Устройство для дистанционного зондирования окружающей среды Советский патент 1982 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к дистанционному зондированию атмосферы и подстилающей поверхности и, в частности, может быть использовано для определения интегральной влажности атмосферы, влаго.содержания облаков и интенсивности осадков.

Известны устройства для дистанционного зондирования окружающей среды, содержащие последовательно соединенные антенную системУг модулятор, усилитель высокой частоты, детектор, усилитель низкой частоты, синхронный детектор и фильтр нижних частот, а также генератор модулирующего напряжения, выход которого соединен с управяяющим входом модулятора и управлякядим входом синхронного детектора СИ ,

i Однако при измерениях уходящего радиотеплового излучения, интенсивность которого принято характеризовать яркостной температурой; возникает проблема калибровки радиометра, так как при изменении коэффициента передачи усилительного тракта, выходной результат модуляционного радиометра будет содержать ошибку пропорциональную разнице яркостных температур принимаемого и эталонного излучений .

Другие недостатки использования трех автономных радиометров с индивидуальными антенными системами состоят в появлении дополнительное погрешности измерений, возникакхцей за счет вэгшмного влияния радиометров друг на друга и громоздкости получа емого комплекса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для дистанционного зондирования окружающей среды, содержащее антенную систему и три радиометрических , каждый из которых выполнен в виде генератора модулирующего напряжения, гетеродина, автоматического регулятора усиления и последовательно соединенных медленнодействующего коммутатора, быстродействующего коммутатора, первого вентиля, смесится, усилителя промежуточной частоты/ квадратичного детектора,-усилителя низкой частоты, синхронного детектора и фильтра низкой частоты, причем выход генератора модулирующего напряжения подключен к управляющему входу 30 быстродействующего коммутатора, ко второму входу которого подключена тепловая нагрузка, вход автоматического регулятора усиления соединен с выходом усилителя низкой частоты, выход автоматического регулятора, усиления подключен к управляющему входу усилителя промежуточной часто ты, а выход гетеродина подключен ко второму входу смесителя. Это устройство позволяет организовать калибровку по источнику излучения с низкой яркостной температурой, в качестве такого источника ис пользуетх:я излучение космического пространства принимаемое специальной антенной, ориентированной таким образом, чтобы излучение Земли в нее не попадало 23, У такой калибровки главный недостаток заключается в непостоянстве уровня сигнала, принимаемого из космоса, за счет периодического попадания в поле зрения калибровочной антенны таких участков, радиояркостная температура которых значительна. Это может происходить при направлени калибровочной антенны на Солнце, на Луну или на источники радиоизлучений из космоса. Кроме i;oro, сама калибровочная антенна может являться источником по мех, а антенно-фидерный тракт требует дополнительного температурного контроля и ciaM является источником Ошибок в определении температуры кос лдаческого излучения, известное техни ческое решение также незащищеннее от перекрестных наводок, вызываемых генератором модулирующих напряжений каждого из радиометрических каналов, которые могут приводить к появлению дополнительных оишбок в результирующем сигнале. Как показывает 1фактика обработки и использования информации рт извест ного объекта, разделение из мерения и калибровки, проводимых одновременно во scex трех каналах, во-первых, приводит к значительному интервалу между калибровками, вследствие чего из-за медленных уходов па раметров аппаратуры может существенн возрасти погрешность определения яркостных температур и, во-вторых, при водит к потере информгодии с тех учас ков поверхности, которые пройдены в период калибровки. Вследствие этого увеличиваются ошибки дистандионно Х) зондирования. Цель изобретения -- повышение точности дистанционных измерений за сче обеспечения одновременного проведени измерения и калибровки. Для достижения поставленной цели в устройство для дистанционного зондирования окружающей среды, содержащее антенную систему и три радиометрических канала, каждый