Двоантенний кореляційний радіометр

Реферат: Двоантенний кореляційний радіометр містить дві антени, виходи яких послідовно підключені до двох підсилювачів, двох фазообертачів та двох змішувачів, опорний гетеродин, вихід якого з'єднаний з входами третього та четвертого фазообертачів, виходи третього та четвертого фазообертачів підключені до змішувачів, інтегратор та індикатор. Він містить декорелюючі фільтри першого та другого каналів, вхід яких з'єднаний з виходами змішувачів першого та другого каналів, виходи декорелюючих фільтрів підключені до суматора, вихід якого послідовно з'єднаний з квадратичним детектором, інтегратором, третім підсилювачем та входом другого суматора, при цьому інший вхід з'єднаний з виходом запам'ятовуючого пристрою, вихід другого суматора з'єднаний з індикатором та декорелюючими фільтрами. UA 78879 U (54) ДВОАНТЕННИЙ КОРЕЛЯЦІЙНИЙ РАДІОМЕТР UA 78879 U UA 78879 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вимірювальної техніки і призначена для оцінки яскравісних температур різних об'єктів у задачах дистанційного зондування Землі, радіоастрономії, радіофізиці та медицині. Відома схема двоантенного кореляційного радіометра (Цейтлин, Н.М. Антенная техника и радиоастрономия [Текст] / Н.М. Цейтлин. - М.: "Сов. радио", 1976. - С. 95-99), що містить дві антени, виходи яких підключені до лінійних трактів, які можуть бути виконані по будь-якій із класичних схем приймальних пристроїв прямого підсилення чи супергетеродинного типу. Виходи лінійних трактів під'єднанні до суматора, вихід суматора послідовно з'єднаний з квадратичним детектором, інтегратором та індикатором. Відомий двоантенний кореляційний радіометр (Коростелев, А.А. Теоретические основы радиолокации [Текст] / А.А. Коростелев, Н.Ф. Клюев, Ю.А. Мельник. - М.: "Сов. радио", 1978. - С. 549-550; Степаненко, В.Д. Радиотеплолокация в метеорологии [Текст] / В.Д. Степаненко, Г.Г. Щукин, Л.П. Бобылев, СЮ. Матросов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - С. 124), що містить дві антени, виходи яких підключені до лінійних трактів, які можуть бути виконані по будь-якій із класичних схем приймальних пристроїв прямого підсилення чи супергетеродинного типу. Виходи лінійних трактів під'єднані до помножувача, вихід помножувача послідовно з'єднаний з інтегратором та індикатором. Недоліком відомих пристроїв є низька точність та флуктуаційна чутливість. Найбільш близька по технічній суті і результату, що досягається, є схема двоантенного кореляційного радіометра (Патент Сполучених Штатів № US 7,460,063 B2, МПК G 01 S 3/02/№ 2006.01; Заявл. 15.06.2007; Опубл. 2.12.2008, Бюл. № 11/812,103), що містить дві антени, виходи яких послідовно підключені до двох підсилювачів, двох фазообертачів та двох змішувачів, опорний гетеродин, вихід якого з'єднаний з входами третього та четвертого фазообертачів, виходи третього та четвертого фазообертачів під'єднані до змішувачів, виходи змішувачів підключені до помножувача, вихід помножувача послідовно з'єднаний з інтегратором та індикатором. Недоліком відомої системи є низька точність та флуктуаційна чутливість. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення двоантенного кореляційного радіометра шляхом введення нового складу елементів, та нової організації взаємозв'язків між ними, забезпечити підвищення точності та флуктуаційної чутливості. Поставлена задача вирішується тим, що в двоантенний кореляційний радіометр, що містить дві антени, виходи яких послідовно підключені до двох підсилювачів, двох фазообертачів та двох змішувачів, опорний гетеродин, вихід якого з'єднаний з входами третього та четвертого фазообертачів, виходи третього та четвертого фазообертачів під'єднані до змішувачів, інтегратор та індикатор, згідно з корисною моделлю, введено декорелюючі фільтри першого та другого каналів, вхід яких з'єднаний з виходами змішувачів першого та другого каналів, виходи декорелюючих фільтрів під'єднанні до суматора, вихід якого послідовно з'єднаний з квадратичним детектором, інтегратором, третім підсилювачем та входом другого суматора, при цьому інший вхід з'єднаний з виходом запам'ятовуючого пристрою, вихід другого суматора з'єднаний з індикатором та декорелюючими фільтрами. Заявлена система має новий склад елементів та нову організацію взаємозв'язків між ними, тобто містить нову сукупність ознак, які забезпечують нові технічні властивості системи. Технічний результат, як наслідок цих властивостей - підвищена точність та флуктуаційна чутливість, за рахунок використання нового