугами, які частково перекричені, відповідно, до входів Μ квадратичних ваються (тобто з променями антени, які частково детекторів у Μ каналах обробки, у кожнім з Μ каперекриваються в просторі) через неможливість, у налів обробки квадратичний детектор, фільтр ницьому випадку, забезпечити одночасно високочасзьких частот і підсилювач постійного струму вклютотне узгодження тракту проміжної частоти для чені послідовно, при цьому Μ входів М-канального всіх каналів. При запропонованому способі скануаналого-цифрового перетворювача підключені, вання з дискретними положеннями променів ця відповідно, до виходів Μ підсилювачів постійного обставина не дозволяє реалізувати потенційний струму в Μ каналах обробки, перший вихід блока просторовий дозвіл антени, пов'язаний, як відомо, керування каналами обробки підключений до об'не тільки с шириною кожного з променів, але і з єднаних разом перших керуючих входів Μ підсинеобхідним кутовим кроком їхнього розміщення в лювачів постійного струму в Μ каналах обробки, секторі сканування. Зазначені фактори не дозводругий ви хід блока керування каналами обробки ляють повною мірою реалізувати властивості анпідключений до об'єднаних разом других керуючих тени як фільтра просторових частот, стримують входів Μ підсилювачів постійного струму в Μ каназбільшення розмірів антени з метою підвищення лах обробки, третій вихід блока керування канапросторового дозволу радіометричної системи і, лами обробки підключений до керуючого входу як наслідок цього, обумовлюють помилки відтвоблока гетеродинів, керуючі вхід і вихід скануючої рення досліджуваних радіотеплових полів за рахуантени підключені, відповідно, до виходу і входу нок менш детального виміру їхніх просторових блока керування антеною, перший і другий керуючі особливостей. Крім того, при значному числі Μ виходи блока керування антеною підключені, відсмугових фільтрів набудованих на різні частотні повідно, до керуючого входу М-канального аналопіддіапазони, їхня реалізація, при високих вимогах го-цифрового перетворювача і керуючого входу встановлених до параметрів фільтрів (прямокутобчислювача, причому порти послідовного інтерність амплітудно-частотних характеристик (АЧХ), фейсу обчислювача і блока еталонів випромінюнерівномірність АЧХ у смузі пропускання, узговання з'єднані між собою шиною послідовного індження тракту), стає нетривіальною технічною терфейса а порти паралельного інтерфейса задачею. обчислювача, М-канального аналого-цифрового Усі ці фактори утр удняють реалізацію НВЧперетворювача, блока керування антеною, блока радіометричної системи радіобачення з фіксовакерування каналами обробки і пристрою візуалізаним полем спостереження при необхідності операції з'єднані між собою шиною паралельного тивного відтворення радіотеплового рельєфу по інтерфейса. полю спостереження з високою точністю (тобто Скануюча антена багатопроменевого скануюодночасного досягнення високого просторової чого радіометра в цьому випадку може бути викороздільності, високої чутливості і малих часових нана на основі відомого технічного рішення (див., витрат на формування одиничного зображення). наприклад, [4]), і містить сфокусовану лінзу, плаВ основу винаходу покладена задача підвинарний діелектричний хвилевід, дифракційну рещення точності відтворення радіотеплового рельшітку у вигляді диска, розміщеного під діелектричєфу для фіксованого поля, спостереження, при ним хвилеводом і встановленого на вихідній осі одночасному досягненні високих чутливості і прособертання електромеханічного приводу, а також торової роздільності і малих витрат часу на форпараболічний рефлектор, рупорний випромінювачмування одиничного зображення, шляхом зниженперехід від планарного діелектричного хвилеводу ня ефективної шумової температури системи і до