из которых выполнен в виде генератора модулирунадего напряжения, гетеродина, автоматического регулятора усиления и последовательно соединенных медленнодействующего коммутатора, быстродействующего коммутатора, первого вентиля, смесителя, усилителя промежуточной частоты, квадратичного детектора, усилителя низкой частоты, синхронного детектора и фильтра низкой частоты, причем выход генератора модулирующего напряжения подключен к управляющему входу быстродействующего коммутатора, ко второгчу входу которого подключена-тепловая нагрузка, вход автоматического регулятора усиления соединен с выходом усилителя низкой частоты, выход автоматического регулятора усиления подключен к управляющему входу усилителя промежуточной частоты, а выход гетеродина подключен ко второму входу смесителя, введены блок команд, первый и второй коммутаторы, антенная система выполнена в виде параболического отражате,ля и трех облучателей, установленных в фокальной плоскости отражателя и соединенных волноводными трактами со входами соответствующих-радиометрических каналов, в каждый из которых введены последовательно соединенные генератор шума, второй вентиль и аттенюатор , шокод которого подключен ко второму входу медленнодейстаунщего ко1УП «утатора и последовательно соеди(Иенные коммутатор модулирукацего напряжения и- инвертор, выход которого ; соединен со вторым выходом коммутато- : рам модулирующего напряжения и с управля1ови м входом синхронного детектора, при -этом управляющие входда генератора шума, медленнодействующего коммутатора и коквлутатора модулирующего напряжения каждого радиометрического канала подключены к выходам блока команд, десятый .выход блока команд подключен к первому управляющему входу первого коммутатора и второму управляющему входу второго коммутатора, одиннадцатый выход блока команд подключен ко второму управляющему входу первого коммутатора и третьему -управляющему входу второго коммутатора, двенадцатый выход блока команд подключен к третьему управляющему входу первого коммутатора и первому управляквдему входу второго коммутатора, а выход фильтра низкой частоты каждого радиометрического канала соединен с соответствующими входагли первого и второго коммутаторов. Кроме того, блок команд выполнен в виде последовательно соединенных эталонного генератора импульсов, первого и второго счетчиков, первого и второго дешифраторов, трех усилительных каналов, состоящих из дифференцирующей цепи и усилителя мощност ти, инвертора, первого, второго, третьего, четвертого, пятого -и шестого элементов И, при этом выходы первого счетчика подключены к соответствующим входам первого дешифратора; выходы второго счетчика подключены к соответствующим входам второго дешифратора, первый выход первого дешифратора подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И и ко входу второго усилительного канала, второй выход пер вого дешифратора подключен к первым входам пятого и шестого элементов И и ко входу третьего, усилительного канала, третий выход первого дешифратора подключен к первым входам первого и второго элементов И и ко входу первого усилительного канала, первый выход второго дешифратора подключен ко вторым входам первого, третьего и пятого элементов И, второй Выход второго дешифратора подкл чен ко входу инвертора, выход которого подключен ко входам второго, четвертого и шестого элементов И. Фильтр нижних частот выполнен в виде первого ивторого операционных усилителей, последовательно соеди.ненных первого, второго) третьего и четвертого резисторов, последовательно соединенных пятого и шестого резисторов, первого, второго и третьего конденсаторов, причем инверти рующий вход первого операционного усилителя подключен к соединенным отводам первого и второго резисторо выход первого операционного усилител подключен к соединенным отводам второго и третьего реэиоторов, первый конденсатор подключен параллельно второму резистору, выход четвертого резистора подключен к неинвертируквде му входу второго операционйого усилителя и к одному из отводов второго конденсатора, второй отвод которого подключен к общему проводу, один отвод третьего конденсатора подключен соединенным третьему и четвертому ре зисторам, а второй отвод третьего конденсатора подключен к выходу второго операционногхэ усилителя и к шес тЪму 11резистору, инвертирующий вход второго операционного усилителя