МИКРОВОЛНОВЫЙ РАДИОМЕТР Российский патент 2023 года по МПК G01R29/08 

Описание патента на изобретение RU2794063C1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения характеристик электромагнитного поля и может быть использовано, например, в дистанционном зондировании, неразрушающем контроле, дистанционном измерении температуры.

Известен быстродействующий нулевой радиометр [RU 2745796 C1, МПК G01R 29/08 (2006.01), опубл. 01.04.2021], содержащий антенну, первую согласованную нагрузку, последовательно соединенные первые источник тока и генератор шума. Выход первого направленного ответвителя подключен к первому входу первого высокочастотного модулятора. Первый выход высокочастотного модулятора соединен с последовательно соединенными первыми радиометрическим приемником, предварительным низкочастотным усилителем, синхронным фильтром, низкочастотным усилителем, фильтром высоких частот. Второй выход высокочастотного модулятора подключен к последовательно соединенным вторым радиометрическому приемнику, предварительному низкочастотному усилителю, синхронному фильтру, низкочастотному усилителю, фильтру высоких частот. Выходы первого и второго фильтров высоких частот соответственно соединены с первым и вторым входами первого низкочастотного модулятора. Выход второго низкочастотного модулятора подключен к первому входу первого компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной радиометра. Первые согласованная нагрузка, направленный ответвитель, высокочастотный модулятор, генератор шума, источник тока установлены на термостатированной плате и находятся с ней в тепловом контакте. На термостатированной плате установленны и находятся с ней в тепловом контакте делитель мощности, первый и второй высокочастотные ключи, вторые направленный ответвитель, согласованная нагрузка, генератор шума, источник тока, высокочастотный модулятор. Первый выход высокочастотного модулятора соединен с последовательно соединенными третьими радиометрическим приемником, предварительным низкочастотным усилителем, синхронным фильтром, низкочастотным усилителем, фильтром высоких частот. Второй выход высокочастотного модулятора подключен к последовательно соединенным четвертым радиометрическому приемнику, предварительному низкочастотному усилителю, синхронному фильтру, низкочастотному усилителю, фильтру высоких частот. Выходы третьего и четвертого фильтров высоких частот соответственно соединены с первым и вторым входами второго низкочастотного модулятора. Выход второго низкочастотного модулятора подключен к первому входу второго компаратора. Второй вход второго компаратора соединен с общей шиной радиометра. К входу делителя мощности подключена антенна. Первый и второй выходы делителя соединены с первыми входами первого и второго направленных ответвителей. Второй вход второго направленного ответвителя соединен с последовательно соединенными вторыми источником тока, генератором шума и высокочастотным ключом. Выход направленного ответвителя соединен с первым входом второго высокочастотного модулятора, на второй вход которого подключена вторая согласованная нагрузка. Выходы первого и второго компараторов соответственно соединены с первым и вторым входами микроконтроллера. Первый выход микроконтроллеры подключен к объединенным вместе управляющим входам первых и вторых высокочастотных и низкочастотных модуляторов. Второй выход микроконтроллера соединен с объединенными вместе управляющими входами первого и второго высокочастотных ключей. Третий и четвертый выходы микроконтроллера соответственно соединены с объединенными вместе управляющими входами первого, третьего и второго, четвертого синхронных фильтров. Пятый выход микроконтроллера является выходной шиной радиометра. Первая согласованная нагрузка соединена со вторым входом первого высокочастотного модулятора. Первый высокочастотный ключ входом подключен к выходу первого генератора шума, а выходом соединен со вторым входом первого направленного ответвителя.

Использование делителя мощности приводит к дополнительному ослаблению шумового сигнала антенны и увеличению собственных шумов. Для компенсации увеличения шумовой температуры необходимо увеличить накопление сигнала, что приводит к дополнительным ошибкам измерений быстропротекающих радиотепловых процессов. Наличие четырех приемников обуславливает повышение массы, энергопотребления и габаритов радиометра, что ограничивает его применение в составе бортовых систем, усложняет конструкцию и снижает надежность. Использование компараторов для определения полярности напряжения приводит к последовательному изменению коэффициента обратной связи, что приводит к значительным (десятки процентов) ошибкам измерений при исследовании быстропротекающих радиотепловых процессов.

