[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

SU1105832A1 - Modulation radiometer of uhf range - Google Patents

Modulation radiometer of uhf range Download PDF

Info

Publication number
SU1105832A1
SU1105832A1 SU813290805A SU3290805A SU1105832A1 SU 1105832 A1 SU1105832 A1 SU 1105832A1 SU 813290805 A SU813290805 A SU 813290805A SU 3290805 A SU3290805 A SU 3290805A SU 1105832 A1 SU1105832 A1 SU 1105832A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
synchronous detector
detector
recorder
Prior art date
Application number
SU813290805A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Аблязов
Кадыржан Тулебаевич Мурзабулатов
Original Assignee
Специальное Конструкторское Бюро Ордена Трудового Красного Знамени Института Радиотехники И Электроники Ан Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторское Бюро Ордена Трудового Красного Знамени Института Радиотехники И Электроники Ан Ссср filed Critical Специальное Конструкторское Бюро Ордена Трудового Красного Знамени Института Радиотехники И Электроники Ан Ссср
Priority to SU813290805A priority Critical patent/SU1105832A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1105832A1 publication Critical patent/SU1105832A1/en

Links

Landscapes

  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

МОДУЛЯЦИОННЫЙ РАДИОМЕТР СВЧ-ЛЙАПАЗОНА, содержащий последовательно соединенные рупорную антенну, направленный ответвитель, модул тор, приемно-усилительный блок, квадратичный детектор, первый усилитель низкой частоты и первый синхронный детектор , а также первый регистратор. первый задающий генератор, выход которого подключен к управл ющему входу модул тора и опорному входу первого синхронного детектора, генератор шума, выход которого подключен к входному плечу вторичного канала направленного ответвител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений радиационной температуры объектов, прилегающих непосредственно к рупорной aHTefwe, к выходу квадратичного детектора последовательно подключены второй усилитель низкой частоты, второй синхронный детектор и второй регистратор, между выходом первого синхронного детектора и входом (Л первого регистратора включен блок вычитани , второй вход которого соес динен с выходом второго синхронного детектора, а опорный вход второго § синхронного детектора и вход генератора шума подключены соответственно к выходу введенного второго задающего генератора. ел 00 со ГС 14 гз § 15 10A MODULATION RADIOMETER of a microwave LYAPZON containing a series-connected horn antenna, a directional coupler, a modulator, a receiving and amplifying unit, a quadratic detector, the first low-frequency amplifier and the first synchronous detector, as well as the first recorder. the first master oscillator, the output of which is connected to the control input of the modulator and the reference input of the first synchronous detector, a noise generator whose output is connected to the input arm of the secondary channel of the directional coupler, in order to improve the accuracy of measurements of the radiation temperature of objects adjacent to the horn aHTefwe, to the output of the quadratic detector are connected in series a second low-frequency amplifier, a second synchronous detector and a second recorder, between the output m of the first synchronous detector and the input (L of the first recorder includes a subtraction unit, the second input of which is connected to the output of the second synchronous detector, and the reference input of the second synchronous detector and the input of the noise generator are connected respectively to the output of the entered second master oscillator. 00 00 HS 14 gz § 15 10