порожнього металевого хвилеводу і датчик пореалізації оптимізованої схеми частотного розположення диска, при цьому вихід рупорного випроділу робочої смуги частот на окремі канали. мінювача-переходу є ви ходом антени, а вхід електромеханічного привода і вихід датчика положення 7 71006 8 диска є, відповідно, керуючими входом і виходом крок розміщення елементів зображення, тобто антени. реалізувати потенційну просторову роздільТаке технічне рішення НВЧ-радіометричної ність антени і, тим самим, підвищити точність системи радіобачення дозволяє підвищити точвідтворення радіотеплового рельєфу по полю ність відтворення радіотеплового рельєфу по фікспостереження. сованому полю спостереження за рахунок реаліДля пояснення винаходу нижче приводиться зації наступних складових: конкретний приклад його виконання з посиланням 1. Реалізується схема багатоканальної скануна додані креслення. ючої радіометричної системи "повної потужності" з На фіг.1 зображена структурна електрична схема НВЧ-радіометричної системи радіобачення Μ каналами (М³1) і незалежним калібруванням з фіксованим полем спостереження. кожного з каналів на інтервалі циклу сканування На фіг.2 зображена структурна схема сканую[3], у результаті, за інших рівних умов, приблизно в 2 рази, у порівнянні з модуляційною схемою вимічої антени. На фіг.3 зображена структурна електрична рів, збільшується час спостереження (накопичусхемаблока гетеродинів. вання сигналу) для кожного з елементів зобраНа фіг.4 зображена структурна електрична ження. При досить високій частоті калібрування схемаблока М-канального частотного роздільника. (більш ніж 1Гц) досягається усунення найбільш інтенсивних низькочастотних складових у спектрі На фіг.5 зображена структурна електрична схема аналого-цифрового перетворювача. шумів системи, у зв'язку з чим реалізована потенНа фіг.6 зображена структурна електрична ційна чутливість для радіометричного приймача схема блока еталонів випромінювання. "повної потужності" і чутливість системи додатково На фіг.7 зображена структурна електрична збільшується приблизно в 2 разів. Усунення з схема блока керування каналами обробки. вхідного тракту радіометра НВЧ модулятора, який На фіг.8 зображена схема частотних перетвозадає втрат, також призводить до підвищення чутрень при роботі НВЧ-радіометричної системи раливості. Зазначене підвищення чутливості призводіобачення з фіксованим полем спостереження. дить до підвищення точності відтворення радіотеНа фіг.9 зображена схема огляду простору плового рельєфу по полю спостереження. для НВЧ-радіометричної системи радіобачення з 2. Реалізується паралельно-послідовна схема фіксованим полем спостереження. огляду фіксованого поля спостереження при неНа фіг.10 представлений алгоритм робозмінній орієнтації апертури прийомної антени. При ти багатоканального аналого-цифрового перецьому у скануючої антени одночасно формується творювача. Μ незалежних променів діаграми спрямованості в На фіг.11 представлений алгоритм роботи площині, яка є ортогональною площині скануванблока керування антеною. ня. Повне зображення формується з N поперечних На фіг.12 представлений алгоритм роботи (або подовжніх) фрагментів (Ν³1), кожний з який обчислювача. складається з Μ незалежних рядків (стовпців). На фіг.13 представлений алгоритм роботи Загальне число рядків (стовпців) у зображенні добагатоканального цифрового вимірника темперівнює Μ´Ν, при цьому при формуванні одиничноратури. го зображення просторовий зсув гр упи з Μ промеНВЧ-радіометрична система радіобачення з нів від одного фрагмента до іншого здійснюється фіксованим полем спостереження (див. фіг.1) місбез яких-небудь непродуктивних витрат часу за тить скануючу антену 1, фільтр 2, підсилювач вирахунок зміни піддіапазону робочих частот для соких частот 