Нульовий радіометричний пристрій

1. Нульовий радіометричний пристрій, що містить антену, з'єднану з першим входом комутатора, послідовно сполученого з першим змішувачем, першим підсилювачем проміжної частоти, першим детектором, першим синхронним детектором та індикатором, перший генератор шуму, вихід якого пов'язаний з другим входом комутатора, генератор частоти модуляції, перший вихід якого сполучений з керувальним входом комутатора, а другий ви хід - з опорним входом першого синхронного детектора, а також гетеродин, зв'язаний з першим входом другого змішувача, який відрізняє ться тим, що пристрій містить також Yциркулятор, атенюатор, другий генератор шуму, другий підсилювач проміжної частоти, другий детектор, другий синхронний детектор, перший та другий фільтри низької частоти, а також аналого-цифровий перетворювач, з'єднаний з індикатором, причому антена сполучена з комутато U 2 21034 1 3 21034 4 Недоліком відомого нульового модуляційного ний з першим входом аналого-цифрового перерадіометра є низька точність вимірювання радіотворювача, другий генератор шуму підключений яскравісної температури, зважаючи на частотну до третього входу комутатора через атенюатор, залежність коефіцієнта пропускання хвилевідного другий ви хід Y-циркулятора пов'язаний з входом тракту, що приводить до виникнення сигналу подругого змішувача, ви хід якого послідовно сполумилки на виході радіометра. чений з другим підсилювачем проміжної частоти, Відомий також нульовий радіометричний другим детектором, другим синхронним детектопристрій [2] для вимірювання фізичної темпераром, другим фільтром низької частоти, вихід якотури досліджуваних об'єктів за допомогою радіого з'єднаний з другим входом аналого-цифрового теплолокації, що містить антену, з'єднану з перперетворювача, вихід аналого-цифрового перешим входом комутатора, послідовно сполученого творювача пов'язаний з керувальними входами з першим змішувачем, першим підсилювачем генератора частоти модуляції, першого і другого проміжної частоти, першим детектором, першим синхронних детекторів, гетеродин підключений синхронним детектором та індикатором, перший до другого входу першого змішувача, перший генератор шуму, ви хід якого пов'язаний з другим вихід генератора частоти модуляції сполучений входом комутатора, генератор частоти модуляції, також з опорним входом другого синхронного перший вихід якого сполучений з керувальним детектора, а другий його вихід підключений до входом комутатора, а другий вихід з опорним керувального входу авеню-атора. входом першого синхронного детектора, а також Рішення поставленої задачі досягається тагетеродин зв'язаний з першим входом другого кож і тим, що пристрій також містить перший та змішувача. Для підвищення чутливості радіометдругий підсилювачі низької частоти, причому перичного пристрою при постійній смузі пропусканрший детектор сполучений з першим синхронним ня підсилювача проміжної частоти в пристрій детектором через перший підсилювач низької введені послідовно сполучені гетеродин і другий частоти, а другий детектор сполучений з другим змішувач, другий вхід якого сполучений з вихосинхронним детектором через другий підсилювач дом гетеродина, а також зважуючий фільтр, вихід низької частоти. якого сполучений з другим входом першого зміТехнічним результатом, що досягається за шувача. При цьому частота f гетеродина визнарахунок введення відмітних ознак, є нечутливість чається за умови пристрою до теплового шуму, що дозволяє підвищити точність і чутливість радіометра за рахуf ³ 2DFппч , нок його безперервного калібрування без втрати де DFппч - смуга пропускання підсилювача часу на вимірювання. З'єднання першого детекпроміжної частоти. тора з першим синхронним детектором через До недоліку відомої конструкції нульового перший підсилювач низької частоти, а другого радіометричного пристрою, вибраного за протодетектора з другим синхронним детектором четип, слід віднести низьку чутливість, оскільки під рез другий підсилювач