Многоканальный радиометр Советский патент 1985 года по МПК G01R29/08 

Изобретение относится к области радиоизмёрительной техники, а именно к измерителям радиоизлучения в радиоастрономии, в системах пассивной радиолокации, при радиофизических ис- 5 следованиях, а также к измерителям интенсивности шумовых сигналов.

Цель изобретения - упрощение уст-, ройства.

На чертеже изображена функцио- О нальная схема многоканального радио- метра.

Многоканальный радиометр содержит п входов 1,п медленнодействующих коммутаторов 2 , г эталонных нагрузок 15 опорных трактов А , п быстродействукнцих коммутаторов 3 п смесителей 6, и гетеродинов 7, п делителей 8 мощности на два канала, п линий 9 задержки, сумматор 10 20 мощности с 2п входами, УПЧ 11, делитель 12 мощности на 1 + 1 каналов, п линий 13 задержки, п перемножителей 14 , п усилителей 15 низкой час-: тоты, п фазовых детекторов 16 , п фильтров 17 низкой частоты, п узлов, 18 управления коммутацией, где 1 1, 2, .,.- номер канала.

Многоканальный радиометр работает следующим образом.30

В каждом канале сигнал со своего входа 1 через медленнодействующий коммутатор 2, периодически подключакщий к своему выходу либо первый, либо второй вход (т.е. пропускающий 35 периодически либо сигнал со .своего входа 1, либо сигнал со своей эталонной нагрузки 3 , что необходимо для периодической калибровки радиометрической щкалы канала), поступает 40 на быстродействующий коммутатор 5 . Последний непрерывно с высокой частотой подключает свой выход поочередно либо к первому, либо к второму входу (для сравнения шумовой температуры 45 исследуемого сигнала с шумовой температурой сигнала поступающего из опорного тракта 4). Далее сигнал поступает на смеситель6 и его частота соответственно преобразуется. 50

Сигнал Uc(t) с выхода смесителя 6 поступает на вход делителя 8 мощности на два канала, оба выхода которого соединены с двумя входами сумматора 10 мощности с 2п входами, 55 причем первый выход делуителя 8 мощ-. ности на два канала соединен с входом сумматора 10 мощности с 2 п

.входами через линию 9 задержки, а второй Bf-ход - непосредственно. ПОЭТОМУ сигнал состоит из задержан-

незадержанной компо.ной

Uci(ij

Так как процесс модунент

Я

ляции сигналов в рассматриваемом случае не играет роли, дальнейшие рассуждения приводятся для условия отсутствия модуляции.

Сигнал на выходе сумматора 10 мощности с 2 г входами с учетом всех каналов можно записать в следукщем

виде:

п

(4i()j , (1)

где- L. - длительность задержки, осуществляемая 1-й линией 9 задержки.

Сигнал с выхода сумматора 10 мощности с 2п входами поступает на УПЧ 11.

В УПЧ к сигналу добавляются внутренние шумь усилителей. После УПЧ 11 сигналы имеют ширину спектра uf и могут быть соответственно представлены в виде

)) id

Указанные сигналы поступают на вход делителя 12 мощности на (п + +1) каналов, на каждом выходе которого будет, сигнал, равный ,Д1К,(-;,)-Сз

U(t + 1) L-CI-- С1Х , i,j

Сигнал (3) с выхода делителя 12 мощности на ( п + 1) каналов поступает через линию задержки 13 на первый вход перемножителя 14 , а на его второй вход сигнал (3) поступает с выхода делителя 12 мощности на (и + 1) каналов непосредственно.

Таким образом, на первые и вторые входы перемножителя 14 поступают соответственно сигналы

4-1

k

(t-J)U,(b2t)

ntf

Uu,W

. сигналы перемножаются, и далее результирунхций сигнал поступает на выход канала через последовательно соединенные усилитель 15.низкой частоты, фазовый детектор 16 и фильтр 17 низкой частоты (ФНЧ). В результате усредненияв ФНЧ. на выходе канала присутствует лишь одна компонента, среднее значение которой не равно нулю. Величина зтой компоненты равна-у/---ту PCI Д С1 - мощность сигнала на входе первого канала. Все остальные сигнальные компонен ты, возникающие при перемножении выр жений (5) и (4), будут равны нулю, так как они представляют собой резул тат усреднения произведений взаимонекоррелированных сигналов. Эта некоррелированность обусловлена тем, что входящие в произведения сигналы либо относятся к разным каналам, либо разность их аргументов превышает время корреляции, Тактм образом, на выходе каждого канала предлагаемого многоканального радиометра выделяется сигнал, пропорциональный мощности сигнала на входе соответствукщего канала, что и является основной задачей радиометра. Так как компоненты собственных шумов УПЧ 11 задержаны друг относительно друга на время, превышающее время корреляции, то они оказываются некоррелированными между собой и, следовательно, на выходе перемножителя соответствующая постоянная составляющая будет равна нулю.

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РАДИОМЕТР, содержащий п входов с подсоединенными к ним соответственно п каналами, в каждом из которых к входу многоканального радиометра подсоединен первый вход медленно действующего коммутатора, к второму входу которого подсоединена эталонная нагрузка а к выходу - первый вход быстродействукяцего коммутатора, к второму входу которого подсоединен опорный тракт, а к выходу - первьй вход смесителя, к второму входу которого подсоединен гетеродин, усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные усилитель низкой частоты, фазовьй детектор и фильтр низкой частоты, узел управления коммутацией, выходами соединенный с управляющими входами быстродействующего коммутатора и фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства j в него дополнительно введены п делителей мощности на два канала, каждый из которых входом подключен к выходу соответствующего смесителя, одним выходом непосредственно, а другим - через линию задержки, в которой осуществляется задержка сигнала на время f. , подключены к соответствующим входам введениого сумматора мощности с 2п входами, выход которого подключен к входу усилителя промежуточны частоты, выход которого подключен к входу введенного делителя мощност на п + 1 каналов, каждый из h выходов которого подключены через дополнительно введенную линию задержки, в каждой из которых.осуществляется задержка сигнала на время ji первому входу соответствующего введенного перемножителл, вторые входы которых соедине{ш с п + 1-ым выходом делителя мощности на п + 1 каналов Од непосредственно причем длительность О) задержки всех линий задержки выбирают из условия l(iH)-%i 2л f -f 4i-4i « 1 1, 2, , n Af где номер канала ширина спектра сигнала.