3, змішувач 4, підсилювач проміжних прийнятих радіотеплових сигналів (при числі таких частот 5, блок гетеродинів 6, блок М-канального піддіапазонів рівному Ν). За рахунок цього зменчастотного роздільника 7, Μ каналів обробки 8-m шуються нераціональні витрати часу при форму(1£m£М), кожний з який містить послідовно з'єднаванні одиничного зображення і, як наслідок, підні квадратичний детектор 9-m, фільтр низьких часвищуються флуктуаційна чутливість і точність тот 10-m і підсилювач постійного струму 11-m, а відтворення радіотеплового рельєфу по полю також М-канальний аналого-цифровий перетворюспостереження. вач 12, обчислювач 13, блок еталонів випроміню3. Реалізується оперативне циклічне зовнішнє вання 14, блок керування антеною 15, блок керукалібрування системи одночасно і незалежно для вання каналами обробки 16 і пристрій візуалізації Μ її каналів, що охоплює всю систему включаючи 17, при цьому скануюча антена 1, фільтр 2, підсиантену. За рахунок використання розподілених лювач високих частот 3, змішувач 4, підсилювач каліброваних еталонів випромінювання розміщепроміжних частот 5 і блок М-канального частотноних у площині поля спостереження забезпечується го роздільника 7 включені послідовно, вихід блока ідентичний режим роботи радіометричної системи гетеродинів 6 підключений до другого входу зміна інтервалі калібрування і на інтервалі робочих шувача 4, Μ ви ходів блока М-канального частотновимірів (при формуванні зображень), унаслідок го роздільника 7 підключені, відповідно, до входів чого підвищується точність відтворення радіотепΜ квадратичних детекторів 9-m у Μ каналах обролового рельєфу по полю спостереження. бки 8-m, Μ входів М-канального аналого4. Схема частотного розподілу каналів дозвоцифрового перетворювача 12 підключені, відповіляє забезпечити перекриття частотних смуг сусіддно, до виходів Μ підсилювачів постійного струму ніх каналів при збереженні високочастотного узго11-m у Μ каналах обробки 8-m, перший вихід блодження в тракті проміжної частоти, що ка керування каналами обробки 16 підключений до дозволяє реалізувати необхідний просторовий об'єднаних разом перших керуючих входів Μ 9 71006 10 підсилювачів постійного струму 11-m у Μ каналах керованого НВЧ-атенюатора, наприклад, на основі обробки 8-m, другий вихід блока керування канаp-i-n діода, а крім цього керуючий перетворювач лами обробки 16 підключений до об'єднаних разом 29-n, вихід якого підключений до керуючого входу други х керуючи х входів Μ підсилювачів постійного вимикача 28-n, при цьому виходи N генераторних струму 11-m у Μ каналах обробки 8-m, третій вихід каналів 26-n підключені до N входів пристрою доблока керування каналами обробки 16 підключедавання сигналів 25, вихід якого є виходом блока ний до керуючого входу блока гетеродинів 7, кегетеродинів 6, а набір з N ліній керування підклюруючі вхід і вихід скануючої антени 1 підключені, чених, відповідно, до N входів перетворювачів 29відповідно, до виходу і входу блока керування анn, є керуючим входом блока, гетеродинів 6. теною 15, перший і другий керуючі виходи блока Блок М-канального частотного роздільника 7 керування антеною 15 підключені, відповідно, до призначений для поділу робочої смуги частот керуючого входу М-канального аналого-цифрового НВЧ-радіометричної системи на Μ незалежних перетворювача 12 і керуючого входу обчислювача частотних смуг (каналів) при можливості забезпе13, при цьому порти послідовного інтерфейсу обчення часткового перекриття частотних смуг у різчислювача 13 і блока еталонів випромінювання 14 них каналів. Він може бути виконаний на основі з'єднані між собою шиною послідовного інтерфейрізних технічних рішень. Наприклад, він може бути су, а порти паралельного інтерфейсу обчислювача виконаний на основі двох наборів смугови х