DE2803480A1

DE2803480A1 - Verfahren und anordnung zur messung der physikalischen objekttemperatur mittels mikrowellen

Info

Publication number: DE2803480A1
Application number: DE19782803480
Authority: DE
Inventors: Juergen Ing Grad Koehler; Kai-Michael Dipl Phys Luedeke; Burkhard Dipl Ing Dr Schiek
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1978-01-27
Filing date: 1978-01-27
Publication date: 1979-08-02
Also published as: JPS54113381A; GB2013350B; US4235107A; FR2415799A1; JPS6046648B2; DE2803480C2; FR2415799B1; GB2013350A

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, Steindamm 94, 2000 Hamburg 1

"Verfahren und Anordnung zur Messung der physikalischen Objekttemperatur mittels Mikrowellen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der physikalischer: Temperatur von Objekten mittels Mikrowellen unter Verwendung eines Dicke-Radiometers, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der Astrophysik und der Geophysik ist es bekannt, die Strahlungstemperatur Τ_σ von Sternen oder irdischen Objekten im Frequenzbereich der Mikrowellen zu messen.

Die hierzu verwendeten Radiometer (Dicke-Radiometer und abgeleitete Verfahren in R. H. Dicke "The Measurement of Thermal Radiation at Microwave Frequencies", Rev. Sei. Instrum., Vol 17, pp 268-275, July 1946; und "Microwave Radiometry", Manual of Remote Sensing, American Society of Photogrammetry, Falls Church, Va., 1975, Part I, Chapt. 9, pp 499-527) empfangen eine vom Objekt ausgesandte thermische Mikrowellenleistung, die nach der Nyquist-Formel der Strahlungstemperatur Tg direkt proportional

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ist. Die Strahlungstemperatur T,., ist gegeben durch das Produkt aus Emissivität E und Objekttemperatur T_Q

T₃ =E . T₀ (1)

In jüngster Zeit wird diese Methode der Temperaturmessung auch im technischen und medizinischen Bereich angewandt, wobei jedoch das Ziel der Messung in der Regel die physikalische Objekttemperatur T₀ selbst, nicht dagegen die Strahlungstemperatur Tg ist. Die genaue Bestimmung der Objekttemperatur T_Q mit herkömmlichen Radiometern ist unmöglich, wenn

a) die Emissivität des Objektes nicht genau bekannt ist, oder

b) die Emissivität des Objektes sich während der Messung in unbekannter Weise ändert, oder

c) die Emissivität sich zwischen den Messungen an einzelnen Individuen einer Gruppe von Objekten in unbekannter Weise ändert.

Dieses Problem sei verdeutlicht anhand eines Beispieles aus der medizinischen Anwendung.

Fig. 1 zeigt die Emissivität eines 3-Schichten-Modells der
Oberfläche des menschlichen Körpers bei 3 GHz und 10 GHz als Funktion von Haut- und Fettschichtdicke (H. P. Schwan, K. Li: "Hazards due to total body irradiation by Radar", Proc. of IRE, Nov. 1956, pp 1572-1581). So kann bei 3 GHz und einer Hautdicke dpj von 2 mm die Emissivität E je nach Dicke der Fett-

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schicht dp zwischen 60 % und 30 % betragen. Die Parameter Hautdicke du und Fettschichtdicke d„ sind bei nichtinvasiver Messung im allgemeinen unbekannt.

Das üblicherweise verwendete Dicke-Radiometer nach Fig. 2 besteht aus einem hochempfindlichen Mikrowellenempfänger 1, dessen Eingang über einen Schalter 2 periodisch zwischen einer auf ein Objekt 5 mit einer Temperatur T_Q gerichteten Empfangsantenne mit der Strahlungstemperatur T_& und einer Vergleichsquelle mit der Temperatur T_R umgeschaltet wird. Ein Synchrondetektor 7, der wie der Schalter 2 von einem Taktgenerator 6 gesteuert wird, liefert dann eine Gleichspannung, die der Differenz beider Temperaturen proportional ist:

ΔΤ = T_G - T_R (2)