Description

Изобретение относитс  к технике СВЧ, а именно к модул ционным радио метрическим приемникам СВЧ-диапазона , примен емым, например, при ради физических исследовани х плазмы или других нестабильных и неоднородных объект В} примыкающих непосредствен к антенне приемника, по i-tx собствен ному излучению электромагнитной эне гии в СВЧ-диапазоне.. Известны модул ционные радиометр с помощью которых осуществл ет  изМ рение радиационной температуры Т источников исследуемого излучени , например радиометр, содержащий антенну , эквивалент, переключатель (модул тор), избирательный усилитель низкой частоты, синхронный де тектор и генератор опорного напр же . Недостатком его  вл етс  низка  точность измерени  радиационной тем пературы. Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  модул ционньй радиометр СВЧ-диапазона, содержащий последовательно соединен ные рупорную антенну направленный ответвитель модул тор, приемно-усилительный блок, квадратичный детектор , первый усилитель низкой частоты и первый синхронный детектор, а также первый регистратор, первьй задающий генератор, выход которого подключен к управл ющему входу моду л тора и опорному Входу первого синхронного детектора, feuepatop шума, выход которого подключен к входному плечу вторичного канала на правленного ответвител  2. Недостаток известного устрой ства - низка  точность измерени  ра диационной температуры объектов, примыкающих йепоредственно к рупорной антенне.. Целью изобретени   вл етс  пдвышение точности измерений радиационной температуры объектов прилегающих непосредственно к рупорной антенне . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в модул ционном радиометре СВЧ-диапазона, содержащем последовательно соединенные рупорную антенну, направленный ответвитель, модул тор, приемно-усилительный бло квадратичный детектор, первый усили тель низкой частоты и первый синхро ный детектор, а также первый регист 8322 ратор, первый задающий генератор, выход которого подключен к управл ющему входу модул тора и опорному входу первого синхронного детектора , генератор шума, выход которого подключен к входному плечу вторичного канала найравленного ответвител , к выходу квадратичного детектора последовательно подключены второй усилитель низкой частоты, второй синхронный детектор и второй регистратор , между выходом первого синхронного детектора и входом первого регистратора включен блок вычитани , второй вход которого соединен с выходом второго синхронного детектора, а опорный вход второго син 4ронного детектора и вход генератора шума подключены соответственно к выходу введенного второго задающего генератора. На чертеже приведена электрическа  схема модул ционного paдиoмetpa СВЧ-диапазона. Предлагаемый радиометр содержит генератор Шума 1, рупорную антенну 2, направленный ответвитель 3, модул тор 4, приемно-усилительный блок 5, квадратичный детектор 6, первый и второй усилители низкой Чистоты 7 и 8, первый и второй синхронные детекторы 9 и 10, первый и второй задающие Генераторы 11 и 12, блок, вычиФани  13 и первый и второй регистраторы 14 и 15. Модул ционный радиометр СВЧ-диапазона работает следующим образом. При выключенном генераторе шума 1, измер емый шумовой СВЧ-сигнал, поступающий на вход рупорной антенны 2, проход т через основной канал направленного ответвител  3, модулируетс  меандром частоты F в модул торе 4, усиливаетс  первым приемноусилительным блоком.5 и детектируетс  квадратичным детектором 6. Далее переменна  составл юща , сигнала на частоте модул ции F усиливаетс  Первым усилителем низкой частоты 7 и детектируетс  первым синхронным детектором 9, опорное напр жение дн  которого поступает с первого задающего генератора 11, управл ющего также работой модул тора 4. В этом режиме (при выклю11енном генераторе шума ) предлагаемый радиометр работает аналогично известному модул ционному радиометру, и посто нное напр жение .f на выходе синхронного детектора 9 равно -(. - ( где. (1-R)- радио ркостна  шумова температура сигнала, ступающего на вход ру порной антенны 2; k - размерный коэффициент передачи радиометра с входа рупорнЬй антенн 2 до выхода первого синхронного детектора 9 i T-Q - эквивалентна  радио ркостна  температура излучени  модул тора в закрытом состо нии. Поскольку направленный ответвитель 3 включен так, что мощность шу мого сигнала оФ генератора шума 1, попада  в основной канал, направлена в сторону рупорной антенны 2 и и попадает на вход радиометра тольк после отражени  от исследуемого объ та с коэффициентом R , то при вклю ченном генераторе шума 1 посто нное напр жение на выходе синхронног детектора 9 равно i()N , ( где Т - эквивалентна  радио ркостна  температура, добавл ема  генератором шума 1 в основной канал ответвител  Так как в предлагаемом радиометре генератор шума 1 модулируетс  меандром частоты F ( F F ) , то среднее значение напр жени  U на выходе синхронного детектора 9 за период частоты 2 равно полусумме напр жений, определ емых выражени ми (1) и (2), т.