фільт13, М-канального аналого-цифрового перетворюрів при загальному числі фільтрів - М. У кожнім з вача 12, блока керування антеною 15, блока кенаборів входи фільтрів з'єднуються разом, утворування каналами обробки 16 і пристрою візуалірюючи вхід набору, смуги пропускання фільтрів у зації 17 з'єднані між собою шиною паралельного межах кожного з наборів не перекриваються, - у інтерфейсу. результаті забезпечується узгодження тракту у Скануюча антена 1 може бути виконана, навсьому діапазоні частот набору і формується часприклад, відповідно до [4]. У цьому випадку вона тотна характеристика у вигляді «гребінки». За рамістить (див. фіг.2) сфокусовану лінзу 18, планархунок підбору параметрів смугови х фільтрів у наний діелектричний хвилевід 19, параболічний реборах, частотні характеристики можуть флектор 20, випромінювач-перехід 21, дифракційзабезпечувати часткове взаємне перекриття часну решітку у вигляді профільованого металевого тотних см уг для пар фільтрів узяти х по одному з диска 22 розміщеного на валу електромеханічного першого і другого наборів. З метою забезпечення привода 23 і розташованого поблизу однієї з грарозв'язки між входами першого і другого наборів ней планарного діелектричного хвилеводу 19, а вони підключаються, відповідно, до першого і друтакож датчик положення диска 24. При цьому хвигого виходів дільника потужності на 2 (наприклад, леводний вихід випромінювача-перехода 21, вхід трійника чи моста), що забезпечує взаємну розв'яшини керування привода 23 і вихід датчика полозку між ланцюгами. Для такої схеми вхід дільника ження диска 24 є, відповідно, виходом, керуючим потужності буде входом М-канального блока часвходом і керуючим виходом скануючої антени 1. тотного роздільника 7, а виходи Μ смугових фільтФільтр 2 є широкосмуговим фільтром, чи комрів будуть його Μ виходами. Разом з тим, гнучкість бінацією надвисокочастотних фільтрів низьких і при настроюванні і більш високі параметри схеми високих частот; він забезпечує передачу сигналу з частотного розподілу можуть бути забезпечені на виходу антени на вхід підсилювача високих частот основі принципів частотного перетворення сигнау робочій смузі частот радіометричної системи, лів до нульової проміжної частоти. У цьому випадяка відповідає верхній (нижній) бічній смузі змішуку блок М-канального частотного роздільника 7 вача 4, і придушення сигналів в іншій - нижній може містити (див. фіг.4) М-канальний роздільник (верхній) бічній смузі змішувача 4. потужності 30, до Μ виходів якого підключені Μ Підсилювач високих частот 3 може бути викоканалів частотних перетворювачів 31-m, кожний з наний по будь-якій відомій схемі смугового НВЧякий складається з послідовно з'єднаних змішувапідсилювача з малим рівнем шумів, що забезпечує ча 32-m і смугового підсилювача 33-m, а також відсутність частотних перетворень спектральних блокa других ге теродинів 34, Μ виходів якого підскладових посилюваного сигналу, наприклад, на ключені до відповідних Μ други х входів змішувачів основі транзисторного підсилювача, невироджено32-m у каналах частотних перетворювачів 31-m. го параметричного підсилювача, лампи біжучої При цьому вхід М-канального роздільника потужхвилі і т.п. ності 30 і виходи Μ смугови х підсилювачів 33-m є, Змішувач 4 і підсилювач проміжних частот 5 відповідно, входом і Μ виходами блока Мможуть бути виконані по будь-якими відомими канального частотного роздільника 7. М-канальний схемами відповідних високочастотних елементів роздільник потужності 30 може бути виконаний по радіотехнічних систем. будь-якій відомій схемі. При M=2q (q=1,2,...), наБлок гетеродинів 6 може бути виконаний по приклад, q=3, M=8 він може бути виконаний за будь-якій відомій схемі, що забезпечує почергову відомою схемою рільників потужності на два, які