подключен к соединенным пятому и шестом резисторам, а свободный отвод пятого резистора подключен к общему проводу Причем облучатели выполнены в виде рупоров, на оси одного из рупоров расположен фокус отражателя, а оси двух других рупоров удалены от главной оси антенного отражателя на расстояния, равные соответственно tlsT. circi(fltQf4 3-cosV 1)2 i2-F-t f I f-circ lic tf3 cosv диаметр раскрыва антенного отражателя; F - фокусное расстояние антенного отражателя; Ч - угол отклонения главной оси антенного отражателя от наднраА - длина волны принимаемого излучения. На фиг.1 изображена структурная схема трехканального модуляционного радиметра для дистанционного зондирования окружающей среды/ на фиг.2 блок-схема блока команд) на фиг.З принципиальная схема фильтра низких частот; на фиг.4 - антенная система, общий ВИД; на фиг.5 - условная схема дистанционного зондирования; на фиг.6 - эпюры напряжений выходных сигналов трехканального модуляционного радиометра на фиг.7 - принципи:альная схема коммутатора. Трехканальный модуляционный радиометр для дистанционного зондирования ;окружаквдей среды (фиг.1) содержит антенную систему 1, три аналогичных радиометрических канала 2-4, блрк 5 команд, два коммутатора 6 и 7 и два ансшого-цифровых преобразователя 8 и 9, при этом каждый радиометрический канал состоит из медленнодействующего коммутатора 10, аттенюатора 11, первого вентиля 12, генератора 13 шума, быстродействующего коммутатора 14, тепловой нагрузки 15, второго вентиля 16, смесителя 17, усилителя Д8 промежуточной частоты, квадратичного детектора 19, усилителя 20 низкой частоты, синхронного детектора 21, фильтра 22 низкой частоты, о-енератора 23 модулирующего напряжения, гетеродина 24, коммутатора 25 модулирующего напряжения, инвертора 26, (автоматического регулятора 27 усиления. В свою очередь блок команд (фиг.2) содержит эталонный генератор 28 импульсов, первый счетчик 29 и второй . счетчик 30, первый 31 и второй 32 дешифраторы три усилительных канала, состоящих из дифференцирующих цепей 33-35 и усилителей 36-38 мощности, инвертор 39, первый 40, второй 41, третий 42, четвертый 43, пятый 44, и шестой 45 элегленты И. Фильтр нижних частот (фиг.З) содержит первый 46 и второй 47 операционные усилители, первый 48,-второй 49, третий 50, четвертый 51, пятый 52 и шестой 53 резисторы, .первый 54, второй 55 и третий 56 конденсаторы. Антенная система (фиг.4) состоит иэ отражателя 57 (в виде параболоида и трех рупорных облучателей 58-60, установленных в фокальной плоскости отражателя и соединенных волноводным трактами с входами соответствукяцих каналов, причем в плоскости раскрыва центры рупоров антенной системы расположены на линии пересечения плоскости, образованной траекторией полета и вертикалью места, и фокальной плоскостью антенного отрайсатёля рупор, принимающий излучение на длине волны A,j расположен в фокусе отр4 ателя, а оси рупоров/ принимающие излучение на длинах волн А и Aj удалены от главной оси антеннохо отражателя на радстоянии, равные / Э5А. o(.J;f-i Ъ1я2-Р-ЦА2 2-F-t f л V-c«rci f (icj i Ccosгде D - диаметр раскрыва антенного Ь ражателя; фокусное расстояние антенн го отр с1жателя угол отклонения главной ос антенного отражателя от на дира/ С - коэффициент,величина котор го определяется с требуемо непрерывностью обзора подстилаихцей пове рхности. На фиг.5 показаны участки поверх ности земли . Коммутаторы б и 7 (фиг.1) состоя из трех пар последовательно соединённых полевых транзисторов 64-6.9 (фиг.7), работаиишх в режиме ключей пропусканицих или запиранлцих проходя щий через них сигнал. С этих транэи торов на выход коммутатора сигнал поступает через согласующий силитель 70, имеющий элементы коррекции частотной характеристики (71 к 72) коэффициента к усиления (73 rf: 74). Управляющий сигнал на пар4..транэисторов 64-63 поступает через резисторы 75-77 с усилительных каскадов, собранных соответственно на транзисторах 78-80 и резисторах 8186. Усилительные каскады, работающи В ключевом режиме, необходима для обеспечения надежного запирания и отпирания пар полевых транзисторов. ;для управления работой транзисторов ;78-80 используются сигналы с блока 5 управления (фиг.1), поступающие через резисторы 87-89 (фиг.7) и ста билитроны 90-92. Коммутатор 25 модулирующего напряжения (фиг.1) выполнен аналогичн коммутатору 6, только у него один выходной сигнал коммутируется пооче редно на два выхода. Инвертор 26 выполнен на основе инертирующего усилителя. Аналого-цифовые преобразователи 8 и 9 особенНостей выполнения не имеют. Устройство работает следующим о6азом. После подачи напряжения питания на элементы устройства, блок 5.