SU1483398A1 - Modulation radiometer - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике измерений на СВЧ и м.б. использовано в радиоастрономии. Цель изобретени  - повышение флуктуационной чувствительности. Радиометр содержит антенну 1, модул тор 2, СВЧ - приемник 3, квадратичный детектор 4, усилитель 5 низкой частоты, синхронный детектор 6, фильтр 8 низких частот, г-р 9 частоты модул ции. Дл  достижени  цели введены два сумматора 7 и 11, усилитель 10 посто нного тока, регул тор 12 напр жени , операционный усилитель 13 и фильтр 14 низких частот. Исключение вли ни  посто нной составл ющей детектировани  напр жени , обусловленного детектированием собственных шумов СВЧ-приемника на результат измерени  достигаетс  установкой определенных значений коэф. усилени  усилител  10 и операционного усилител  13. Оптимальное суммирование достигаетс  путем подбора коэф. передачи регул тора 12 напр жени . Предельный выигрыш по чувствительности в таком радиометре может достигать значени  √ 2. 1 ил.The invention relates to measurement techniques on microwave and m. used in radio astronomy. The purpose of the invention is to increase the fluctuation sensitivity. The radiometer contains an antenna 1, a modulator 2, a microwave receiver 3, a quadratic detector 4, a low frequency amplifier 5, a synchronous detector 6, a low frequency filter 8, a rm 9 modulation frequency. To achieve the goal, two adders 7 and 11, a DC amplifier 10, a voltage regulator 12, an operational amplifier 13, and a low-pass filter 14 are introduced. Elimination of the influence of the constant component of voltage detection due to the detection of the intrinsic noise of the microwave receiver on the measurement result is achieved by setting certain values of the coefficients. amplification of amplifier 10 and operational amplifier 13. Optimal summation is achieved by adjusting the coefficients. transmission regulator 12 voltage. The maximum gain in sensitivity in such a radiometer can be as high as √2. 1 Il.

Description

4-four-

00 СС00 SS

со со ооco co oo

Изобретение относитс  к технике измерений на СВЧ и может быть исполь- ювапо в радиоастрономии.The invention relates to a technique for measuring at microwave frequencies and can be used in radio astronomy.

Целью изобретени   вл етс  повышение ф,1 ктуацпонной чувствительности.The aim of the invention is to increase the f, 1 ct sensitivity.

На чертеже представлена электрическа  структурна  схема модул ционного радиометра .The drawing shows an electrical structural diagram of a modulation radiometer.

Модул ционный радиометр содержит антенну 1, мо.пл гор 2, СВЧ-приемник 3, квадратичный детектор 4, усилитель 5 низкой частоты, синхронный детектор 6, первый сумматор 7, фильтр 8 низких частот, генератор 9 частоты модул ции, усилитель 10 посто нного тока, второй сумматор 11, регул тор 12 напр жени , операционный усилитель 13 и второй фильтр 14 низких частот.The modulation radiometer contains antenna 1, simulator 2, microwave receiver 3, quadratic detector 4, low frequency amplifier 5, synchronous detector 6, first adder 7, low frequency filter 8, generator 9 modulation frequency, constant amplifier 10 current, second adder 11, voltage regulator 12, operational amplifier 13, and second low-pass filter 14.

Модул ционный радиометр работает следующим образом.The modulation radiometer operates as follows.

Измер емый сигнал с шумовой температурой Ti, прин тый антенной 1, и собственное получение Т0 модул тора 2 модулируютс  в модул торе 2 противофазно но периодическому закону, определ емому функцией m(t) со средним значением гпГ(Т). Затем сигналы усиливаютс  в СВЧ- приемнико 3, имеющем температуру собственных шумов Тщ. и детектируютс  квадратичным детектором 4. Далее переменна  составл юща  продетектированного напр - /кгпи . пропорциональна  , и посто нна  составл юща , пропорциональна  TUL + Го -f- 1тГ(Г) ДТ, обрабатываютс  в раздельных каналах и вновь суммируютс .The measured signal with noise temperature Ti, received by antenna 1, and the own receiving T0 of modulator 2 are modulated in modulator 2 by an out-of-phase but periodic law determined by the function m (t) with an average value of hpH (T). The signals are then amplified in the microwave receiver 3, which has an internal noise temperature T l. and detected by a quadratic detector 4. Next, the variable is the component of the detected eg - / kgpi. is proportional, and the constant component is proportional to TUL + Го -f-1тГ (Г) ДТ, are processed in separate channels and summed up again.