низької частоти дозволяє час калібрування радіометра вимірювання радіополіпшити компенсацію температурних і інши х яскравісної температури не проводиться. нестабільностей радіометра. Тому ці ознаки відЗадачею, що поставлена в основу даного винесені до категорії додаткових. находу, є підвищення точності і чутливості радіоСтруктурна електрична схема пропонованого метра при постійній смузі пропускання підсилютехнічного рішення представлена на кресленні вача проміжної частоти та безперервному його (Фіг.1), а на діаграмі (Фіг.2) амплітудно-частотна калібруванні. характеристика пристрою. Рішення поставленої задачі досягається тим, Нульовий радіометричний пристрій виконащо в нульовому радіометричному пристрої, що ний по схемі двоканального комутаційного перемістить антену, з'єднану з першим входом комутворення і складається з послідовно сполучених татора, послідовно сполученого з першим змішуантени 1, Y-циркулятора 2, комутатора 3, першовачем, першим підсилювачем проміжної частоти, го змішувача 4, першого підсилювача 5 проміжної першим детектором, першим синхронним детекчастоти, першого детектора 6, першого підсилютором та індикатором, перший генератор шуму, вача 7 низької частоти, першого синхронного девихід якого пов'язаний з другим входом комутатектора 8, першого фільтру 9 низької частоти, тора, генератор частоти модуляції, перший вихід аналого-цифрового перетворювача 10 і індикатоякого сполучений з керувальним входом комутара 11. Пристрій включає також перший генератор тора, а другий ви хід - з опорним входом першого шуму 12, вихід якого сполучений з другим входом синхронного детектора, а також гетеродин, зв'якомутатора 3, другий генератор шуму 13, сполузаний з першим входом другого змішувача, згідно чений з першим входом атенюатора 14, вихід даному те хнічному рішенню пристрій містить таякого пов'язаний з третім входом комутатора 3, кож Y-циркулятор, атенюатор, другий генератор генератор 15 частоти модуляції, перший вихід шуму, др угий підсилювач проміжної частоти, друякого сполучений з керувальним входом комутагий детектор, другий синхронний детектор, пертора 3, а другий вихід пов'язаний з опорним вхоший та др угий фільтри низької частоти, а також дом першого синхронного детектора 8 і другим аналого-цифровий перетворювач, з'єднаний з входом атенюатора 14. Другий ви хід Yіндикатором, причому антена сполучена з комуциркулятора 2 сполучений послідовно з другим татором через Y-циркулятор, перший синхронний змішувачем 16, другим підсилювачем 17 проміждетектор підключений до індикатора послідовно ної частоти, другим детектором 18, другим підсичерез перший фільтр низької частоти, сполучелювачем 19 низької частоти, другим синхронним 5 21034 6 детектором 20, другим фільтром 21 низької часз бар'єром Шоттки (ПТШ), виходом якого є затвототи, ви хід якого сполучений з другим входом рний ланцюг транзистора. Генеруючий цим прианалого-цифрового перетворювача 10. Пристрій строєм шум за своєю природою є тепловим. Внавключає також гетеродин 22, вихід якого сполуслідок цього його потужність стабільна, а спектр чений з другими входами першого змішувача 4 і рівномірний в широкій смузі частот. другого змішувача 16. Перший вихід генератора Як видно з діаграми (Фіг.2) розбиття загаль15 частоти модуляції зв'язаний з опорним входом ного діапазону частот (пунктирна лінія 1), що другого син хронного детектора 20. Вихід аналогоприймаються, на два піддіапазони (2) і (3) зменцифрового перетворювача 10 пов'язаний також з шує частотн у залежність коефіцієнта пропусканкерувальними входами генератора 15 частоти ня хвилеводного тракту і, тим самим, підвищує модуляції, першого 8 і другого 20 синхронних точність вимірювань. детекторів. Таким чином, сукупність та послідовність наНульовий радіометричний пристрій працює даних умов здійснення вимірювальних операцій таким чином. радіояскравісної температури та введення додаТеплове радіовипромінювання від об'єкту поткових елементів і нових зв'язків у нульовому