керовану подачу на його вихід N гармонійних сигвключені каскадом, наприклад, у смужковому виконанні (див., наприклад, [5]). Змішувачі 32-m і налів (N³1, наприклад, N=4) з частотами f1r-n, що смугові підсилювачі 33-m можуть бути виконані по різняться. Наприклад, блок гетеродинів 6 може будь-яких відомих схемах відповідних високочасмістити (див. фіг.3) пристрій додавання сигналів 25 на основі розділювальних фільтрів і набір з N нетотних елементів. Блок других гетеродинів 34 може містити М незалежних генераторів гармонійних залежних генераторних каналів 26-n (1£n£Ν), кожколивань, виходи яких є ви ходами блока других ний з який містить послідовно з'єднані генератор гетеродинів 34. гармонійних коливань 27-n і вимикач 28-n у вигляді 11 71006 12 Квадратичні детектори 9-m і фільтри нижніх Як обчислювач 13 може використовуватися станчастот 10-m у каналах обробки 8-m можуть бути дартний процесорний набір міні-ЕОМ (наприклад, виконані по будь-яких відомих схемах відповідних ЕОМ класу IBM PC/AT), що складається, наприелементів. клад, з центрального процесора, математичного Підсилювачі постійного струму 11-m у каналах співпроцесора, ОЗП, контролера ОЗП, контролера обробки 8-m можуть бути виконані по будь-якій шини адреси/даних, контролера обміну даними з відомій схемі операційного підсилювача, що зазовнішніми пристроями, що забезпечує також робезпечує електронне керування як коефіцієнтом боту в режимі зовнішніх переривань і стандартні підсилення, так і зсувом робочої точки підсилювавиди обміну даними через паралельний і послідоча. Ці функції можуть бути реалізовані, наприклад, вний інтерфейси (див., наприклад, [9]). У своєму за рахунок установки на вході операційного підсискладі обчислювач 13 може також містити пристрої лювача електронних роздільників напруги (потенреєстрації даних на носіях інформації, наприклад, ціометрів) на польових транзисторах, або за рахумагнітних стрічках, дисках і т.п.; у мінімальному нок реалізації схеми перемножування сигналів і своєму складі пристрої реєстрації обчислювача 13 т.п. (див., наприклад, [6]). При цьому вхід, вихід, можуть складатися, наприклад, з дискових наковхід керування коефіцієнтом підсилення і вхід кепичувачів цифрови х даних з контролером, приєдрування зсувом робочої точки підсилювача 11 є, наним до внутрішньої системної шини обчислювавідповідно, його входом, виходом, першим і друча 13. При такій конфігурації обчислювача 13 гим керуючими входами. стандартні порти послідовного і паралельного інБагатоканальний аналого-цифровий перетвотерфейсів ЕОМ класу IBM PC/AT є, відповідно, рювач (АЦП) 12 являє собою пристрій, що забезпортами послідовного і паралельного інтерфейсів печує аналого-цифрове перетворення Μ вхідних обчислювача 13, а вхід зовнішнього переривання аналогових сигналів при зовнішнім керуванні кожобчислювача 13 є його керуючим входом. Алгоним циклом з Μ перетворень, а також керовану ритм роботи обчислювача 13 приведений на передачу/прийом даних за допомогою паралельфіг.12. ного інтерфейсу. Послідовність команд (програма Блок еталонів випромінювання 14 призначероботи) АЦП 12 може або постійно знаходиться в ний для формування в безпосередній близькості його внутрішньому постійному запам'ятовуючому від заданого поля спостереження двох джерел пристрої (ПЗП), або передаваться ззовні при його радіотеплового випромінювання з двома різними й початковій ініціації. Такий пристрій може бути виоцінюваними рівнями інтенсивності. При цьому конаний або на основі відповідного набору функціконфігурація джерел випромінювання повинна ональних елементів (мікросхем) (див., наприклад, забезпечувати в процесі сканування антени 1 при[7-8]) або на основі однокристалевої мікро-ЕОМ йом випромінювання від кожного з двох джерел у (ОБОМ) (див., наприклад, [9]), що володіє убудобудь-якому з поздовжніх перетинів поля спостереваними функціями керованого багатоканального ження колінеарним з напрямком сканування. Зааналого-цифрового перетворення, внутрішнім значені вимоги можна реалізувати, наприклад, ПЗП, внутрішнім (або розширюваним) оператив(див. фіг. 6) за допомогою двох еталонів випроміним запам'ятовуючим пристроєм (ОЗП), внутрінювання - розподілених НВЧ- поглинаючих наваншніми контролерами паралельного і послідовного тажень 47 і 48, що знаходяться при різних термоінтерфейсу і т.