Устройство для определения параметра когерентности Советский патент 1990 года по МПК G01R29/08 

9

. Ф $«./

Изобретение относится к дистанционным способам измерения параметров атмосферы путем зондирования ее им- цульсно-модулированным электромаг- нитным полем СВЧ-диапазона.

Цель изобретения - сокращение времени за счет определения параметра Когерентности по одному импульсу и повышение точности.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства для изменения параметра когерентности; яа фиг. 2 - антенная система; на фиг. 3 - диаграммы направленности антенной системы

Устройство для определения пара- Метра когерентности содержит антенную систему 1, первый, второй, третий, четвертый и пятый суммарно-разност- Ные блоки 2-6, два логарифмических Приемника 7; 8 к блок 9 вычитания.

Антенная система 1 содержит параболическое зеркало 10, первый и второй облучатели 11 и 12, выполненные Моноимпульсными. В первом и втором Ьблучателях 11 и 12 установлены соот- |ветственно по два возбудителя 13 и 14, 15 и 16, на разностном выходе hHToro суммарно-разностного блока 6 диаграмма направленности антенной системы 1 имеет вид 17, а на суммарном выходе этого блока имеет вид 18.

Устройство для определения параметра когерентности работает следующим образом.

Сигналы с выходов первого и ВТОРОГО облучателей 11 и 12 антенной системы 1, которыми служат выходы воз- будителей 13-16, поступают на входы первой и второй суммарно-разностных блоков 2 и 3. С суммарных выходов суммарно-разностных первого и второго блоков 2 и 3 сигнал поступает на вхо- ды третьего суммарно-разностного блока 4, ас разностных выходов этого блока на входы четвертого суммарно- разностного блока 5 с разностного выхода третьего суммарно-разностного блока 4 и с суммарного выхода четвертого суммарно-разностного блока 5 сиг нал поступает на входы пятого суммар- но-разнос тного блока 6, с выходов которого через логарифмические приемники 7 и 8 поступает на входы блока 9 вычитания, выход которого является выходом устройства, огибающая сигнала поступает на входы блока 9 вычитания,

сигнал с выхода которого пропорционален параметру когерентности.

Антенная система 1 устройства для определения параметра когерентности ориентируется по максимуму сигнала с выхода схемы вычитания.

Энергия радиоимпульса от источника излучения переотражается параболическим зеркалом 10 и собирается в его фокальной области. Пространственный спектр энергии источника излучения переизлученного атмосферой в фокальную область зеркальной антенны для регулярной и рассеянной составляющих электромагнитного поля различен. Энергия пространственного спектра регулярной составляющей сое- редоточена в центре фокального пятна, а пространственный спектр рассеянной составляющей более широкий. Рассеиваясь на турбулентных неоднорсдностях атмосферы, рассеянная составляющая приходит также и с направлений, отличных от основного, в отличие от регулярной составляющей пространственного спектра электромагнитного поля, приходящей только с основного направления. Это свойство пространственных спектров регулярной и рассеянной составляющих ноля позволяет осуществить их раздельный прием.

Устройство для определения параметра когерентности на суммарном выходе пятого суммарно-разностного блока 6 выделяет энергию пространственного спектра рассеянной составляющей электромагнитного поля в точке приема, так как диаграмма направленности с этого выхода имеет максимум в направлении нулей пространственного спектра регулярной составляющей к широкий ,и глубокий минимум в направлении максимума энергии пространственного спектра электромагнитного поля регулярной составляющей. На разностном выходе пятого суммарно-разностного блока 6 диаграмма направленности имеет максимум в направлении прихода регулярной составляющей сигнала.

Следовательно по углам прихода энергии пространственного спектра регулярной составляющей вследствие данного свойства устройства ке требуется точного ориентирования антенной системы 1 устройства на основное направление, так как точность определения параметра когерентности гфедлагаемым способом и устройством слабо зависит от точности ориентирования антенной системы 1.

Энергия из локальной области параболического зеркала 10 поступает на облучатели 11 и 12 и в них возбужда- ются волны 2 типов Н,0 и Н

lio

Сигналы регулярной составляющей электромагнитного поля с разностного выхода пятого суммарно-разностного блока 6 и сигнал рассеянной составляющей с суммарного выхода этого блока 6 поступают на два логарифмических приемника 7 и 8. Сигналы в логарифмических приемниках 7 и 8 преобразуются на промежуточную частоту, усиливаются, детектируются и поступают на входы блока 9 вычитания. Сигналы, формируемые на входах логарифмических приемников 7 и 8, пропорциональны энергиям пространственных спектров электромагнитного поля в месте приема регулярной и рассеянной составляющих, а сигнал на выходе вычитающего устройства 9 пропорционален отношению энергий регулярной и рассеянной сое- тавляющей пространственного спектра электромагнитного поля источника излучения в месте приема, т.е. сигнал на выходе вычитающего устройства 9 пропорционален величине параметра

когерентности электромагнитного поля источника излучения в месте приема,, Формула изобретения

Устройство для определения параметра когерентности, содержащее антенную систему, снабженную двумя облучателями, два логарифмических приемника , отличающееся

тем, что, с целью сокращения времени за счет определения параметра когерентности по одному импульсу и повышения точности, облучатели выполнены моноимпульсными, введены пять суммар5 но-разностных блоков и блок вычитания, облучатели расположены в фокальной плоскости антенной системы симметрично относительно фокуса, выходы каждого облучателя соединены с входа0 ми первого и второго суммарного разностного блока соответственно, сум- марные выходы которых подключены к входам третьего суммарно-разностного блока, а разностные выходы - к входу

5 четвертого суммарно-разностного блока, суммарный выход третьего и разностный выход четвертого суммарно- разностного блока подключены к входу пятого суммарно-разностного блока,

Q выходы которого через логарифмические приемники соединены с входами блока вычитания, выход которого является выходом устройства.

Изобретение относится к технике измерения параметров атмосферы путем зондирования ее импульсно-модулированным электромагнитным полем СВЧ-диапазона. Цель изобретения - сокращение времени за счет определения параметра когерентности по одному импульсу и повышение точности. Для этого устройство для определения параметра когерентности содержит антенную систему 1, состоящую из параболического зеркала и двух моноимпульсных облучателей, суммарно-разностные блоки 2-6, логарифмические приемники 7 и 8 и блок вычитания 9. 3 ил.

К

15

13

10

Фиг. 2

Фиг.З

и -. sin б

л.