Известен нулевой радиометр [RU 2439594C1 МПК G01R 29/08 (2006.01) опубл. 10.01.2012], выбранный в качестве прототипа, содержащий последовательно соединенные антенну, направленный ответвитель, первый модулятор, приемник, импульсный усилитель, фильтр высоких частот, синхронный фильтр низких частот, компаратор и блок управления. Второй вход компаратора соединен с общей шиной радиометра, а первый и второй выходы блока управления подключены к соответствующим управляющим входам синхронного фильтра низких частот и первого модулятора. Третий выход блока управления является выходной шиной радиометра. Выход источника тока соединен с входом генератора шума. Выход первого аттенюатора подключен к второму входу направленного ответвителя. Направленный ответвитель, первый модулятор, первый аттенюатор, генератор шума и источник тока установлены на термостатированной плате и находятся с ней в тепловом контакте. На термостатированной плате установлены и находятся с ней в тепловом контакте второй аттенюатор и второй модулятор. Первый и второй выходы модулятора соединены соответственно с входом первого аттенюатора и вторым входом первого модулятора через второй аттенюатор. Вход второго модулятора и его управляющий вход подключены к выходу генератора шума и четвертому выходу блока управления соответственно.

При работе этого радиометра осуществляются два вида синхронно выполняемых импульсных модуляций: амплитудная и широтная. Амплитудно-импульсная модуляция выполняется в первом модуляторе. Период модуляции состоит из двух полупериодов равной длительности. Широтно-импульсная модуляция осуществляется во втором модуляторе. Радиометр функционирует на основе уравнивания энергий входного сигнала антенны и опорного генератора шума, что реализуется изменением длительности сигнала широтно-импульсной модуляции. Опорные сигналы формируются из шумов генератора шума путем изменения ослабления первого и второго аттенюаторов.

Принцип работы этого радиометра заключается в изменении длительности широтно-импульсного сигнала. Это изменение осуществляется до тех пор, пока компаратор, работающий в режиме сравнения с потенциалом общей шины, не определит равенство вольт-секундных площадей.

В радиометре-прототипе в каждом втором полупериоде модуляции осуществляется измерение полярности напряжения на первом входе компаратора. Этот принцип позволяет сделать вывод только о полярности напряжения, а не об его количественных характеристиках. Так, в зависимости от определения полярности напряжения сигнал широтно-импульсной модуляции изменяет свое значение на величину эквивалентную флуктуационной чувствительности. Таким образом при частоте модуляции 1 кГц и флуктуационной чувствительности 0,1 К выходной сигнал радиометра может измениться на 100 К в секунду. Если входной сигнал радиометра изменится на величину больше чем величина флуктуационной чувствительности за один период модуляции, то это приведет к ошибкам в измерениях, пропорциональных величине изменения входного сигнала радиометра.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении точности измерений быстропротекающих радиотепловых процессов без ухудшения чувствительности измерений медленно изменяющихся радиотепловых процессов.

Микроволновый радиометр, так же как в прототипе, содержит источник тока, выход которого через генератор шума соединен с первым входом переключателя, первый выход которого соединен с первым входом направленного ответвителя через первый аттенюатор, а второй выход соединен через второй аттенюатор с одноименным входом модулятора, второй вход направленного ответвителя соединен с выходом антенны, а выход соединен с первым входом модулятора, выход которого соединен с входом фильтра высоких частот через приемник и импульсный усилитель, выход компаратора соединен с первым входом блока управления, второй выход которого соединен с третьим входом модулятора, а третий и четвертый выходы соответственно соединены с выходной шиной и вторым входом переключателя, термостатированную плату на которой размещены источник тока, генератор шума, переключатель, первый и второй аттенюаторы, направленный ответвитель и модулятор.

Согласно изобретению, выход фильтра высоких частот соединен с первым входом аналогового мультиплексора, первый, второй и третий выходы которого соединены с одноименными интеграторами, а четвертый выход соединен с входом компаратора, причем выходы первого и второго интеграторов соединены с одноименными входами дифференциального усилителя, выход которого соединен через аналого-цифровой преобразователь со вторым входом блока управления, первый выход которого соединен со вторым входом аналогового мультиплексора.

По сравнению с прототипом предложенный микроволновый радиометр позволяет исключить влияние последовательного алгоритма в цепи обратной связи уравнивания энергии сигнала антенны. Это приводит к повышению точности измерения быстропротекающих радиотепловых процессов. Использование аналого-цифрового преобразователя и дифференциального усилителя позволяет реализовать параллельное функционирование двух режимов работы, что не приводит к ухудшению чувствительности при измерениях медленно изменяющихся радиотепловых процессов.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого микроволнового радиометра.