е. ul + uy на  времени радиометра. С другой стороны, переменна  соетавл юща  сигнала на частоте модул ции генератора шума 1 во втором канале низкой частоты усиливаетс  вторым усилителем 8 низкой частоты , аналогичным усилителю 7 и детектируетс  вторым синхронкЕлм детектором 10, опорное напр жение дЛ  которого поступает с второго задающего 832 генератора 12, модулирующего также мощность генератора шума. При этом посто нное напр жение (J на выходе второго синхронного детектора 10 равно .rk.A.R, (41 где А - некоторый размерный коэффициент . Множитель 1/2 в выражении (4) учитывает уменьшение вдвое мощности генератора шума 1 за счет дополнительной модул ции меандром в модул тору 4 (при Fj ,). Поскольку дл  каждого из этих каналов СВЧ-часть  вл етс  общей как дл  сигнала измер емого излучени , гак и дл  сигнала генератора шума 1, а низкочастотные части идентичны, то при k К - k напр жение U на выходе блока вычитани  13 равно (T«-To) - () Из сравнени  (1) и (5) следует, что периодическое включение генератора щума . 1 с частотой введении в схему радиометра блока вычитани  13 и второго канала низкой частоты не вли ет н  конечный результат измерени  2 о основном канале , но при этом на выходе второго синхронного детектора 10 имеем посто нное напр жение U2 пропорциональное коэффициенту отражени , усредненному по полосе приемника R()K(f)df KUJdf ак как Тд может быть определено согласно выражению (5), из показани  первого регистратора 14, а R , согласно выражению (6) - из показаний второго регистратора 15. Коэффициенты К и А легко могут быть определены при калибровке p.iиометра , если на входе рупорной антенны 2 установить зеркальный отраатель . Таким образом, в предлагаемом адиометре осуществлено одновременное змерение радио ркостной темпера гуы Т и коэф({)ициента отражени  R 5 усредненных в одной и той же полосе частот, что позвол ет повысить точность измерени  радиационной температуры Т/излучени  объектов, примы11058326 кающих к рупорной антенне 2 приемника , f|o сравнению с прототипом, выбранным в качестве базового объектаThe invention relates to microwave technology, in particular to modulation radio metric microwave receivers, used, for example, for physical plasma studies or other unstable and non-uniform object B} adjacent to the receiver antenna, using i-tx own radiation electromagnetic energy in the microwave range. Modulation radiometers are known with which they make measurements of the radiation temperature T of the sources of radiation under study, for example, a radiometer containing an antenna, equivalent, switching A tuner (modulator), a selective low-frequency amplifier, a synchronous detector, and a reference oscillator. Its disadvantage is the low measurement accuracy of the radiation temperature. The closest technical solution to the invention is a microwave modulation radiometer comprising a series-connected horn antenna, a directional coupler, a modulator, a receiving-amplifier unit, a quadratic detector, a first low-frequency amplifier and the first synchronous detector, as well as the first recorder, the first generator, the output of which is connected to the control input of the modulator and the reference input of the first synchronous detector, feuepatop noise, the output of which is connected to the input arm of the secondary channel A directional coupler 2. A disadvantage of the known device is the low accuracy of measuring the radiation temperature of objects adjacent to a horn antenna. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements of the radiation temperature of objects adjacent to a horn antenna. This goal is achieved by the fact that in a modulation microwave radiometer, containing a series-connected horn antenna, a directional coupler, a modulator, a receiving and amplifying block square detector, a first low frequency amplifier and the first sync detector, as well as the first register 8322 , the first master oscillator, the output of which is connected to the control input of the modulator and the reference input of the first synchronous detector, a noise generator, the output of which is connected to the input arm of the secondary channel Niravle A second low-frequency amplifier, a second synchronous detector and a second recorder are serially connected to the output of the quadratic detector, a subtractor is connected between the output of the first synchronous detector and the input of the first recorder, the second input of which is connected to the output of the second synchronous detector the detector and the input of the noise generator are connected