Переменна  составл юща  усиливаетс  усилителем 3, детектируетс  синхронным детектором 6 к поступает на выход радиометра , проход  первый сумматор 7 и фильтр 8. Управл ющие напр жени  дл  модул тора 2 и синхронного детектора 6 поступают с выхода генератора 9.The variable component is amplified by the amplifier 3, detected by the synchronous detector 6, to the output of the radiometer, pass the first adder 7 and the filter 8. The control voltages for the modulator 2 and the synchronous detector 6 are output from the generator 9.

Посто нна  составл юща  продетектированного напр жени  усиливаетс  усилителем 10 посто нного тока и также поступает на выход радиометра, проход  второй сумматор 11, регул тор 12 напр жени , первый сумматор 7 и фильтр 8. Исключение изThe constant component of the detected voltage is amplified by the DC amplifier 10 and is also fed to the output of the radiometer, the passage of the second adder 11, the voltage regulator 12, the first adder 7 and the filter 8. Exception

5five

00

5five

00

5five

00

посто нной составл ющей напр жени , пропорционального Тш. -)- То достигаетс  установкой коэффициента усилени  усилител  10 посто нного тока таким, чтобы напр жение на выходе операционного усилител  13 было пропорционально только Тш+То, а также установкой коэффициента усилени  операционного усилител  13 таким, чтобы напр жение на выходе второго сумматора 11 было пропорционально только значению AT. Оптимальное суммирование этого напр жени  с напр жением, снимаемым с выхода синхронного детектора 6, достигаетс  подбором коэффициента передачи регул тора 12 напр жени . Полоса пропускани  фильтра 14 выбираетс  много меньше полосы пропускани  фильтра 8, поэтому флуктуации на. выходе синхронного детектора 6. Предельный выигрыш по чувствительности по сраднению с прототипом может достигать д/2.constant component of voltage proportional to T m. -) - This is achieved by setting the gain of the amplifier 10 to a direct current such that the voltage at the output of the operational amplifier 13 is proportional to only Tn + That, as well as setting the gain of the operational amplifier 13 so that the voltage at the output of the second adder 11 is proportional to AT value only. The optimal summation of this voltage with the voltage taken from the output of the synchronous detector 6 is achieved by selecting the transmission coefficient of the voltage regulator 12. The bandwidth of the filter 14 is chosen much smaller than the bandwidth of the filter 8, therefore the fluctuations on. output of the synchronous detector 6. The marginal gain in sensitivity with reference to the prototype can reach d / 2.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Модул ционный радиометр, содержащий последовательно соединенные антенну, модул тор , СВЧ-приемник, квадратичный детектор , усилитель низкой частоты и синхронный детектор, первый фильтр низких частот , генератор частоты модул ции, выход которого соединен с управл ющими входами модул тора и синхронного детектора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  флуктуационной чувствительности, в него дополнительно введены первый сумматор, включенный между синхронным детектором и первым фильтром низких частот, последовательно соединенные операционный усилитель , вход которого соединен с выходом синхронного детектора, второй фильтр низких частот, второй сумматор и регул тор напр жени , выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, усилитель посто нного тока, вход которого соединен с выходом квадратичного детектора, а выход - с вторым входом второго сумматора и вторым входом операционного усилител .A modulation radiometer containing an antenna connected in series, a modulator, a microwave receiver, a quadratic detector, a low frequency amplifier and a synchronous detector, the first low frequency filter, a modulation frequency generator, the output of which is connected to the control inputs of the modulator and synchronous detector, which differs By the fact that, in order to increase the fluctuation sensitivity, the first adder, connected between the synchronous detector and the first low-pass filter, is sequentially connected into it; the amplifier, whose input is connected to the output of the synchronous detector, the second low-pass filter, the second adder and voltage regulator, the output of which is connected to the second input of the first adder, the DC amplifier whose input is connected to the output of the quadratic detector, and the output to the second input of the second adder and the second input of the operational amplifier.