Die bekannten abgeleiteten Nullverfahren (z.B. "Microwave Radiometry", Manual of Remote Sensing, American Society of Photogrammetry, Falls Church, Va., 1975, Part I, Chapt. 9, PP 499-527) nach den Figuren 3 und 4, addieren entweder auf den Eingang mit einem Richtkoppler 13 in Richtung Radiometer elektronisches Rauschen, beschrieben durch die Temperatur T_n (Fig. 3), oder verwenden als Vergleichsquelle eine steuerbare Rauschquelle T_n (Fig. 4). Ein Integralregler stellt in jedem Fall die geeichte variable Rauschquelle so ein, daß AT = 0 wird.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird ein Dicke-Radiometer 8 PHD 78-010 - 8 -

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_ Ct mm

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mittels des Schalters 2 abwechselnd an die auf ein (nicht dargestelltes) Objekt gerichtete Antenne 4 und an die Temperaturvergleichsquelle 3 gelegt. Der Ausgang des Radiometers 8 ist mit dem Eingang einer steuerbaren Rauschquelle 9 verbunden, deren Rauschen Ί\τ über einen Richtkoppler 13 eingekoppelt wird. Demgegenüber ist bei der Anordnung nach Fig. 4 die Vergleichsquelle durch eine steuerbare Rauschquelle 9 ersetzt.

Diesen und allen anderen bisher publizierten Radiometersystemen ist gemeinsam, daß selbst bei Annahme idealer Bauelemente bei der Temperaturmessung im einfachsten Fall eines Objektes, das die Antennencharakteristik voll ausfüllt und eine konstante Temperatur hat, der ermittelte Meßwert einen Absolutfehler F (T) aufweist (Differenz zwischen Meßwert und Objekttemperatur T_Q), gegeben durch die Gleichung:

F (T) = R . (T_E - T₀) (3)

Dabei sind R der Leistungsreflexionsfaktor an der Antenne und T_E ein Maß für die sich im Radiometer 8 in Richtung auf die Antenne 4 ausbreitende thermische Strahlung.

Zwischen der Objektemissivität E und dem Reflexionsfaktor R besteht hier der Zusammenhang

E + R = 1 (4)

Die Leistungsreflexion R ist die in der Mikrowellentechnik PHD 78-010 - 9 -

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gebräuchlichere Größe. Sie beschreibt die Fehlanpassung der Antenne an das Objekt.

Bei dem eingangs genannten Beispiel aus der medizinischen Anwendung kann R je nach Patient zwischen 40 % und 70 % variieren. Das bedeutet bei T_R = 25°C, T_Q = 37°C, also einer Temperaturdifferenz von 12°C, einen Meßfehler zwischen 4,8⁰C und 8,4°C, der um Größenordnungen über die angestrebte Genauigkeit von 0,1⁰C hinausgeht.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen der genannte Fehler nicht auftritt.

aus Gleichung (3) hervorgeht, kann der systematische Meßfehler F (T) unabhängig vom Reflexionsfaktor R dadurch beseitigt werden, daß T_E - T₀ = 0 eingestellt wird, d.h. wenn im verallgemeinerten Sinn Radiometer und Objekt isotherm sind, oder genauer: wenn die Strahlungseinflüsse vom Objekt zur Antenne und vom Radiometer zur Antenne gleich groß sind.

Demzufolge besteht eine erste erfindungsgemäße Lösung der genannten Aufgabe darin, daß ein Rauschsignal gleichzeitig ständig einer auf das Objekt gerichteten Antenne und periodisch und abwechselnd mit dem Antennensignal (reflektiertes Rauschen plus Objektemission) dem Radiometer zugeführt wird, dessen integriertes Ausgangssignal die Rauschleistung steuert und der

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Objekttemperatur proportional ist.

Dabei können beide Rauschteilsignale unabhängig voneinander veränderbar sein.

Eine zweite erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß ein Rauschsignal gleichzeitig und ständig einer auf das Objekt gerichteten Antenne und einem Vergleichsreflektor (offene Leitung, Kurzschluß oder rein reaktiver Abschluß) zugeführt wird und die Teilsignale periodisch und abwechselnd auf das Radiometer gelangen, dessen integriertes Ausgangssignal die Rauschleistung steuert und der Objekttemperatur proportional ist.