На фиг. 2 представлены временные диаграммы, поясняющие принцип работы предлагаемого микроволнового радиометра.

Микроволновый радиометр (фиг. 1), содержит источник тока ИТ (6), выход которого через генератор шума ГШ (5) соединен с первым входом переключателя ПК (16), первый выход которого соединен с первым входом направленного ответвителя НО (2) через первый аттенюатор АТТ1 (4). Второй выход направленного ответвителя НО (2) соединен через второй аттенюатор АТТ2 (15) с одноименным входом модулятора М (3). Второй вход направленного ответвителя НО (2) соединен с выходом антенны А (1), а выход соединен с первым входом модулятора М (3). Выход модулятора М (3) соединен с входом фильтра высоких частот ФВЧ (9) через приемник П (7) и импульсный усилитель ИУ (8). Выход компаратора К (11) соединен с первым входом блока управления БУ (12), второй выход которого соединен с третьим входом модулятора М (3), а третий и четвертый выходы соответственно соединены с выходной шиной ВШ (14) и вторым входом переключателя ПК (16). На термостатированной плате ТСП (13) размещены источник тока ИТ (6), генератор шума ГШ (5), переключатель ПК (16), первый АТТ1 (4) и второй АТТ2 (15) аттенюаторы, направленный ответвитель НО (2) и модулятор М (3). Выход фильтра высоких частот ФВЧ (9) соединен с первым входом аналогового мультиплексора АМ (17), первый, второй и третий выходы которого соединены с одноименными интеграторами И1(18), И2 (19) и И3 (20), а четвертый выход соединен с входом компаратора К (11). Выходы первого И1 (18) и второго И2(19) интеграторов соединены с одноименными входами дифференциального усилителя ДУ (21), выход которого соединен через аналого-цифровой преобразователь АЦП (22) со вторым входом блока управления БУ (12). Первый выход блока управления БУ (12) соединен со вторым входом аналогового мультиплексора АМ (17).

Может быть использована или рупорная, или диэлектрическая, или печатная антенна 1(А). Модулятор 3 (М) и переключатель 16 (ПК) могут быть реализованы на основе выпускаемой промышленностью микросхемы PE4257. Приемник 7 (ПР) может быть реализован по схеме прямого усиления или с переносом частоты на основе выпускаемых промышленностью малошумящих усилителей, полосовых фильтров, диодов [Соколов М.А. Проектирование радиолокационных приемных устройств. - М.: Высшая школа. - 1984. - 256 с.].

Фильтр высоких частот 9 (ФВЧ) может быть реализован в виде однозвенных RC-цепей, выполненных на основе резисторов и конденсаторов, выпускаемых промышленностью. Аналоговый мультиплексор 17 (АМ) может быть реализован на основе микросхемы 74HC4051, выпускаемой серийно. Первый 18 (И1), второй 19 (И2) и третий 20 (И3) интеграторы могут быть реализованы на RC-цепях [Фрейтер Р.Н. Синхронный интегратор и демодулятор // Приборы для научных исследований. - 1965. - Т.36, №5. - С. 53]. Компаратор 11 (К) может быть реализован, например, на основе выпускаемой промышленностью микросхемы LM311. Блок управления 12 (БУ) может быть выполнен на базе дискретных логических элементов, хотя для этого также могут быть использованы программируемые логические матрицы или микроконтроллеры. Термостатированная плата 13 (ТСП) выполнена из диэлектрического материала и содержит нагревающий элемент [Горбач П., Лоу Д. Термостаты и охладители в технологических процессах. Конструкции, выбор, применение. - СПб.: ЦОП "Профессия", 2012. - 352 с.]. Первый 4 (АТТ1) и второй 15 (АТТ2) аттенюаторы могут быть реализованы на основе выпускаемых промышленностью высокочастотных резисторах, например, Р1-81. Источник тока 6 (ИТ), импульсный усилитель 8 (ИУ) и дифференциальный усилитель 21 (ДУ) могут быть реализованы на основе микросхемы AD5260, выпускаемой серийно. В качестве направленного ответвителя 2 (НО) может быть использован направленный ответвитель НО16-0,5-26-03Р-03Р, выпускаемый промышленностью. Генератор шума 5 (ГШ) может быть реализован на или лавинно-пролетных диодах, или диодах Ганна, или транзисторах, выпускаемых промышленностью. Аналого-цифровой преобразователь 22 (АЦП) может быть реализован на основе микросхемы AD5260, выпускаемой серийно.