п.; такими властивостями володіє, динамічних температурах: навантаження 47, наприклад, ОБОМ серії MCS-96 фірми Intel. Спронаприклад, може перебувати при температурі нащена функціональна схема багатоканального вколишнього повітря, а навантаження 48 - нагріваАЦП, при його виконанні у вигляді ОБОМ, предтися або охолоджуватися за допомогою термосисставлена на фіг.5. Багатоканальний АЦП 12 містеми 49 до деякої відмінної від температури тить шину адреси/даних до якої підключені повітря температури. Лінійні розміри кожного з центральний процесор 35, контролер пам'яті 36, навантажень у площині поля спостереження повиПЗП 37, ОЗП 38, вн утрішній синхрогенератор 39, нні відповідати двом умовам: розмір навантаження контролер периферійних пристроїв 40, АЦП 41, уздовж координатної осі колінеарної з напрямком мультиплексор 42, контролер послідовного порту сканування повинний бути не меншим розміру 43, контролер паралельного порту 44, програмоелемента дозволу антени 1 по цій координаті в ваний таймер 45, контролер переривань 46. При площині поля спостереження, а розмір навантацьому Μ вхідних клем внутрішнього мультиплекження по ортогональній координаті повинний бути сора 42 ОБОМ цього типу є Μ входами багатокане меншим лінійного розміру поля спостереження нального АЦП 12, паралельний порт ОБОМ є попо цій координаті. У цьому випадку виконання виртом паралельного інтерфейсу АЦП 12, а вхід мог «оцінювання» рівнів випромінювання каліброзовнішнього переривання ОБОМ є керуючим вхованих навантажень 47 і 48 в одиницях шкали радом АЦП 12. Алгоритм роботи АЦП 12 представдіояскравих температур можна забезпечити за лений на фіг.10. рахунок виміру термодинамічних температур наОбчислювач 13 призначений для проведення вантажень за допомогою багатоканального електпрограмно заданих чисельних операцій з цифроронного термометра 50 і підключених до його R вими даними, а також для організації операцій входів R термодатчиків 51-r (наприклад, Rmin£r£R, обміну командами/даними з зовнішніми приRmin=2, R=8), розподілених по поверхні НВЧ поглистроями по зовнішніх шинах послідовного і наючих навантажень 47 і 48. При цьому входи паралельного інтерфейсів, через порти, відповідно, послідовного і паралельного інтерфейсів. 13 71006 14 термодатчиків 51-r живляться від опорного джеревиходами блока керування каналами обробки 16, ла 52, а порт послідовного інтерфейсу багатокаN виходів регістра 55 формують третій вихід блока нального електронного термометра 50 буде покерування 16, а паралельний порт логічного синртом послідовного інтерфейсу блокa еталонів хронізатора 56 є паралельним портом блока керувипромінювання 14. вання 16. Блок керування антеною 15 по своєму функціПристрій візуалізації 17 призначений для опеональному призначенню є програмованим цифроративної візуалізації радіотеплових зображень вим автоматом і призначений для керування елекформованих НВЧ-радіометричною системою в тричним приводом скануючої антени 1 і межах заданого поля спостереження, наприклад, у вироблення керуючих (синхронізуючих) сигналів. вигляді растрових півтонових зображень на екрані При виконанні приводу 23 антени 1, наприклад, на дисплея. У цьому випадку в якості пристрою візуаоснові крокового двигуна (КД), блок керування 