Diese selbstabgleichenden Nullverfahren stellen das Strahlungsgleichgewicht her, ohne die physikalische Temperatur des Radiometers selbst zu ändern, indem die erforderliche Rauschtemperatur TA des in Richtung zur Antenne fließenden Strahlungsstromes und eine Vergleichsrauschtemperatur (ebenfalls TA) durch Einkopplung zusätzlichen elektronischen Rauschens entsprechend eingestellt werden, um so die notwendige erhöhte Radiometertemperatur ΤΛ = Tq zu simulieren.

An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Darin zeigen

Fig. 5 eine mögliche Anordnung zur Durchführung des ersten vorgeschlagenen Verfahrens,

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Fig. 6 eine mögliche Anordnung zur Durchführung des zweiten

vorgeschlagenen Verfahrens,
Fig. 7 eine weitere mögliche Anordnung, Fig. 8 verschiedene Arten geeigneter Koppler, Fig. 9 eine vierte Anordnungsmöglichkeit, Fig. 10 ein Diagramm, darstellend die mit einer Anordnung nach

Fig. 5 erzielte Verbesserung der Meßgenauigkeit, und Fig. 11 ein Ersatzschaltbild.

Bei einer ersten Anordnung nach Fig. 5 gelangt das Ausgangssignal einer steuerbaren Rauschquelle 9 einmal über einen einstellbaren Abschwächer 10 und einen Richtungskoppler 13 auf eine Antenne 4, die auf ein nicht dargestelltes Objekt, dessen Temperatur gemessen werden soll, gerichtet ist, und zum anderen gleichzeitig über einen zweiten einstellbaren Abschwächer 11 auf einen Kontakt eines Schalters 2, dessen anderem Kontakt die von dem Objekt über die Antenne 4 reflektierte Leistung zusammen mit der vom Objekt selbst emittierten Leistung zugeführt wird. Dieser Schalter 2 wird in bekannter Weise (Fig. 2) durch einen im Radiometer 8 enthaltenen Taktgenerator periodisch umgeschaltet, Das Ausgangssignal des Radiometers 8 gelangt über einen Integrator 14 auf eine Ausgangsklemme, deren Spannung U der Objekttemperatur entspricht und zugleich zur Steuerung der Rauschquelle 9 dient.

Eine zweite Anordnung nach Fig. 6 enthält ebenfalls die steuerbare Rauschquelle 9, deren Ausgangssignal wiederum über zwei

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einstellbare Abschwächer 10 und 11 auf je einen Richtungskoppler 12 bzw. 13 arbeitet, deren einer, 12, mit einem Vergleichsreflektor verbunden ist, während der andere, 13, mit der Antenne 4 verbunden ist. Die von dem Vergleichsreflektor und dem Objekt reflektierten Teilsignale sowie das vom Objekt emittierte Signal gelangen wieder auf den Umschalter 2, der, periodisch gesteuert, diese Teilsignale abwechselnd dem Radiometer 8 zuführt, dessen Ausgang wiederum über den Integrator 14 die Rauschquelle 9 steuert, wobei das Ausgangssignal des Integrators 9 der Objekttemperatur entspricht.

Der Meßbereich der Anordnungen erstreckt sich von der minimalen Empfängereingangstemperatur T„ (gleich der physikalischen Temperatur der Abschwächer 10, 11 und Koppler 12, 13) bis zu der mit dem Zusatzrauschen von der Rauschquelle 9 einstellbaren maximalen Rauschtemperatur ΤΛ. Als Quelle stehen Halbleiterdioden mit Rauschtemperaturen in der Größenordnung 10 K zur Verfugung. Mit dem Abschwächer 11 wird der erforderliche Meßbereich eingestellt:

z.B. 50 dB Abschwächung ¹^ 10 für einen 10° -Meßbereich 30 dB Abschwächung = 10"' für einen 1000°-Meßbereich.