Принцип работы микроволнового радиометра поясняется временными диаграммами на фиг. 2 и заключается в следующем. Блок управления 12 (БУ) формирует сигналы широтно-импульсной и амплитудно-импульсной модуляции. На втором выходе блока управления 12 (БУ) формируется сигнал амплитудно-импульсной модуляции. На четвертом выходе блока управления 12 (БУ) формируется сигнал широтно-импульсной модуляции, а на первом выходе формируются сигналы широтно-импульсной и амплитудно-импульсной модуляции.

Сигнал амплитудно-импульсной модуляции tАИМ представляет собой периодическую последовательность прямоугольных импульсов со скважностью следования, равной двум. Один период амплитудной модуляции состоит из двух полупериодов с равными длительностями (фиг. 2). Сигнал широтно-импульсной модуляции tШИМ представляет собой периодическую последовательность прямоугольных импульсов с переменной длительностью.

Под действием сигналов tАИМ и tШИМ происходит управление модулятором 3 (М), переключателем 16 (ПК) и аналоговым мультиплексором 17 (АМ). В соответствии с временными диаграммами, представленными на фиг. 2, блок управления формирует четыре комбинации сигналов tАИМ и tШИМ.

Если блок управления 12 (БУ) формирует управляющие сигналы tАИМ и tШИМ высокого уровня, то, вход приемника 7(П) связан с антенной 1 (А) через первый вход модулятора 1(М) и направленный ответвитель 2 (НО), а выход генератора шума 5 (ГШ) с первым входом направленного ответвителя 2 (НО) через первый аттенюатор 4 (АТТ1) посредством переключателя 16 (ПК). Выход фильтра высоких частот 9 (ФВЧ) посредством аналогового мультиплексора 17 (АМ) связан с входом первого интегратора 18 (И1).

Следовательно, сигнал ТА антенны 1 (А) поступает на второй вход направленного ответвителя 2 (НО). С выхода направленного ответвителя (НО) на первый вход модулятора 3 (М).

Источник тока 6 (ИТ) осуществляет непрерывное электропитание генератора шума 5 (ГШ). Сигнал ТГШ генератора шума 5 (ГШ) поступает на первый вход направленного ответвителя 2 (НО) через переключатель 16 (ПК) и первый аттенюатор 4 (АТТ1). Далее с выхода направленного ответвителя 2 (НО) через модулятор 3 (М) ТГШ поступает на вход приемника 7 (П).

Таким образом на вход приемника 7 (П) поступает сумма сигналов ТА и ТГШ. С выхода приемника 7 (П) сигналы ТА и ТГШ поступают на первый вход компаратора 1 (К) через импульсный усилитель 8 (ИУ), аналоговый мультиплексор 17 (АМ), первый интегратор 18 (И1) и фильтр высоких частот 13 (ФВЧ), где последовательно выполняются операции усиления, полосовой фильтрации, детектирования, сглаживания и исключения постоянной составляющей. При этом на входе компаратора 11 (К) образуется сигнал:

где ТА - шумовая температура антенны 1 (А);

df - рабочая полоса частот приемника 7 (П);

ТШ - уровень собственных шумов приемника 7 (П);

G - коэффициент передачи приемника 11 (П);

k - постоянная Больцмана;

1 - коэффициент передачи первого аттенюатора 4 (АТТ1).

Посредством аналогового мультиплексора 17 (АМ) сигнал А сглаживается и накапливается в первом интеграторе 18 (И1).

Далее в соответствии с временными диаграммами, изображенными на фиг. 2, блок управления 12 (БУ) формирует комбинацию управляющих сигналов высокого уровня tАИМ и низкого tШИМ. Переключатель 16 (ПК) переходит в закрытое состояние и сигнал ТГШ поглощается.

Первый выход импульсного усилителя 8 (ИУ) через первый вход аналогового мультиплексора 17 (АМ) связан с входом второго интегратора 19 (И2).

При этом аналогично (1) на первом входе компаратора 11 (К) формируется сигнал:

Посредством аналогового мультиплексора 17 (АМ) сигнал В сглаживается и накапливается в втором интеграторе 19 (И2).