команд (фиг.1) осуществляет следукщие пер клйчения. Медленно действующий коммутатор (МДК) Iff первого канала переключается на пропускание излучения, принимаемого антенной системой 1, а в первом коммутаторе 6 открывается цепь, пропускаклцая на первый- аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 8 сигнал с выхода первого канала. ВО втором канале включается калибровочный генератор 13 шума, МДК JO , переключается на пропускание излучения от этого генератора и ком1«1утатор 25 модулируклцего напряжения переключает опорный сигнал на инвертор 26, откуда инвертированный Опорный сигнал подается на синхронный детектор 21, коммутатор 7 пропускает на второй АЦП 9 сигнал с выхода второго канала. В результате проведенных переключений в первом канале принимаемое антенной системой излучения через медленнодействукяц й коммутатор 10 поступае на первый вход быстродействующего коммутатора 14, выход которого поочередно (с частотой foWl Гц) nape-ключается сигналом от генератора 23 модулирующего напряжения с первого выхода на второй, принимающий излучение От тепловой нагрузки 15 с температурой Тд. Сигнал с выхода быстродействукядего коммутатора 14 через первый вентиль 12 поступает на смеситель 17, где ос тцествляется смешивание его с сигналом (ff- 36,6 ГГц) гетеродина .24, собранного на диоде Ганна. После фильтрации и усиления () выходного сигнала смесителя, что осуществляется в усютителе 18 промежуточной частоты (полоса пропускания УПЧ 50-150 МГЦ) сигнал проходит через .квадратичный , детектор 19 и поступает на усилитель 20 низкой частоты (полоса пропускания .УНЧ Р,, МГц) , -С выхода у сил и-теля низкой частоты сигнал поступает на автоматический регулятор 27 усиления, регулирующий коэффициент усиления УПЧ- таким образом,Jчтобы средне.квадратичное значение шумового напря жения. (в полосе Рш -1 МГц) на выходе усилителя низкойчастоты не превышала некоторого заданного значения, а также поступает на синхронный детектор 21. В качестве опорного, на синхронный детектор поступа,ет напряжение с генератора 23 модулирукщего напряжения прошедшее че1рез коммутатор 2.5 модулирующего напряжения. После синхронного детектирования образуется сигнал величина которого пропорциональная разности тем.ператур и Тсц и Т излучений, портупагощих на быстродействующий комму /гатор от антенной система и от тепло вой нагрузки 15 соответственно 1с1- 1 Т„1-То), где К - коэффициент пропорционально ти для первого канала. Дчя удобства качественного анализа изменений измеряе «лх антенных тем ператур, осуществляемого по изменени выхрдного напряжения устройства, в С , к напряжению Uti добавляется сигнал компенсации CM- CMI«I-TO). В результате чего с выхода СД на вход фильтра 22 нижних частот (полос пропускания Г «0-1 Гц| поступает сигнал UcA.Ki-T.+UcM-t-K-,To. После фильтрации сигнал поступает на первые входы ко «|утаторов б и 7, соответственно открытый н закрыты в первом цикле измерений. Пройдя через коммутатор б, выходной созгнал с первого канала, поступает на первый аналого-цифровой преобразователь 8 и далее в цифровс виде передается потребителю. Интервал времени включе ния аналого-цифрового преобразователей 8 и 9 задается сигналом с блока 5 команд, Одновременно с описанной выше работой первого канала, в первом цикле осуществляется,калибровка второго ка нала радиометра. Учитывая одинаковый вид структурных схем первого 2, второго 3 и третьего 4 каналов, на примере структурной схемы первого канала поясним работу второго канала. Сигнал с калибровочного генератор 13 шума через второй вентиль 16, аттенюатор 11 и открытый второй вход медленнодействующего коммутатора 10 поступает на БДК 14. С выхода быстро действующего коммутатора сигнал проходит через первый вентиль 12, смеситель 17, усилитель 18 промежуточно частоты, квадратичный детектор 19, усилитель 20 низкой частоты и поступает на вход синхронного детектора 21. В качестве опорного на синхронный детектор поступает напряжение генератора 23 модулирующего напряжения, прошедшее через коммутатор 25 модулирующего напряжения и инвертор 26. При этом с выхода СД на вход фильтра 22 нижних частот поступает сигнал исп2- о-Твк2 Ь K2-Ki.aTfc2.