Der Abschwächer 10 wird so eingestellt, daß bei Totalreflexion an der Antenne 4 die aus den Abschwächern 10, 11, den Kopplern 12, 13» dem Schalter 2 sowie der Antenne und dem Vergleichsreflektor bestehende Brückenanordnung bezüglich des Zusatzrauschens aus der Rauschquelle 9 abgeglichen ist.

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Eine Abwandlung nach Fig. 7, die im wesentlichen die gleichen Bauteile enthält wie die Anordnungen nach den Figuren 5 und 6, setzt die Verwendung idealer Bauelemente voraus.

Bei diesen drei Anordnungen werden die besten Ergebnisse dann erzielt, wenn als Richtungskoppler 13 entweder ein Zirkulator oder eine Kombination aus Leitungskoppler 17 mit einem Isolator 15 nach Fig. 8 verwendet wird.

Die wichtigsten, noch verbleibenden Fehlerquellen (in diesem Sinn Fehler zweiter Ordnung) bestehen in:

1) Transmissionsverlusten zwischen Antenne und Radiometer:

a) Antennenverlusten

b) Verlusten im Verbindungskabel zwischen Antenne und Schalter

c) Verlusten im Schalter,

2) Mehrfachreflexionen zwischen Antenne und Schalter,

3) Überlagerung der radiometerseitigen Reflexion von Rauschenergie im ⁿEin"-Zustand mit den Reflexionen an der Antenne (betrifft nur die Anordnung nach Fig. 7),

4) unsymmetrischem Schalterbetrieb, abwechselnd als Transmissions- und Reflexionsglied mit Transmission τ < 1 und Reflexion R₃ < 1 (betrifft nur Anordnung nach Fig. 7, τ = Transmissionskoeffizient des Schalters im "Ein"-Zustand, Rg : Reflexionskoeffizient des Schalters im "Aus"-Zustand),

hid 78-010 909831/OU2 " ¹⁴ "

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5) Eigenemission der passiven Bauelemente (Zirkulator, Koppler, Abschwächer, Leitungen). Dieser Fehler entfällt, wenn sich alle Bauelemente auf gleicher physikalischer Temperatur befinden,

6) Eigenemission eines z.B. als Schalter 2 verwendeten PIN-Dioden-Schalters

a) aufgrund der durch den notwendigen Steuerstrom erhöhten Diodentemperatur. Dieser Fehler entfällt bei symmetrischer Belastung der Schaltereingänge wie in den Anordnungen nach Fig. 5 und 6, nicht dagegen bei unsymmetrischem Schalterbetrieb nach Fig. 7. Hier hängt die Eigenemission des Schalters in das Radiometer von der Reflexion R an der Antenne ab.

b) scheinbare Eigenemission aufgrund des Mikrowellenspektralanteiles des Diodensteuerstromes. Diese wird beseitigt durch abwechselnde getrennte Ansteuerung der beiden PIN-Dioden mit einem Steuerstrom gleicher Polarität.

Nur der Fehler nach Punkt 4 sei hier quantitativ beschrieben: Der relative Meßfehler beträgt:

ΔΤ₀ - AT_n γ R

» mit γ =

1 + Y 1 - R

Dieser Fehler verschwindet bei beliebigem R nur für den Sonder-

2 2

fall τ = Ro. Im allgemeinen wird jedoch τ < R„ sein.

^PHD7°-⁰¹⁰ 909831/0143 -¹⁵-

Ein praktisches Beispiel:

Typische Schaltertransmission im "Ein"-Zustand: τ « 0,9 Typische Schalterreflexion im "Aus"-Zustand: R^ 0,9 mit R = 0,5 folgt: ΔΤ_η - ΔΤ_Μ

—^Ϋ - = 9 %

oder F (T) = LT_Q - ΔΤ_Ν = 1,1°C bei ΔΤ₀ = 12⁰C.