Далее, в соответствии с временными диаграммами, изображенными на фиг. 2, блок управления 12 (БУ) формирует сигналы tАИМ и tШИМ низкого уровня. При этом выход генератора шума 5 (ГШ) подключается через переключатель 16 (ПК), второй аттенютор 15 (АТТ2) и модулятор 3 (М) на вход приемника 7 (П).

Первый выход импульсного усилителя 8 (ИУ) через первый вход аналогового мультиплексора 17 (АМ) связан с входом третьего интегратора 20 (И3).

При этом аналогично (1) на первом входе компаратора 11 (К) формируется сигнал:

где ТАТТ2 - шумовая второго аттенюатора 15 (АТТ2);

2 - коэффициент передачи второго аттенюатора 15 (АТТ2).

Посредством аналогового мультиплексора 17 (АМ) сигнал С сглаживается и накапливается в третьем интеграторе 20 (И3).

В зависимости от состояния сигнала на первом выходе компаратора 11 (К) в блоке управления 12 (БУ), при низком уровне tАИМ, происходит регулирование длительности сигнала широтно-импульсной модуляции tШИМ. Если на пером выходе компаратора 11 (К) сформирован сигнал высокого уровня, то длительность сигнала широтно-импульсной модуляции tШИМ уменьшается. Если на первом выходе компаратора 11 (К) сформирован сигнал низкого уровня, то длительность сигнала широтно-импульсной модуляции tШИМ увеличивается. Регулирование осуществляется до тех пор, пока не выполнится равенство вольт-секундных площадей положительного и отрицательного импульсов на первом входе компаратора 11 (К). При этом среднее значение сигнала во втором полупериоде модуляции равно нулю, что фиксируется компаратором 11 (К) в последующем первом полупериоде модуляции, при его сравнении с потенциалом общей шины 23 (ОШ). В этом случае выполняется равенство:

Подставляя (1), (2) и (3) в (4) получим:

Решая (5) относительно tШИМ получим:

Из последней формулы (6) следует линейная зависимость сигнала tШИМ от входного сигнала антенны 1 (А). Следовательно, через эту длительность определяется шумовая температура объекта. Так же из формулы (6) следует, что на длительность широтно-импульсного сигнала не влияют изменения уровня собственных шумов ТШ и коэффициента передачи G приемника 11 (РП). Устранение влияния этих дестабилизирующих факторов указывает на то, что микроволновый радиометр работает по принципу нулевых измерений.

После накопления требуемого количества значений сигнала широтно-импульсной модуляции блок управления 12 (БУ) формирует на выходной шине 14 (ВШ) цифровой код, соответствующий сигналу ТА исследуемого объекта.

В процессе измерений на выходе дифференциального усилителя 21 (ДУ) формируется сигнал пропорциональный разнице накопленных на первом 18 (И1) и втором 19 (И2) интеграторах:

Таким образом на вход аналого-цифрового преобразователя 22 (АЦП) поступает сигнал, пропорциональный разнице сигнала генератора шума 5 (ГШ) (с учетом ослабления во втором аттенюаторе 15 (АТТ2)) и полному коэффициенту передачи. В этом случае результаты измерений не зависят от изменений ТШ, а микроволновый радиометр работает в модуляционном режиме.

Если происходит быстрое (больше величины флуктуационной чувствительности за один период модуляции) изменение шумовой температуры антенны 1 (А), то микроволновый радиометр работая в нулевом режиме, в виду реализации последовательного алгоритма в цепи обратной связи уравнивания энергии сигнала антенны, не успевает изменить величину сигнала широтно-импульсной модуляции, что приводит к значительным ошибкам в измерениях быстропротекающих радиотепловых процессов.

В модуляционном режиме величина ошибки при регистрации быстропротекающих радиотепловых процессов значительно меньше в виду того, что время изменения сигнала на выходе микроволнового радиометра определяется постоянными времени τ соответствующих интеграторов (18 и 19) и не превышает величины 3τ.