respectively to the output of the input of the second master oscillator. The drawing shows the electrical circuit of the modulation radio of the microwave range. The proposed radiometer includes a Noise generator 1, a horn antenna 2, a directional coupler 3, a modulator 4, a receiving and amplifying unit 5, a quadratic detector 6, the first and second low-purity amplifiers 7 and 8, the first and second synchronous detectors 9 and 10, the first and second the second master oscillators 11 and 12, the block, the calculator 13, and the first and second recorders 14 and 15. The microwave modulation radiometer operates as follows. When the noise generator 1 is turned off, the measured noise microwave signal input to the horn antenna 2 passes through the main channel of the directional coupler 3, is modulated by the frequency meander F in the modulator 4, amplified by the first receiving amplifier unit 5 and detected by a quadratic detector 6. Further, the variable component of the signal at the modulation frequency F is amplified by the First low frequency amplifier 7 and is detected by the first synchronous detector 9, the reference voltage of which is supplied from the first master oscillator 11, modulator 4. In this mode (with the noise generator turned off), the proposed radiometer operates in the same way as the known modulation radiometer, and the constant voltage .f at the output of the synchronous detector 9 is - (. - (where. (1-R ) - radio noise level noise temperature of a signal stepping to the input of a handheld antenna 2; k - dimensional radiometer transmittance from the input of horn antennas 2 to the output of the first synchronous detector 9 i TQ - equivalent radio frequency of the modulator radiation in the closed state. Since the directional coupler 3 is turned on so that the power of the noise signal of the noise generator 1, falling into the main channel, is directed towards the horn antenna 2 and reaches the radiometer input only after reflection from the investigated volume with the coefficient R, the included generator noise 1 constant voltage at the output of synchronous detector 9 is i () N, (where T is equivalent to the radio temperature, added by noise generator 1 to the main tap of the coupler. As in the proposed radiometer, noise generator 1 is modulated If the frequency F (FF), the average value of the voltage U at the output of the synchronous detector 9 over a period of frequency 2 is equal to the half sum of the voltages defined by the expressions (1) and (2), i.e. ul + uy for the radiometer time. On the other hand, the variable signal at the modulation frequency of noise generator 1 in the second low frequency channel is amplified by a second low frequency amplifier 8, similar to amplifier 7, and detected by a second synchronization detector 10, the reference voltage of which comes from the second setting 832 of generator 12, modulating so f noise power generator. At the same time, the constant voltage (J at the output of the second synchronous detector 10 is equal to .rk.AR, (41 where A is a certain dimensional coefficient. The multiplier 1/2 in expression (4) takes into account the halving of the power of the noise generator 1 due to additional modulation meander in modulator 4 (with Fj,). Since for each of these channels the microwave part is common to both the measured radiation signal, the hook and the noise generator signal 1, and the low-frequency parts are identical, then for k К - k U at the output of subtraction unit 13 is equal to (T? -To) - () From comparison (1) and (5) it follows that that periodically switching on the generator Schum. 1 with the frequency of introducing into the radiometer circuit of the subtraction unit 13 and the second low frequency channel does not affect the final result of measurement 2 of the main channel, but at the output of the second synchronous detector 10 we have a constant voltage U2 proportional to the coefficient the reflection averaged over the receiver band R () K (f) df KUJdf how TD can be determined according to the expression (5), from the readings of the first recorder 14, and R, according to the expression (6) - from the readings of the second recorder 15. Coefficients K and can be easily determined during calibration p.iiometra, if the input of the antenna horn 2 otraatel mirror set. Thus, in the proposed adiometer, the radio luminance temperature T and the reflection coefficient R (a) of the averaged R 5 averaged in the same frequency band were simultaneously measured, which makes it possible to increase the accuracy of measuring the radiation temperature T / radiation of objects adjacent to the horn antenna 2 receivers, f | o compared to the prototype selected as the base object