Wird zwischen Antenne und Schalter ein längeres Kabel eingesetzt, so wird infolge der Leitungsverluste die entsprechende gesamte Transmission τ noch kleiner, der Fehler noch größer. Dieser Fehler kann dadurch beseitigt werden, daß zwischen Richtungskoppler 13 (Fig. 9) und steuerbarer Rauschquelle 9 ein synchron mit dem Schalter 2 umschaltbarer Abschwächer 10' eingefügt ist, der durch geringe Abschwächung im "Ein"-Zustand die Transmissionsverluste des elektronischen Rauschens bis zur Antenne kompensiert. Auf diese Weise wird mit dieser Anordnung auch mit nicht-idealen Bauelementen das erforderliche Strahlungsgleichgewicht an der Schnittstelle Antenne/Objekt möglich. Die übrigen genannten Fehlerquellen bleiben jedoch bestehen. Die Anordnungen nach den Figuren 5 und 6 erreichen von vornherein eine höhere Meßgenauigkeit, da

1. die Transmissionsverluste zwischen Antenne 4 und Radiometer 8 auf einfache Weise durch entsprechende Einstellung des zum Koppler 13 führenden variablen Abschwächers 10 kompensiert werden.

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2. Mehrfachreflexionen zwischen Antenne 4 und Schalter 2 entfallen wegen der nichtreziproken Eigenschaft des dazwischen eingesetzten Kopplers 13 (Zirkulator oder Leitungskoppler plus Isolator).

Die Fehlerquellen 3, 4 und 6a nach Seite 1 3/i4 entfallen für diese Anordnung von vornherein. Die Fehlerquellen 5 und 6b können, wie bereits oben beschrieben, genügend klein gehalten werden. Die Anordnungen nach den Figuren 5 und 6 realisieren Nullverfahren. In einem verallgemeinerten Sinn wären sie als "isotherme Radiometer" zu bezeichnen, im Gegensatz zu herkömmlichen, nichtisothermen Radiometerverfahren, die das Strahlungsgleichgewicht an der Antenne weder anwenden noch ausnutzen.

Praktische Ergebnisse:

Fig. 10 zeigt die erreichte Verbesserung der I-leßgenauigkeit durch einen Aufbau nach Fig. 5 im Vergleich mit einem Radiometer des nichtisothermen Typs.

Dabei handelt es sich in beiden Fällen um dasselbe Gerät 8^f, das jedoch zwischen der Arbeitsweise als kompensierendes "isothermes" Nullverfahren "C" und als herkömmliches Dicke-Radiometer "D" umgeschaltet werden kann.

Das Meßobjekt 20 besteht hier aus einer physiologischen Salzlösung (H₂O + 0,95ο NaCl) mit einer Temperatur von 32°C bei einer Umgebungstemperatur von 24,4°C. Die Übertemperatur beträgt also 7,6 C. Zur Eichung wird ein angepaßter Lastwiderstand 19, der sich auf gleicher Temperatur im Wasserbad 20 befindet, anstelle

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der Antennek verwendet .Auf diese Weise wird eine Emissivitat von E = 1, also R=O, simuliert. In diesem Fall ergeben beide Meßverfahren den gleichen Meßwert. Ein H-Band-Wellenleiterflansch, gefüllt mit Aluminiumoxid, wird in das Bad getaucht und dient als Antenne im 2 - 2,5-GHz-Frequenzband. In dieser Zusammenstellung hat das Meßobjekt eine Emissivitat von etwa 0,63 (entsprechend einem Leistungsreflexionskoeffizienten von R = 0,37). Dieser Wert kann weiter reduziert werden durch einen fehlanpassenden Reflektor 18 geringerEmissivitat zwischen Antennenöffnung und Wasserbad (isotherme fehlangepaßte 3-Schichten-Struktur). In diesem Fall beträgt die Emissivitat dann nur noch E = 0,26 (R = 0,74).

Die Meßkurve zeigt die entsprechenden Fehler des Dicke-Radiometers (37 % bzw. 74 %), wohingegen das kompensierende "isotherme" Radiometer innerhalb der statistischen Fluktuationen (in diesem Beispiel 3 % oder 0,3 K) in allen drei Fällen den korrekten Temperaturwert anzeigt.