складу елементів та нової організації взаємозв'язків між ними, які отримані при вирішенні оптимізаційної задачі синтезу двоантенного кореляційного радіометра. На фіг. 1 представлена функціональна схема двоантенного кореляційного радіометра. Двоантенний кореляційний радіометр містить дві антени 11 та 12, виходи яких послідовно підключені до двох підсилювачів 21 та 22, двох фазообертачів 31 та 32 і двох змішувачів 41 та 42, опорний гетеродин 5, вихід якого з'єднаний з входами фазообертачів 6 1 та 62, виходи фазообертачів 61 та 62 під'єднані до змішувачів 41 та 42, декорелюючі фільтри першого та другого каналів 71 та 72, вхід яких з'єднаний з виходами змішувачів першого та другого каналів 41 та 42, виходи декорелюючих фільтрів 71 та 72 під'єднані до суматора 8, вихід якого послідовно з'єднаний з квадратичним детектором 9, інтегратором 10, третім підсилювачем 11 та входом другого суматора 12, при цьому інший вхід з'єднаний з виходом запам'ятовуючого пристрою 13, вихід другого суматора 12 з'єднаний з індикатором 14 та декорелюючими фільтрами 7 1 та 72. Працює система у такий спосіб. Двоантенний кореляційний радіометр призначений для виміру яскравісних температур об'єкта. Спочатку на антени 11 та 12 потрапляє корисний сигнал s(t,) з параметром  , який необхідно оцінити. Коливання з виходу антен підсилюються у підсилювачах 2 1 та 22. 1 UA 78879 U 5 10 Фазообертачі 31 та 32 вирівнюють фази сигналів у кожному з каналів радіометра. Для перетворення частоти вхідного високочастотного сигналу використовуються гетеродин 5 та змішувачі першого та другого каналів 41 та 42 відповідно. Для синфазного змішування сигналів після гетеродину використовують фазообертачі 61 та 62. Всі блоки після антени і до змішувача включно визначають додетекторну частину радіометра. Сигнал в додетекторній частині радіометра обмежується по частоті частотною  характеристикою K( j) та змішується з внутрішніми шумами першого та другого каналів. Сигнали з виходу змішувачів першого та другого каналів декорелюються у декорелюючих фільтрах 71 та 72. Амплітудно-частотна характеристика декорелюючих фільтрів має вигляд  kB K( j) 1 , MTs ()    2 2  Tn  Tp  K( j)  Ts  z   2  2   де kB - постійна Больцмана;  Ts - яскравісна температура корисного сигналу;  Tn - яскравісна температура внутрішнього шуму; 2  Tp 15 - яскравісна температура регуляризуючої добавки. 2 Ступінь декореляції залежить від вибору яскравісної температури регуляризуючої добавки  Tn . 2 Декорельовані сигнали додаються у суматорі 8, детектуються квадратичним детектором 9, усереднюються інтегратором 10 та підсилюються у підсилювачі 11 з коефіцієнтом підсилення  2 1  , де 2fэ  1  K( j) WTs ()d - еквівалентна полоса послідовного з'єднання фільтра 2   4kBTfэ 20 25   1  2       з АЧХ K( j) та фільтра з АЧХ WT ()   K( j)   Ts  Ts  Tn z     s  2  2         інтегрування інтегратора 10. У запам'ятовуючий пристрій 13 записується яскравісна температура 1 , T - постійна часу  Т° внутрішніх шумів радіометра Tn , яка визначається під час калібрування апаратури. На 2 один вхід суматора 12 подається сигнал виходу інтегратора 10, на інший вихідний сигнал запам'ятовуючого пристрою 13 з від'ємним знаком. Результат додавання відображається на індикаторі 14, а також використовується для корекції характеристик декорелюючих фільтрів. Таким чином, заявлена система має підвищену точність та флуктуаційну чутливість, за рахунок використання нового складу елементів та нової організації взаємозв'язків між ними, які отримані при вирішенні оптимізаційної задачі синтезу двоантенного кореляційного радіометра. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Двоантенний кореляційний радіометр, що містить дві антени, виходи яких послідовно підключені до двох підсилювачів, двох фазообертачів та двох змішувачів, опорний гетеродин, вихід якого з'єднаний з входами третього та четвертого фазообертачів, виходи третього та четвертого фазообертачів підключені до змішувачів, інтегратор та індикатор, який відрізняється тим, що містить декорелюючі фільтри першого та другого каналів, вхід яких з'єднаний з виходами змішувачів першого та другого каналів, виходи декорелюючих фільтрів підключені до суматора, вихід якого послідовно з'єднаний з квадратичним детектором, інтегратором, третім підсилювачем та входом другого суматора, при цьому інший вхід з'єднаний з виходом запам'ятовуючого пристрою, вихід другого суматора з'єднаний з індикатором та декорелюючими фільтрами. 2 UA 78879 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3