Устройство для калибровки широкоапертурных излучателей шума Советский патент 1979 года по МПК G01R29/08 

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике.

Известно устройство для калибровки широкоапертурных излучателей шума, содержащее опорньш излучатель с известной яркостной температурой и компаратор, соединенный с приемной антенной, установленной внутри полости с радиопоглощающими стенками, при этом перед открытым концом полости размещена апертура излучателя.

Однако известное устройство не обеспечивает калибровки широкоапертуркых изЛучателей шума в сверхвысокочастотном диапазоне.

Цель изобретения - обеспечение калибровки широкоапертурных излучателей шума в сверхвысокочастотном диапазоне.

Для этого в устройстве для калибровки широкоапертурных излучателей шума, содержащем опорный излучатель с известной яркостной температурой и компаратор, соединенный с приемной антенной, установленной внутри полости с радиопоглощающими стенками, при этом перед открытым концом полости размещена апертура излучателя, ПОЛОСТЬ с радиопоглопдающими стенками и ее открытый конец выполнены с размерами, соизмеримыми с длиной рабочей волны, при этом исследуемый излучатель . снабжен обрамлением из радиопоглошающего материала, яркостная температура которого близка к его термодинамической температуре, а его температура отлична от температуры исследуемого излучателя.

На чертеже приведена Конструкция устройства.

Устройство для калибровки широкоапертурных излучателей шума содержит опорный излучатель 1 с известной яркостной температурой и компаратор 2, соединенный с приемной антенной 3, установленной внутри полости 4 с радиопоглощаюшпми стенками 5, при этом перед открытым концом 6 полости 4 размещена апертура 7 опорного излучателя 1 или апертура 8 исследуемого излучателя 9, полость 4 с радиопоглощающими стенками 5 и ее открытый конец 6 выполнены с размерами, соизмеримыми с

длиной рабочей волны, исследуемый излучатель 9 снабжен обрамлением 10 из радиопоглощающего материала, яркостная температура которого близка к его термодинамической температуре, а его температура отлична от температуры исследуемого излучателя 9. Устройство работает следующим образом. Калибровка осуществляется в два этапа: измерение опорного уровня и измерение искомых характеристик температурного ноля в апертуре 8 исследуемого излучателя 9. Нахождение опорного уровня состоит в следующем. Полость 4 с помещенной внутри нее приемной антенной 3 устанавливается таким образом, чтобы апертура открытого конца 6 была полностью закрыта опорным излучателем I с известной яркостной температурой. Производится измерение мощности РО шумового сигнала, принятого приемной антенной 3. Для нахождения средней эффективной яркостной температуры Т,-, радиуса R эквивалентной апертуры и неравномерности Д Tj, эффективной яркостной температуры внутри эквивалентной апертуры исследуемого излучателя 9 производятся операции. На месте опорного излучателя 1 устанавливается исследуемый излучатель 9 так, чтобы апертура 8 и апертура открытого конца 6 полости 4 находились в непосредственной близости друг от друга. Апертура открытого конца 6 перемещается относительно апертуры 8, последовательно перекрывая всю аперпуру 8, включая края. Шаг перемещения равен половине характерного размера апертуры открытого конца 6. В каждом щаге фиксируют координаты х;, Y; центра апертуры открытого конца 6 (для некруглых апертур - центра масс, считая массу равномерно распределенной по апертуре открытого конца 6 тонким слоем) в плоскости апертуры 8. Измеренные значения мощности Р- и вычисленнь е величины Тр в i-M таге измерений приписываются точке в апертуре 8 с координатами х-, jV;При измерении Ру на краях апертуры 8 возможно возникновение погрешностей за счет влияния фона за исследуемым излучателем 9 и дифракции волн на кромках. С целью исключения этих погрешностей по краям апертуры 8 устанавливается обрамление 10 в виде кольца из радиопоглощающего материала, например, тина «кварц П1ириной 1 (1,5--2,0)Д,, где .Л. - длина рабочей ВО.ШЫ. В каждом положении апертуры открытого конца 6 относительно апертуры 8 производится измерение принимаемой мощности Р (х, Y), гд,е X, Y - координаты центра апертуры открытого конца 6 в плоскости апертуры 8, и вычисляется яркостная температура Т., (х, у) из следующих соображений. Мощности Р, Р пропорциональны абсолютным ярк(;стным температурам , Т опорного и исследуемого излучателей I, 9. измеренным относительно температуры Тф окружающей среды (фона). Учитывая, что Тол дТ„ -коэффициент черноты, TO - абсолютная термодинамическая температура опорного изл чателя 1, выражение для нахождения яркостной температуры калибруемого из.тучателя принимает следующий вид: .. (oTi Тф), гдеЫ -Ь. По графику или таблице значений Tj, Гх,у) находят величину эффективного радиуса Rg, например, на уровне 0,5 максимального значения Тц (х, у) в апертуре 8, внутри окружности с радиусом Rg, определяют среднее значение яркостной температуры в апертуре 8. Для некруглых апертур 8 граница эквивалентной апертуры определяется как геометрическое место точек, в которых измеренная яркостная температура одинакова и равна, например, уровню 0,5 от максимального значения. Из зависимости Т (х, у) определяют также неравномерность температуры в апертуре 8, как максимальное значение разно..сти А Тд яркостных температур в двух точках, отстоящих друг от друга на расстоянии не менее одного щага измерений, причем точки на границе эквивалентной апертуры не рассматриваются. При этом необходимо учитывать с,тедующее. «Нечернота опорного излучателя 1 учитываетс я заранее, поскольку считается известной яркостная температура в апертуре 7. Результатом измерения устройства является яркостная температура в апертуре 8 исследуемого излучателя 9, поэтому «нечернота последней может вносить погрешность в измерения в случае, если она является переменной. Постоянство «черноты исследуемого излучателя 9 должно обеспечиваться его конструкцией. Устройство позволяет производить калибровку щирокоапертурных излучателей щума в сверхвысокочастотном диапазоне. Формула изобретения Устройство для калибровки широкоапертурных излучателей шума, содержащее опорный излучатель с известной яркостной температурой и компаратор, соединенный с приемной антенной, установленной внутри полости с радиопоглощающими стенками, при этом перед открытым концом по.пости разметена апертура излучателя, отличающееся тем, что, с целью обеспечения калибровки ишрокоапертурных излучателей шума в

сверхвысокочастотном диапазоне, полость с радиопоглощающими стенками и ее открытый конец выполнены с размерами, соизмеримыми с длиной рабочей волны, при этом исследуемый излучатель снабжен обрамлением из радиопоглоп.,аюпхего материала, яркостная температура которого близка к его термодинамической температуре, а его температура отлична от температуры исследуемого излучателя.