(3 где Uj.|v,g сигнал компенсации во втором канале превышение температуры калибровочного генератора шума над температурой фонового излучения тракJ та калибровки Kj - коэффициент пропорциональности преобразования сигнгша вторым каналом. После фильтрации сигнал поступает на втсфые входы коммутаторов 6 и 7, соответственно закрытого и открытогЪ в первс цикле измерений. Пройдя че.-; рез коммутатор 7, выходной сигнал второго канала поступае± на вход .второго аналого-ци({фового преобразователя 9 и далее в цифровом виде пе.редается потребителю. На третьи входы коммутаторов б и 7 подается выходной сигнал третьего канапз.4. По истечении времени f, первого периода калибровки в (фиг.б), определяе «ого по tr#al3V, где а - расстояние между центрами пятен обзора (фиг.5Т; V - скорость перемещения пятна .обзора радометра; , блок команд снимает первую и выдает BTOpjno команду. При этом осуществля;ются следуюц е переключения. Во вто-jpoM канале 3 выключается ксшибровоч генератор шума 13, медленнодейгс;тву1аф1й коммутатор 10 переключается на прояусхаине излученияпринимаемого антенной системой, ко1« утатор 25 модулирующего напряжения переключается на пропускание опорного сигнала без ннвертяровання его фазы. В третьем канапе 4 осуществляются включения, аналогичшле гаслюченням во втором канале 3, проведеннЕлм в первом цикле измерений. Kpmte того, комму таторов а 7 переключаются сосягветственно на передачу сигналов со вто-. ого н третьего каналов. Такнм образом, .во втором цикле .Измерений с выхода аналого-ци ового реобразователя 8 поступает сигнал, пропо{щнонапьный излучению, принимаемому рупором второго канала, а с выхода аналого-цифрового преобразователя 9 поступает сигнал калибровки третьего канала, аналогичный сигналу, определяемому по формуле (3). По истечении времени первого nepwooft калибровки, блок управления снимает вторую и выдает третью команду, по которой третий канйл 4 переходит в режим измерения излучения, принимаемого антенной системой. В этой канале осуществляются переключения, аналогичные переключениям- второго канала во втором цикле измерений. Первый кангш посредством переклмченнй, аналогичных переключениям второго канала и в первом цикле измерений. переводится в режим калибровки по сигналу d калибровочного генератора iSitiyMa. Кроме того, выходы комму аЧ торов 6 И 7 переключаются соотвётственно на передачу сигналов с третьего и первого каналов. Таким образом, в tpeTbeM цикле измерений (продолжанидемсд в течение времени t ) с выходов аналогоцифровых преобразователей 8 и 9 поступают сигналы: соответственно, пропорциональный излучению принимаемому рупором 60 третьего канала, и сигнал калибровки первого канала. С целью устранения возможной ,систематической погрешности в определении соотношений между величиной превышения температуры калибровочно го генвратора шума над температурой фонойого излучения тракта калибровки и.изменением выходного напряжения, вводятся четвертый, пятый и шестой циклы измерений второго периода калибровки 2 (фиг.б). В этом периоде iBce переключения, кроме подачи напряжения питания на калибровочные генераторы шума, подторчются анало гично соответствукяцим переключениям в первый, второй и третий цикла перн :вого периода калибровки При йтом, ;как следует из формулы J 3 ) с выхода асинхронного детектора каждого канала ;С номером 1 , работающего в режиме калибровки, на вход Я ФНЧ поступает сигнал (-(T o-T6K ) Используя выражения для сигнала н выдсоде синхронного детектора, емого в режиме калибровки с включени ем, (3) и выключенным (4) калибровочным генераторе шума можно получить «Ki дТк5 , ,2,3 где изменение выходного напр жения синхронного детекто ра, -го канала, вызванно превышением температуры калибровочного генератор шума .над температурой фо вого тракта калибровки то го же канала. Калибровка каналов радиометра по значению температуры (То-)) аТтенюат ров трактов калибровки, осуществляе ся в следующих седьмом, восьмом и девятом циклах третьего периода калибровки (фиг.