Mathematischer Anhang:

Zur Erklärung der der Erfindung zugrunde liegenden Idee sei das Radiometer 8¹(Fig. 11) durch einen Nennlastwiderstand der Temperatur T_ß dargestellt, der mit dem Objekt verbunden ist. Antenne, Objekt und Umgebung werden beschrieben durch ein Ein-Tor (Zweipol), das im folgenden zur Abkürzung einfach als Objekt bezeichnet wird. Dieses Objekt mag von beliebiger innerer Beschaffenheit sein und demgemäß eine beliebige Anzahl von unabhängigen inneren Quellen enthalten mit den jeweiligen Temperaturen T. T..

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GR'QIMAL INSPECTED

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Die beiden Ein-Tore tauschen Strahlungsleistung aus entsprechend der Nyquist-Formel: P = K . T · B (K: Boltzmann-Konstante, B: Breite des betrachteten Frequenzbandes, T: Temperatur).

Das Prinzip der Energieerhaltung verlangt, daß die Leistungsreflexion am Eingang R · Tg und die inneren Leistungsabsorptionen A. . T_E sich zu 100 % der auf das Objekt einfallenden Strahlung (repräsentiert durch T„) summieren:

1 = R +J, A₁ (6)

Die Koeffizienten sind Mittelwerte über die Meßbandbreite B. £ symbolisiert in vereinfachter Weise die zur Erfassung aller Volumenelemente verschiedener Temperatur oder Emissivität (unterschieden durch den Index i) notwendige Summation oder Integration. Eine mittlere Temperatur T„ des Objektes kann definiert werden durch lineare Überlagerung der einzelnen

inneren Quellen:

T₃ = ί Ε, . T₄ (7)

Für den Sonderfall eines Objektes mit homogener Temperatur T_Q vereinfacht sich die Gleichung zu:

= E_G - T₀ , E_G =j E₁ (8)

Unter der in der Praxis immer gerechtfertigten Annahme, daß für alle Einze!komponenten des Objektes das Reziprozitätsgesetz erfüllt ist, gilt:
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E_± = A₁ und folglich:

1 > 1 - R = E_n oder E_n + R = 1 (9)

™* Lr U

Daher ist im allgemeinen die Gesamtemissivität Ep um den Betrag des Leistungsreflexionskoeffizienten R kleiner als "eins". Die vom Radiometer "gesehene" Eingangstemperatur T_Q ergibt sich zu:

^TG = ^TS ^{+ R} * ^TE

Im Dicke-Radiometer und herkömmlichen abgeleiteten Verfahren ist die Radiometer- oder Vergleichstemperatur T_E = T_R konstant und liegt nahe der Eingangstemperatur T„.

Im Spezialfall eines Objektes homogener Temperatur folgt für den systematischen Meßfehler des Dicke-Radiometers aus obigen Gleichungen:

T_G - T₀ = R . (T_E - T₀) (11)

Bei nicht-homogener Temperaturverteilung im Objekt ist T_n durch die "verfügbare" Temperatur (engl.: "available" temperature) T_&v zu ersetzen:

τ = / ^Ei · ^Ti J % · ^Tx

■_av - , - - - (12)

av - sr-Ti - 1 _ R

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Claims

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-/C-PATENTANSPRÜCHE:

' 1.J Verfahren zur Messung der physikalischen Temperatur von Objekten mittels Mikrowellen unter Verwendung eines Dicke-Radiometers, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rauschsignal gleichzeitig ständig einer auf das Objekt gerichteten Antenne und periodisch und abwechselnd mit dem Antennensignal (reflektiertes Rauschen plus Objektemission) dem Radiometer zugeführt wird, dessen integriertes Ausgangssignal die Rauschleistung steuert und der Objekttemperatur proportional ist.
2. Verfahren zur Messung der physikalischen Temperatur von Objekten mittels Mikrowellen unter Verwendung eines Dicke-Radiometers, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rauschsignal gleichzeitig und ständig einer auf das Objekt gerichteten Antenne und einem Vergleichsreflektor (offene Leitung, Kurzschluß oder rein reaktiver Abschluß) zugeführt wird und die Teilsignale periodisch und abwechselnd auf das Radiometer gelangen, dessen integriertes Ausgangssignal die Rauschleistung steuert und der Objekttemperatur proportional ist.