Claims (1)

МОДУЛЯЦИОННЫЙ РАДИОМЕТР СВЧ-ДИАПАЗОНА, содержащий последовательно соединенные рупорную антенну, направленный ответвитель, модулятор, приемно-усилительный блок, квадратичный детектор, первый усилитель низкой частоты и первый синхронный детектор, а также первый регистратор, первый задающий генератор, выход которого подключен к управляющему входу модулятора и опорному входу первого синхронного детектора, генератор шума, выход которого подключен к входному плечу вторичного канала направленного ответвителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений радиационной температуры объектов, прилегающих непосредственно к рупорной антенне, к выходу квадратичного детектора последовательно подключены второй усилитель низкой частоты, второй синхронный детектор и второй регистратор, между выходом первого синхронного детектора и входом первого регистратора включен блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго синхронного детектора, а опорный вход второго синхронного детектора и вход генератора шума подключены соответственно к выходу введенного второго задающего генератора.UHF RADIOMETER, comprising a horn antenna, a directional coupler, a modulator, a receiving-amplifying unit, a quadratic detector, a first low-frequency amplifier and a first synchronous detector, as well as a first recorder, a first master oscillator, the output of which is connected to the control input of the modulator and the reference input of the first synchronous detector, a noise generator, the output of which is connected to the input arm of the secondary channel of the directional coupler, characterized in that, with the goal to increase the accuracy of measuring the radiation temperature of objects adjacent directly to the horn antenna, a second low-frequency amplifier, a second synchronous detector and a second recorder are connected in series to the output of the quadratic detector, a subtraction unit is connected between the output of the first synchronous detector and the input of the first recorder, the second input of which is connected to the output the second synchronous detector, and the reference input of the second synchronous detector and the input of the noise generator are connected respectively to the input wth second master oscillator. SU ,,,,1105832SU ,,,, 1105832
SU813290805A 1981-04-29 1981-04-29 Modulation radiometer of uhf range SU1105832A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813290805A SU1105832A1 (en) 1981-04-29 1981-04-29 Modulation radiometer of uhf range

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813290805A SU1105832A1 (en) 1981-04-29 1981-04-29 Modulation radiometer of uhf range

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1105832A1 true SU1105832A1 (en) 1984-07-30

Family

ID=20959049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813290805A SU1105832A1 (en) 1981-04-29 1981-04-29 Modulation radiometer of uhf range

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1105832A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675670C1 (en) * 2017-11-22 2018-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Radiometric measurement of coefficient of reflection in broadband frequency

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Есепкина И.А., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н. Радиотелескопы и радиометры. М., Наука, 1973, с.258. 2. Радиоприемные устройства СВЧ *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675670C1 (en) * 2017-11-22 2018-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Radiometric measurement of coefficient of reflection in broadband frequency

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tiuri Radio astronomy receivers
Hach A very sensitive airborne microwave radiometer using two reference temperatures
US3564420A (en) Method and means for providing an absolute power measurement capability
US3628151A (en) Radiometer gain control
Broten et al. Absolute Flux Measurements of Cassiopeia a, and Cygnus a, at 3200 Mc/s
SU1105832A1 (en) Modulation radiometer of uhf range
US4355894A (en) Method and apparatus for correcting for meteorological error in distance measurements using light waves
CA2274473C (en) Microwave active solid state cold/warm noise source
GB2211952A (en) Radiometers
SU1626210A1 (en) Modulation radiometer
JPS56108947A (en) Radio receiver for microwave radiometer
RU2093845C1 (en) Zero radiometer
RU2393502C1 (en) Two-channel null radiometre
SU1525626A1 (en) Modulation radiometer for measuring noise signals
SU1451627A1 (en) Scanning radiometer
SU1171731A1 (en) Modulation radiometer
RU2743318C1 (en) Radiometer with calibration system
Banerjee et al. A New Differential Calibration Method for Measurement Accuracy Improvement of Atmospheric Radiation
SU1504627A1 (en) Modulation radiometer
CA1175566A (en) Method of and device for radiometric measurement of the noise temperature in the high frequency and microwave range
SU631841A1 (en) Frequency deviation rate meter
US3437821A (en) Radio-optical refractometer for measuring integrated water vapor refractivity
JPS58158545A (en) Microwave radiometer
Maltsev et al. Correlation Radiometers in Antenna Measuring Engineering
SU1617387A1 (en) Radiometer