15 лізації може бути використаний стандартний набір повинний забезпечувати формування імпульсних пристроїв для ЕОМ класу IBM PC/AT, що включає керуючих сигналів необхідного складу для фазопослідовно з'єднані відеоконтролер ЕОМ і електвих обмоток двигуна. При цьому він може бути ронно-променевий дисплей. При цьому порт паравиконаний як на основі набору електронних елелельного інтерфейсу відеоконтролера є портом ментів (мікросхем) (див., наприклад, [7,8]), так і на паралельного інтерфейсу пристрою візуалізації 17. основі однокристалевої мікро-ЕОМ, наприклад, Елементи скануючої антени - сфокусована лісерії MCS-96 фірми Intel. В останньому випадку, нза 18, діелектричний хвилевід 19, параболічний спрощена структурна схема блока керування анрефлектор 20, випромінювач-перехід 21, дифрактеною 15 відповідає структурній схемі багатоканаційна решітка 22 можуть бути виконані відповідно льного АЦП 12 (див. фіг.5), за винятком функцій до відомих технічних рішень (див., наприклад, [4]). багатоканального аналого-цифрового перетворюЕлектромеханічний привод антени 23 може вача (елементи 41 і 42 не використовуються). бути виконаний на основі будь-яких технічних ріОскільки ОБОМ серії MCS-96 мають кілька незашень, що забезпечують синхронізоване обертання лежних спеціалізованих паралельних портів увевихідного валу, наприклад, на основі редукованого дення/виводу (до 5 портів) і для ряду цих портів крокового двигуна; у цьому випадку він складаєтьзабезпечена можливість незалежного керування ся з механічно зв'язаних крокового електродвигуна кожним з розрядів (ліній) порту, те перша і друга і редуктора, а також імпульсних підсилювачів полінії другого паралельного порту є, відповідно, тужності сигналів керування кроковим двигуном, першим і другим керуючими виходами блока керукількість яких відповідає числу фазових обмоток вання антеною 15, а третя, четверта, п'ята і шоста живлення крокового двигуна, причому кожний з лінії другого паралельного порту формують вихідімпульсних підсилювачів включений послідовно блока, керування антеною 15 (для керування, наміж відповідною лінією вхідної шини керування приклад, чотирифазним кроковим двигуном електпривода 23 і відповідним виводом фазової обмотромеханічного приводу 23), вхід зовнішнього ки живлення крокового електродвигуна. При цьому переривання ОБОМ і її третій рівнобіжний порт, є, вхідні клеми імпульсних підсилювачів формують відповідно, входом і портом рівнобіжного інтервхід електромеханічного привода 23, а вихідний фейсу блока керування антеною 15. Алгоритм ровал редуктора є вихідним валом привода 23. боти блока керування антеною 15 наведений на Датчик положення 24 може бути виконаний на фіг.11. основі будь-яких технічних рішень, що забезпечуБлок керування каналами обробки 16 є контють формування імпульсного електричного сигнаролером, що забезпечує перетворення набору лу при досягненні заданого просторового полоцифрових керуючи х си гналів, що надходять через ження контрольованого елемента, наприклад, на паралельний інтерфейс, у набір аналогових керуоснові герконового датчика; при цьому на торці ючих сигналів, що впливають на керовані підсилюдиска 22 установлюється керуючий постійний магвачі постійного струму 11-m у трактах каналів обніт, а геркон розташовується поблизу диска 22 при робки 8-m, a також у набір бінарних сигналів, які забезпеченні періодичного магнітного зв'язку з керують роботою блока гетеродинів 6. Число магнітом у процесі обертання. формованих аналогових сигналів дорівнює 2, а Багатоканальний електронний термометр число формованих бінарних сигналів - N. Блок (БЕТ) 50 є пристроєм, що забезпечує послідовний керування каналами обробки 16 може бути викочи паралельний вимір R значень термодинамічної наний по різних схемах (див., наприклад, [8]). Він, температури в R конструктивних точках блока наприклад, може містити (див. фіг.8) набір з двох еталонів випромінювання 14, а також обмін даницифро-аналогових перетворювачів приєднаних до ми у вигляді цифрових кодів із зовнішніми призагальної цифрової паралельної шини адрестроями. БЕТ 50 може бути виконаний по різних си/даних, кожний з який містить тригерний регістр відомих схемах і, наприклад, може бути функціо53-х (х=1,2) і цифро-аналоговий перетворювач 54нально закінченим багатоканальним електронним х, а також N-канальний тригерний регістр 55 і логітермометром на основі ОЕОМ, у пам'яті якої зачний синхронізатор 56, який зв'язаний із зовнішкладені калібровані залежності для кожного з темньою ЕОМ за допомогою шини паралельного інпературних датчиків. У цьому випадку спрощена терфейсу й забезпечує адресний синхронний структурна схема БЕТ 50 відповідає фіг.5, а посліперезапис даних з виходу обчислювача 13 у падовний порт ОЕОМ є послідовним портом БЕТ 50. м'ять тригерних регістрів 53-х і 55. При цьому виАлгоритм роботи багатоканального цифрового ходи першого і другого цифро-аналогових перетермометра представлений на фіг.13. творювачів 54-х є, відповідно, першим і другим 15 71006 16 Термодатчик 51-r (Rmin£r£R) може бути викоDf1r-n, що надходить з виходу блока гетеродинів 6 наний, наприклад, на основі мостової схеми з терна другий вхід змішувача 4, змінюється і положенмісторним перетворювачем. У цьому випадку мосня смуги частот Df n у межах робочої смуги частот тові схеми датчиків 51-r живляться від Df, і, отже, розміщення смуг Dfm у межах цієї смуги. прецизійного опорного джерела напруги 52, а диЗа рахунок вибору параметрів схеми частотного ференціальна напруга резисторного моста є вихоперетворення: числа N сигналів гетеродинів f1r-n і дом датчика 51-r. ширини смуги Af n забезпечується повне перекритНВЧ-радіометрична система радіобачення з тя робочої смуги Df системи набором з N смуг Df n і фіксованим полем спостереження працює в такий взаємне примикання сусідніх смуг Dfn . Таким чиспосіб. ном, загальне число парціальних частотни х смуг Власне радіотеплове випромінювання, що виDfnm, на які може бути розділена робоча смуга Df промінюються об'єктами розташованими в площирадіометричної системи, складає N´M. ні поля спостереження, приймається скануючою Антена 1 системи радіобачення має дисперантеною і надходить через фільтр 2, що обмежує сійні властивості - напрямок прийому залежить від смугу прийнятого випромінювання величиною Df, і діапазону частот. При поділі робочої смуги частот підсилювач високих частот 3 на вхід змішувача 4, Df на ряд частотних смуг Dfnm, просторова діаграма на інший вхід якого в кожний момент часу надхоспрямованості антени 1 в одній із площин, напридить один з Ν (Ν³1, наприклад, N=4), гармонійних клад, в азимутальній площині розщеплюється на сигналів з частотою f1r-n із блока гетеродинів 6. При таке ж число просторових променів dqnm приблизцьому на виході змішувача 4 утвориться сигнал но однакової ширини, що примикають один до одрізницевої частоти, що відповідає прийому в одній ного, або частково перекриваються (див. фіг.9). з бічних смуг змішувача 4 (наприклад, верхній бічШирина кожного з цих променів і їхнє положення ній смузі). Цей сигнал обмежується по смузі і підвизначаються розмірами прийомної апертури (дісилюється підсилювачем 5 проміжних частот, а аметром диска 22), обраним значенням куточастойого смуга частот Df n розглянута у НВЧ-ділянці тного коефіцієнта для електродинамічної системи частот системи, знаходиться в межах робочої сму"дифракційна решітка диска 22 - діелектричний ги Df (див. фіг.8). Вихідний сигнал підсилювача хвилевід 19", а також середньою частотою f0 припроміжних частот 5 надходить на вхід Мйнятого випромінювання (Df/f0 <