б). В этих циклах с блока управления не подаются команды на включение калибровочных генерато ров шума и инвертирование фаз опорных сигнсшов на синхронные детекторы. Остальные переключения аналогич ны соответствующим переключениям первого, второго и третьего циклов первого периода калибровки. Тогда напряжение на выходе СД каждого канала (6) ToJ+UcMi-Kr-To(5), 46) Используя выражения (2 можно, записать следуклдее выражение для температур Tesi излучений, поступающих в приемные рупора антенной системы UcAi-UCAi - , ; образом, из рассмотрения ;принцип а работы трехканального моду-ляционного радиометра следует, что кроме основной информации о температуре Т.,- излучения принимаемого рупорами антенной системы, поступающей с первого аналого-цифрового преобразователя, предлагаемое устройство .позволяет бсущаствлять периодичную калибровку каждогр канала, необходи-; мую для повышения точности определения значения и осуществления контроля за пpaв льнocтью функционирования каждого канала. Причем информация о калибровке каналов поступает 1со второго аналого-цифрового преобрарователя, Блок команд обеспечивает выдачу сигналов управления на соответствующие элементы радиометра з заданной после-i довательности. Блок команд работает следующим образом. Эталонный генератор 28 импульсов вырабатывает Последовательность импульсов имеквдих высокую стабильность периода их повторения Т,. Генератор 28 синхронизируется с аппаратурой передачи данных, однако эти связь не показана, поскольку она не существенна для решения поставленной задачи. Импульси с генератора 28 поступают на вход первого счетчика 29 с коэффициентом пересчета Зп, выходы триггеров, образующих первый счетчик 29, соединены с соответствующими входами первого дешифратора 31. Первый дешифратор выполнен таким образом, что вй время Г-, прихода первых импульсов ( Tj,) на вход первого счетчика 29, на первом выходе первого дешифратора сигнал соответствует логической единице, а во время прихода остальных импульсов - сигнал соответствует логическому нулю ( п) . На втором выходе первого дешифратора во время прихода первых п импульсов сигнгш соответствует логическому нулю, во время 2 прихода следующих п импульсов сигнал соответствует логической единице, а во время прихода оставшихся импульсов сигнал-соответствует логическому нулю. Аналогичным образом на -третьем выходе первого дешифратора сигнал соответствует логической единице только во время tj (фиг.6), в остальное время сигнал оответстЬует логическому нулю. Интервалы времени ,y, , 3 течение каждого из которых произво дится одно измерения и одна калибров ка отделены друг от друга паузами длительностью -п. Пауза необходи-f ма для того, чтобы обеспечитьвозмож ность разделения информации с разных радиометрических каналов. Численное значение этих параметров, например, равно:, п 7; С выхода первого счетчика и msльсы с частотой в Зп раз меньшей, чем на.йходе, поступают на второй счет.чйк. Выходы триггеров, составлянзщих этот счетчик, соединены с соответст- |Ву10щими входами второго дешифратораjj который обеспечивает на первом выходе сигнал соответствующий логической единице во время Q (фиг.6) при по- ступлении на вход второго счетчика первого импульса, на втором выходе сигнал соответствующий логической единице во время Й2 при поступлении на вход второго счетчика второго импульса,, Счетчики и дешифраторы выполнены по стандартным схемам. Первый и второй входы первого элемента И40 соединены с третьим и пер;вым выходами соответственно первого :и второго дешифраторов что обеспечивает получение на выходе первого элемента И, являкнцегося первыг выходом блока команд, сигнала соответстауюцего логической единице во вреИЯГ iTj первого Периода (фиг.б). Этот сигнал обеспечивает включение генератора шума первого канала, : ; На выходе второго элемента И, яв|лякяцегося третьим выходом блока ко- :Манд, сигнал соответствующий логической единице образуется во вре tj лервого и второго д периодов (фиг.б), обеспечивая переключение . коммутатора модулирующего напряжения; ;25 первого канала,: Для получения сигналов управлений медленнодействующими коммутаторами в блоке команд имеются три канала,сос.тоящие из последовательно соединенных дифференцирующих цепей 33-35 и усилителей мощности 36-38, Сигнал с третьего выхода первого дегоифратора поступает на дифференцирукгцую цепь 33, на выходе которой образуются короткие импульсы, соответствующие переднему и заднему фронту : входного сигнала. Эти импульсы усиливаются в усилителе мощности 36, выход которого является вторым выходом блока команд и подаются на медленнодействующий коммутатор 10 первого радиометрического канала 2 (фиг,1). В начале интервала tj импульс положительной полярности, поступая на катуип у , управления перемагничивает сердечний МДК/10 в такое состояние, при которс1м ;на выход МДК проходит эталонньЛй сиг-j :Нал по цепи генератор шума 13 - ат- ;. ;генюатор 11. После окончания интервапа импульс отрицательной полярности перемагничивает сердечник МДК в прохи воположное состояние, при котором на выход МДК проходит сигнал от антенцой системы 1. : Подобное переключение ВДК не тре.