Работа в нулевом режиме обеспечивает повышенные точность измерений и флуктуационную чувствительность. Работа в модуляционном режиме обеспечивает пониженную погрешность измерений быстропротекающих процессов. Активация режимов происходит в блоке управления 12 (БУ) при выполнении сравнения результатов измерений с модуляционного и нулевого каналов. Если величина разности измерений превышает заданный порог, определяемый типом исследуемого радиотеплового процесса, то на выходную шину 14 (ВШ) поступают результаты измерений с модуляционного канала. Если величина разности измерений не превышает порога, то на выходную шину 14 (ВШ) поступают результаты измерений с нулевого канала.

Таким образом, предложенный микроволновый радиометр работает в нулевом и модуляционном режимах одновременно. Реализация нулевого режима обеспечивает повышенные метрологические характеристики при исследовании стационарных объектов за счет снижения влияния на результаты измерений изменения собственных шумов и коэффициента передачи приемника микроволнового радиометра и следящей обратной связи, а использование аналогового мультиплексора 17 (АМ), первого 18, второго 19 и третьего 20 интеграторов (И1, И2, И3), дифференциального усилителя 21 (ДУ) и аналого-цифрового преобразователя 22 (АЦП) позволяет реализовать измерения быстропротекающих радиотепловых процессов в модуляционном режиме. В модуляционном режиме погрешность результатов измерений быстропротекающих радиотепловых процессов определяется в основном только величиной постоянной времени интеграторов, без влияния инертности цепи обратной связи. Следовательно, по сравнению с прототипом, в предлагаемом микроволновом радиометре повышена точность измерений быстропротекающих радиотепловых процессов за счет снижения систематической погрешности, обусловленной медленной работой последовательного алгоритма в цепи обратной связи уравнивания энергии сигнала антенны, а обеспечиваемая чувствительность при измерениях медленно меняющихся радиотепловых процессов не уменьшается за счет сохранения постоянных времени интеграторов.

Похожие патенты RU2794063C1

название год авторы номер документа
БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ НУЛЕВОЙ РАДИОМЕТР 2020
  • Филатов Александр Владимирович
  • Сердюков Константин Алексеевич
  • Новикова Анастасия Алексеевна
RU2745796C1
НУЛЕВОЙ РАДИОМЕТР 2016
  • Убайчин Антон Викторович
  • Филатов Александр Владимирович
  • Жук Григорий Григорьевич
  • Алексеев Егор Владимирович
  • Филатова Вера Николаевна
RU2619841C1
МНОГОПРИЕМНИКОВЫЙ НУЛЕВОЙ РАДИОМЕТР 2013
  • Филатов Александр Владимирович
  • Убайчин Антон Викторович
RU2541426C1
НУЛЕВОЙ РАДИОМЕТР 2016
  • Убайчин Антон Викторович
  • Филатов Александр Владимирович
  • Анишин Максим Николаевич
  • Газитов Станислав Радиславович
  • Тарасов Сергей Евгеньевич
  • Уткин Борис Владимирович
  • Филатова Вера Николаевна
RU2642475C2
НУЛЕВОЙ РАДИОМЕТР 2019
  • Убайчин Антон Викторович
RU2698488C1
МНОГОПРИЕМНИКОВЫЙ РАДИОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИННЫХ ТЕМПЕРАТУР ОБЪЕКТА (РАДИОТЕРМОМЕТР) 2014
  • Филатов Александр Владимирович
  • Убайчин Антон Викторович
  • Леханов Александр Геннадьевич
  • Филатова Вера Николаевна
RU2574331C1
РАДИОТЕРМОМЕТР 2021
  • Убайчин Антон Викторович
  • Абдирасул Уулу Тилекбек
  • Жук Григорий Григорьевич
  • Кречетов Денис Сергеевич
  • Щегляков Артем Владимирович
RU2763694C1
ДВУХКАНАЛЬНЫЙ НУЛЕВОЙ РАДИОМЕТР 2008
  • Филатов Александр Владимирович
  • Сербинов Олег Анатольевич
  • Убайчин Антон Викторович
RU2393502C1
НУЛЕВОЙ РАДИОМЕТР 2010
  • Филатов Александр Владимирович
  • Убайчин Антон Викторович
  • Жуков Никита Олегович
RU2439594C1
РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ В ШИРОКОЙ ПОЛОСЕ ЧАСТОТ 2017
  • Филатов Александр Владимирович
  • Филатов Николай Александрович
  • Тарасов Сергей Евгеньевич
RU2675670C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 794 063 C1

