Модуляционный радиополяриметр Советский патент 1991 года по МПК G01S13/95 

Изобретение относится к радиолокации и связи и может быть использовано для прецизионного анализа поляризации электромагнитных воля в радиоастрономии, антенной технике.

Целью изобретения является повышение точности измерений. На чертеже представлена структурная электрическая схема модуляционного радиополяриметра,

Модуляционный радиополяриметр содержит турникетный разделитель 1 поляризаций, электрически управляемые ксроткозамыкатели 2 и 3, модулятор 4 поляризаций, гибридное кольцо 5, содержащее два модулятора 6 и 7 интенсивности, первый измерительный канал 8, содержащий первый и второй синхронные детекторы 9 и 10, второй измерительный канал 11, содержащий тре31

тий и четвертый синхронные детекторы 12 и 13, первый генератор 14 прямоугольных импульсов, второй генератор

15прямоугольных импульсов, делители

16и 17 напряжения первого измери- тельного канала, делители 18 и 19 напряжения второго измерительного канала, первый параллельный сумматор

20, второй параллельный сумматор 21,

Модуляционный радиополяриметр рабо тает следующим образом.

Излучение поступает я круглый волновод турникетного разделителя 1 поляризаций. Поляризованные составляющие волны делятся между плечами турникетногэ соединения в различных соотношениях в зависимости от электрически управляемой длины электричес- ки управляемых короткозамыкателей 2 и 3 и через незакороченчые плечи тур- никетного соединения поступают на вхо модулятора 4 поляризаций. Если длины плеч равны 5/8 7i и 7/8 А , то поляризованная по правому коугу часть излучения направляется в эдно входное плечо модулятора 4 поляризаций, составляющая, поляризованная по левому кругу, - в другое входное плечо модулятора 4 поляризаций, а все другие составляющие делятся поровну между входными плечами модулятора 4 поляризаций. Если же длины плеч турникетного соединения равны 3/4 Д и ft , то

I с °

линейно поляризованная под углом 45 к прямоугольным волновоцам турникет- ного соединения компонента направляется в одно входное плечо модулятора

4поляризаций, ортогональная линейно поляризованная компонента (с позиционным углом 135°) - в другое вход- ное плечо модулятора 4 поляризаций,

а все другие составляющие делятся поров iy между входными плечами моду- лятора 4 поляризаций. Сигнал с выхода модулятора 4 поляризаций поступа- ет в гибридное кольио 5„ содержащее два модулятора 6 и 7 интенсивности. Параметры модуляторов 6 и 7 интенсивности подобраны так, чтобы в один полупериод управляющего модуляторами интенсивности напряжения, когда электрические длины короткозамкнутых плеч турникетного соединения равны

5fl/8 и , весь исследуемый сигнал направлялся в первый измеритель- ный канал 8, а в другой полупериод управляющего напряжения, когда длины короткозамкнутых плеч турникетного соединения равны 3 AM и Д , весь

144

исследуемый сигнал направлялся во втрой измерительный канал 11, Первые и третий синхронные детекторы 9 и 12 первого и второго измерительных каналов 8 и 11 измеряют параметр Сток- са I, На выходе второго синхронного детектора 10 первого измерительного канала 8 возникает напряжение, пропорциональное

Я

V

м,

где U и V - параметры Стокса исследуемого излучения, К2 - коэффициент пропускания мощности через неидеально закрытые волноводно-щелевые диафрагмы электрически управляемых ко- роткоэамыкателей, и поступает на делители 16 и 17 напряжения, На выходе четвертого синхронного детектора 13 второго измерительного канала 11 возникает напряжение, пропорциональное + , где k - коэффициент пропускания мощности через неидеально открытые волноводно щелевые диафрагмы электрически управляемых короткозамыкателей, и поступает на делители 18 и 19 напряжения. Наинвертирующий вход параллельного сумматора 20 соединен с выходом второго синхронного детектора 10, т.е. на неинвертирующем входе параллельного сумматора 20 действует нап/- I

ряжение + -vj1-k2V, и если на

инвертирующий вход параллельного сумматора 20 с делителями 18 и 19 напряжения поступает часть входного напряжения делителя, равная - k7/-Jk J,

т.е. напряжение jkgU +J г-(1--Ц ) V,

то на выходе параллельного сумматора 20 образуется напряжение„ пропоре.