рует постоянной подачи в катушку уп.равления постоянного тока и тем caMtm снижает потребление энергии npM6cpoi4. Сигналы управления вторьви и третьим радиометрическими каналами формируются на выходах блока команд ан логичным образом. Сигнала с выходов первого дешифратора, являкадихся также выходами блока команд подаются соответственно в моменты времени ,t2 и С на пер вый б и второй 7 коммутаторы, обеспечивая подключение к выходам прибора , определенных радиометрических каналов (фиг.6). . Низкочастотная фильтрация выходнбго сигнала осуществляется с .помощью. фИJJьтpa Чебышев.а третьего порядка, обеспечивающего достаточное подавлеч ние шума на частота Btaue w . Принципиальная схема фильтра приведена на фиг.З.. : Низкочастотный фильтр состоит из двух последовательно соединенных звеньев первого и второго порядка. Использованный вариант звена первогс порядка, собранного .на операционном ;усилителе 46 и элементах 48, 49 и 54 вызван необходигюстью согласования его с относительно малым входным со|Противлением следукяцего эвена. В качестве звена второго порядка Corifepaционньвй усилитель 47 и элементы 5053, 55 и 56) выбрано колебательное ;звено с использованием малого усиления активного элемента. Причем, с целью увеличения стабильности коэффициента усиления этого звена, используется операционный усилитель, охваченный (но инвертирукщему входу) отрицательной обратной связью (резисторы 52 к 53 ). С учетомпринятых ограничений на амплитуду пульсаций (€ 1/2) а1мпли|тудно-частотной характеристики в половое пропускания (Of ш 2j7) коэффици-. ент передачи фильтра К (и) определя1ется из соотношения м -Нт-(-т Параметры схемы рассчитываются по известной методике каскадного синтеза фильтров Чебышева. Расстояние между приемными рупорами антенной системы выбирается на осrtose соотношения (1). Так, например, в случае дискретного режима обзора при ,2, диаметре раскрыва антенного отражателя мм, фокусным расстоянии антенного отражателя Р 181мм угле отклонения главной оси антённохЪ отражателя от надира Ч 40° и длине волны принимаемого излучения мм Ы5«15,0 мм; Ь2й17,1 мл. В случае квазинепрерлвного обзора, при котором отсутствуют пропуски информации о подстилающей поверхности и следовательно повьллается точность дистанционного зондирования величина коэффициента С, входящего в формулу (1), должна быть не меньше трех ( С / /3). Использование предлагаемого объекта позволяет снизить погрешность определения абсолютного значения антенных температур во всем диапазоне их изменений (например от 100 до за счет повышения точности калибровок до 0,2-0,3 К. Формула изобретения 1. Устройство для дистанционного зондирования окружающей среды, содержащее антенную систему и три радио метрических канала, каждый из которых выполнен в виде генератора модулирующего напряжения, гетеродина, автоматического регулятора усиления и посч ледовательно соединенных медленнодействующего коммутатора, быстродействующего коммутатора, первого вентиля смесителя, усилителя промежуточной частоты, квадратичного детектора, усилителя низкой частоты, синхронного детектора и фильтра низкой частоты, причем выход генератора модулирующего напряжения подключен к управлякнцему входу быстродействующего коммутатора ко второму входу которого.подключена тепловая нагрузка, вход автоматического регулятора усиления соединен с выходом усилителя низкой частоты, выход автоматического регулятора усиления подключен к управляющему входу усилителя промежуточной частоты, а выход гетеродина подключен ко второму входу смесителя, отличающееся тем, что, с целью повьпиения калибровки точности за счет обеспечения одновременного проведения из мерений и калибровки, в него введены блок команд, первый и рторой коммутаторы, антенная система выполнена в виде параболического отражателя и трех облучателей, установленных в фокальной плоскости отражателя и соеди ненных волноводными трактами со входами соответствующих радиометрических каналов, в каждалй из которых введены последовательно соединенные генератор шума, второй вентиль и аттенюатор, выход которого подключен ко второму входу медленнодействующего коммутатора, и последовательно соединенные коммутатор модулирующего напряжения и инвертор, выход которого соединен со вторым выходом коммутатора модулирующего напряжения и с управляющим входом синхронного детектора, при.