Реферат патента 2023 года МИКРОВОЛНОВЫЙ РАДИОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения характеристик электромагнитного поля, и может быть использовано, например, в дистанционном зондировании, неразрушающем контроле, дистанционном измерении температуры. Микроволновый радиометр содержит источник тока (6), выход которого через генератор шума (5) соединен с первым входом переключателя (16), первый выход которого соединен с первым входом направленного ответвителя (2) через первый аттенюатор (4), а второй выход соединен через второй аттенюатор (15) с одноименным входом модулятора (3), второй вход направленного ответвителя (2) соединен с выходом антенны (1), а выход соединен с первым входом модулятора (3), выход которого соединен с входом фильтра высоких частот (9) через приемник (7) и импульсный усилитель (8), выход компаратора (11) соединен с первым входом блока управления (12), второй выход которого соединен с третьим входом модулятора (3), а третий и четвертый выходы соответственно соединены с выходной шиной (14) и вторым входом переключателя (16), термостатированную плату (13), на которой размещены источник тока (6), генератор шума (5), переключатель (16), первый (4) и второй (15) аттенюаторы, направленный ответвитель (2) и модулятор (3), согласно изобретению выход фильтра высоких частот (9) соединен с первым входом аналогового мультиплексора (17), первый, второй и третий выходы которого соединены с одноименными интеграторами (18), (19) и (20), а четвертый выход соединен с входом компаратора (11), причем выходы первого (18) и второго (19) интеграторов соединены с одноименными входами дифференциального усилителя (21), выход которого соединен через аналого-цифровой преобразователь (22) со вторым входом блока управления (12), первый выход которого соединен со вторым входом аналогового мультиплексора (17). Технический результат при реализации заявленного решения заключается в повышении точности измерений быстропротекающих радиотепловых процессов без ухудшения чувствительности измерений медленно изменяющихся радиотепловых процессов. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 794 063 C1

Микроволновый радиометр, содержащий источник тока, выход которого через генератор шума соединен с первым входом переключателя, первый выход которого соединен с первым входом направленного ответвителя через первый аттенюатор, а второй выход соединен через второй аттенюатор с одноименным входом модулятора, второй вход направленного ответвителя соединен с выходом антенны, а выход соединен с первым входом модулятора, выход которого соединен с входом фильтра высоких частот через приемник и импульсный усилитель, выход компаратора соединен с первым входом блока управления, второй выход которого соединен с третьим входом модулятора, а третий и четвертый выходы соответственно соединены с выходной шиной и вторым входом переключателя, термостатированную плату, на которой размещены источник тока, генератор шума, переключатель, первый и второй аттенюаторы, направленный ответвитель и модулятор, отличающийся тем, что выход фильтра высоких частот соединен с первым входом аналогового мультиплексора, первый, второй и третий выходы которого соединены с одноименными интеграторами, а четвертый выход соединен с входом компаратора, причем выходы первого и второго интеграторов соединены с одноименными входами дифференциального усилителя, выход которого соединен через аналого-цифровой преобразователь со вторым входом блока управления, первый выход которого соединен со вторым входом аналогового мультиплексора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2794063C1

НУЛЕВОЙ РАДИОМЕТР 2010
  • Филатов Александр Владимирович
  • Убайчин Антон Викторович
  • Жуков Никита Олегович
RU2439594C1
Способ дистанционного определения термодинамической температуры быстропротекающего процесса, развивающегося в радиопрозрачном объекте, устройство для его осуществления, способы калибровки устройства и генератора шума в составе этого устройства 2018
  • Иконников Владимир Николаевич
  • Канаков Владимир Анатольевич
  • Корнев Николай Сергеевич
  • Минеев Кирилл Владимирович
  • Назаров Андрей Викторович
  • Орехов Юрий Иванович
  • Седов Александр Анатольевич
RU2698523C1
РАДИОМЕТР 2002
  • Филатов А.В.
RU2211455C1
Статья: "МИКРОВОЛНОВЫЙ РАДИОМЕТР ДЛЯ ВАЛИДАЦИИ СПУТНИКОВЫХ ДАННЫХ ТЕМПЕРАТУРНО-ВЛАЖНОСТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ", Радиотехнические и телекоммуникационные системы, 2013
US 7088086 B2, 08.08.2006.

RU 2 794 063 C1

Авторы

Убайчин Антон Викторович

Щегляков Артем Владимирович

Абдирасул Уулу Тилекбек

Даты

2023-04-11Публикация

2022-10-01Подача