циональное A|1-k V -Jr( l-k)V, т.

зависящее только от параметра Стокса V. Коэффициент пропорциональности выходного напряжения и параметра Стокса V устанавливается равным единице путем подбора сопротивления обратной связи параллельного сумматора 20, Аналогично на неинвертирующем входе параллельного сумматора 21 действует напряжение , , и если на инвертирующий вход параллельного сумматора 21 с делителя 16 и 17 напряжения поступает часть входного

напряжения делителя, равная -|l-k. /

/ji-4,

т.е.

напряжение

+ , то на выходе параллельного сумматора 21 образуется напряжение,

I- ГТ-k пропорциональное , U -- --г-k U,

10

т.е. зависящее только от параметра Стокса U. Коэффициент пропорциональности выходного напряжения и параметра Стокса U устанавливается равным единице путем подбора сопротивления обратной связи параллельного сумма- 15 тора 21.

Таким образом, погрешность, вносимая в измеряемые параметры за счет неидеальности короткозамыкателей, резко уменьшается и точность измерения параметров Стокса полностью поляризованной волны увеличивается.

Формула изобретения

Модуляционный радиополяриметр, содержащий турникетный волноводный разделитель поляризаций с первым и вторым короткозамыкающими поршнями с электрически управляемой длиной, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам модулятора поляризаций, кольцевой волноводный резонатор с двумя модуляторами интенсивности, первым входом соединенный с выходом модулятора

5

0

5

0

5

поляризации, а первым и вторым выходом подключенный соответственно к параллельно соединенным первым входам первого и второго синхронных детекторов и параллельно соединенным первым входам третьего и четвертого синхронных детекторов, первый генератор прямоугольных импульсов, первым выходом подключенный к второму входу первого синхронного детектора, вторым выходом подключенный к второму входу третьего синхронного детектора, третьим и четвертым выходами подключенный к управляющим входам первого и второго модуляторов интенсивности кольцевого волноводного резонатора, пятым и шестым выходами подключенного соответственно к управляющим входам короткоза- мыкающих поршней с электрически управляемой длиной, второго генератора прямоугольных импульсов, первым выходом подключенного к третьему входу модулятора поляризаций, вторым и третьим выходами ПОДКЛЮЧЕННОГО соответственно к вторым входам второго и четвертого синхронных детекторов, от- лишающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены первый и второй сумматоры, неинвертирующие входы которых соединены соответственно с выходами второго и четвертого синхронных детекторов, а инвертирующие входы через делители напряжений соединены соответственно с выходами четвертого и второго синхронных детекторов.

Изобретение относится к радиолокации и связи и может быть использовано для прецизионного анализа поляризации электромагнитных волн в радиоастрономии, антенной технике . Целью изобретения является повышение точ- . ности измерения параметров Стокса, Модуляционный радиополяриметр содержит турникетный разделить поляризации с электрически управляемым коротко замыкателями и модулятором поляризации, выход которого через гибридное кольцо с двумя модуляторами интенсивности соединен с первым и вторым измерительными каналами, каждый из которых имеет два выходных синхронных детектора, и два генератора прямоугольных импульсов, один из которых соединен с электрически управляемыми короткозамыкателями, модуляторами интенсивности, первыми синхронными детекторами первого и второго измерительных каналов, а другой имеет удвоенную частоту и соединен с модулятором поляризации и вторыми синхронными детекторами первого и второго измерительных каналов, и дополнительно введенные два делителя напряжения, подключенные к выходам вторых синхронных детекторов первого и второго измерительных каналов, и два параллельных сумматора, неинвертирующий вход каждого из которых соединен с выходом второго синхронного детектора измерительного канала, а инвертирующий вход - с выходом делителя напряжения, расположенного в другом измерительном канале, 1 ил, (Л о оо 00 N5