этом управляквдие входы генератора шума, медленнодействукяцего коммутатора и коммутатора модулируквдего напряжения каждого радиометрического канала подключены к выходам блока команд, десятый выход блока команд подключен к первому управляющему входу первого коммутатора и второму управляющему входу второго коммутатора, одиннадцатый выход блока команд подключен ко второму управляняцему входу первого коммутатора и третьему управляющему входу второго коммутатора, двенадцатый выход блока команд подключен к третьему управляющему первого коммута тора и первому управляющему входу второго коивиутатора, а выход фильтра низкой частьты каждого радиометрического канала соединен с соответствуttjofti входс1ми первого и второ -о коммутаторов . 2. Устройство по П.1, о тл и ч аю щ е е с я тем, что блок команд выполнен в виде последовательно соединенных эталонного генератора импульсов, первого и второго счетчиков, первого и второго дешифраторов, трех усилительных каналов, состоящих из дифференцирующей цепи и усилителя 1« щности, инвертора, первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, при этом выходы первого счетчика подключены к соот ветствуквдим входам первого дешифратора, выходы второго счетчика подключены к соответствующим входам второго дешифратора, первый выход первого дешифратора подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И и ко входу второго усилительного канала, второй выход первого дешифратора подключен к первы1Л входам пятого и шестого элементов И и ко входу третьего усилительного канала, третий выход первого дешифратора подключен к первым входам первого и второго элементов И и ко входу первого усилительного канала, первый выход второго дешифратора подключен ко вторым входам первого, третьего и пятого элементов И, второй выход второго дешифратора подключен ко входу инвертора,, выход которого подключен ко входам второго четвертого и шестого элементов И. 3. Устройство по п., о т л и ч аю щ е е с я тем, что фигтьтр нижних частот выполнен в виде первого и второго операционных усилителей/ последовательно соединенных первого, второго, третьего и четвертого резисторов , последовательно соединенных пятого и шестого резисторов, первого, второго и третьего конденсаторов, причем инвертирующий вход первого операционного усилителя подключен к соединенным первому и второму резисторам, выход первого операционного усилителя подключен к соединенным второму и третьему резисторам, первый конденсатор подключен параллельно второму«резистору, выход четвертого резистора подключен к неинвертирующему входу второго операционногс усилителя и к одному из отводов второго конденсатора, второй отвод которого подключен к общему проводу,один отвод третьего конденсатора подключен к соединенным третьему и четвертому резисторам, а второй отвод трет.ьего ; конденсатора подключен к выходу второ го операционного усилителя и к шестому резистору, инвертирувзций вход второго операционного усилителя подклю-; чен к соединенным пятому и шестому резисторам, а свободный отвод пятого резистора подключен к оЬщему проводу. 4, Устройство по П.1, о т л и ч аю 14 е е с я тем, что облучатели вы полнены в виде рупоров. Причем на оси одного из iJynopoB расположен фокус отражателя, а оси двух других рупорЬв удёШены от главной оси антенного отражателя на расстояния, равные соответственно2 si-F-iqf-| «/-dreitfUt jVгде О - диаметр раскрыва антенного отражателя; Фокусное расстояние антенмЬго отражателя/ угол отклонения главной оси антенного отражателя от на- дира, . длина волны принимаемого излучения. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Справочник по радиоэлектрониый системам. Под ред. Б.X.Кривицкого Т.2, М., Энергия, 1979, с.198. 2. Башаринов Л.Б., Гурвич А.С., Егбров С.Т. Радиоизлучение Земли кай планеты. М., Наука, 1974, с. .134139 (1Ч5ОТОТИП).

56

Йю. «7

58 Sff ffff

Уг-

f

Tff Tffj f /5w

/

vVv

hciH

tv