ступає на антену 1 і далі на перший і другий камодуляційному пристрої, що заявляється, забезнали радіометра. Комутатор 3, керований генепечує досягнення можливості вимірювання слабратором частоти модуляції 15, безперервно ких сигналів на рівні 10-14Вт з підвищеною чутлипідключає перший 12 і другий 13 генераторів шувістю на 40% та підвищеною на 30% точністю по му до входів першого 4 і другого 16 змішувача. зрівнянню з відомим рівнем техніки. На змішувачі також подається сигнал гетеродина Перелік літератури, прийнятої до уваги при 22. На змішувача х сигнали перетворюються і підготовці заявки: посилюються першим 5 і другим 17 підсилювача1. «Радиотелескопы и радиометры», Есенкин ми проміжної частоти. НА., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н., М., «НауВнутрішнє калібрування першого і другого ка», 1973, с.257-258. каналів радіометра здійснюється шляхом накла2. AC CPCP №1146610, кл. G01R29/08, публ. дення на вимірюваний сигнал шумових калібру23.03.85р. (прототип). вальних сигналів від першого 12 і другого 13 ге3. Frater R., Williams D., «Active «Gold» gourse нераторів шуму, які комутатор З, керований of noise», IEEE Tans, 1981, V. MTT-29, №4, p.344. генератором частоти модуляції 15, по черзі під4. AC CPCP №1686389, кл. G01R29/08, публ. ключає відповідно до першого 4 і другого 16 змі23.10.91p. шувачів. Приймачі супергетеродинного типу, які 5. Деклараційний патент України на корисну мають в своєму складі НВЧ змішувач, гетеродин, модель №9354, кл. G01R29/08, публ. підсилювач проміжної частоти і детектор, вико15.09.2005p. нують функції перетворення і посилення інфор6. Заявка на патент Російської Федерації на маційного сигналу. Комутатор 3 виконаний по винахід №2003115658, кл. G01R29/08, публ. балансній схемі на основі свого Y-циркулятора. 20.11.2004р. Для запобігання втратам інформації (вимірюва7. Патент Російської Федерації на винахід ного сигналу Тя) передбачений режим постійно №2235340, кл. G01R29/08, публ. 27.08.2004р. діючого калібрування, на виході другого синхро8. Патент Російської Федерації на винахід нного детектора 18. Аналогові сигнали з виходів №2220426, кл. G01R29/08, публ. 27.12.2003р. першого 8 і другого 20 синхронних детекторів 9. Патент Російської Федерації на винахід через аналого-цифрового перетворювач (АЦП) №2211455, кл. G01R29/08, публ. 27.08.2003р. 10, який є невід'ємною частиною індикатора 11, 10. Патент Російської Федерації на винахід поступають на його перший і другий входи і об№2187824, кл. G01R29/08, публ. 20.08.2002р. робляються. Для забезпечення обробки резуль11. Патент Російської Федерації на винахід татів вимірювань в реальному масштабі часу на №2168733, кл. G01R29/08, публ. 10.06.2001р. індикатор 11 через АЦП 10 поступає службовий 12. Патент Російської Федерації на винахід сигнал напругою 0-5вольт, який несе інформацію №2124213, кл. G01R29/08, публ. 27.12.1998р. про стан радіометра і режими роботи. В резуль13. Патент Російської Федерації на винахід таті, залежно від завдання досліджень (земний №2093845, кл. G01R29/08, публ. 20.10.1997p. покрив, водна поверхня, атмосфера) встановлю14. Патент Російської Федерації на винахід ється рівень його загасання (рівень опорного сиг№2091805, кл. G01R29/08, публ. 27.09.1997р. налу Тх), а в якості То використовується власне 15. Патент Російської Федерації на винахід випромінювання р-і-п атенюатора в закритому №2073875, кл. G01R29/08, публ. 20.02.1997р. стані. 16. Патент Російської Федерації на винахід Опорний сигнал Тх забезпечується транзис№2022286, кл. G 01 R 29/08, публ. 10.10.1994р. торним генератором шуму з низьким значенням 17. «Радиотеплолокация», A.Г. Николаев; шумової температури ви хідного сигналу, званим С.В.Перцов; Военное издательство Министерсту в зарубіжних джерелах «colfet» [3]. Генератор ва Обороны СССР, Москва, 1970г. шуму є каскад з вихідним польовим транзистором 7 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 21034 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601