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3. Verfahren zur Messung der physikalischen Temperatur von Objekten mittels Mikrowellen unter Verwendung eines Dicke-Radiometers, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rauschsignal gleichzeitig mit synchron modulierter Amplitude einem Umschalter zugeführt wird, der periodisch und abwechselnd eine auf das Objekt gerichtete Antenne (Zustand 1) und einen Vergleichsreflektor (Zustand 2) mit dem Radiometer verbindet, dessen integriertes Ausgangssignal die Rauschleistung steuert und der Objekttemperatur proportional ist, wobei zur Synchronmodulation das Rauschsignal während des 2. Zustandes abgeschwächt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch zusätzliche Amplitudenmodulation des Rauschsignales und ständige Messung des am Ausgang des Radiometers vorhandenen Modulationssignales gleichzeitig und kontinuierlich die Emissivität des Meßobjektes festgestellt wird.
5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine steuerbare Rauschquelle (9) enthält, deren erster Ausgang über einen ersten veränderbaren Abschwächer (10) und einen Richtungskoppler (13) mit einer auf das Objekt gerichteten Antenne (4) verbunden ist, und deren zweiter Ausgang über einen zweiten veränderbaren Abschwächer (11) mit einer ersten Eingangsklemme eines Umschalters (2) verbunden ist, dessen zweite Eingangsklemme mit dem zweiten Ausgang des Richtungskopplers (13) verbunden ist, und dessen

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von einem Taktgenerator abwechselnd auf die Eingangsklemmen geschaltete Ausgangsklemme am Eingang eines Radiometers (8) liegt, dessen Ausgang über einen Integrator (14) am Steuereingang der Rauschquelle (9) liegt und dieser Verbindung ein der Objekttemperatur entsprechendes Signal entnehmbar ist (Fig. 5).
6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine steuerbare Rauschquelle (9) vorgesehen ist, deren erster Ausgang über einen ersten veränderbaren Abschwächer (11) und einen ersten Richtungskoppler (12) mit einem Vergleichsreflektor verbunden ist, und deren zweiter Ausgang über einen zweiten veränderbaren Abschwächer (10) und über einen zweiten Richtungskoppler (13) mit einer auf das Objekt gerichteten Antenne verbunden ist, daß die zweiten Ausgänge der Richtungskoppler (12, 13) mit den Eingangsklemmen eines von einem Taktgenerator gesteuerten Umschalters (2) verbunden sind, dessen Ausgangsklemme am Eingang eines Radiometers (8) liegt, dessen Ausgang über einen Integrator (14) mit dem Steuereingang der Rauschquelle (9) verbunden ist und dieser Leistung ein der Objekttemperatur entsprechendes Signal entnehmbar ist (Fig. 6).
7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine steuerbare Rauschquelle (9) über einen geschalteten Abschwächer (10¹) und einen Richtungskoppler (13) mit der Ausgangsklemme eines Umschalters (2) ver-

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bunden ist, dessen erste Eingangsklemme mit der Antenne (4) und dessen zweite Eingangsklemme mit einem Vergleichsreflektor verbunden sind, daß der zweite Ausgang des Richtungskopplers am Eingang eines Radiometers (8) liegt, dessen Ausgang über einen Integrator (14) mit dem Eingang der Rauschquelle (9) verbunden ist, an dessen Klemme in dieser Verbindung ein der Objekttemperatur entsprechendes Signal entnehmbar ist, und daß Mittel zur synchronen Steuerung von Abschwächer (10') und Umschalter (2) vorgesehen sind.
8. Anordnung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 4, unter Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7» gekennzeichnet durch einen NF-Oszillator (21), der über ein Summierglied (22) an den Steuereingang der Rauschquelle angeschlossen und mit dem Steuereingang eines weiteren Synchron-Detektors (23) verbunden ist, dessen Meßeingang am Ausgang des Radiometers (8) liegt und dessen Ausgangsspannung der Emissivität des Objektes entspricht (Fig. 12).
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5, 6, 7» 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Richtungskoppler ein Zirkulator (16) oder ein Leitungskoppler (17) mit einem Isolator (18) verwendet ist (Fig. 8).

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