JPH08297148A - 放射計 - Google Patents
放射計Info
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- JPH08297148A JPH08297148A JP7102407A JP10240795A JPH08297148A JP H08297148 A JPH08297148 A JP H08297148A JP 7102407 A JP7102407 A JP 7102407A JP 10240795 A JP10240795 A JP 10240795A JP H08297148 A JPH08297148 A JP H08297148A
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- wave absorber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 物体の放射する熱輻射を観測する放射計の受
信機の非直線性による誤差を軽減することを目的とす
る。 【構成】 電波吸収体１６は座標ｘで示す方向に行くに
したがって厚みが大きくなり電波の吸収が大きくなる。
電波吸収体１６は、上方より宇宙空間の背景輻射の３Ｋ
の熱輻射が入射すると、これを吸収し減衰させるが、一
方で電波吸収体１６自体が発生する熱輻射を放射する。
電波吸収体１６自体の物理温度が一定であれば、吸収が
大きい部分ほど、即ち厚みが大きい部分ほど電波吸収体
１６が発生する熱輻射の電力が大きくなる。ホーンアン
テナ２は電波吸収体１６の下方を通過し、電波吸収体１
６により減衰した３Ｋの熱輻射と、電波吸収体１６自身
が発生する熱輻射の総和の電力を受信する。
信機の非直線性による誤差を軽減することを目的とす
る。 【構成】 電波吸収体１６は座標ｘで示す方向に行くに
したがって厚みが大きくなり電波の吸収が大きくなる。
電波吸収体１６は、上方より宇宙空間の背景輻射の３Ｋ
の熱輻射が入射すると、これを吸収し減衰させるが、一
方で電波吸収体１６自体が発生する熱輻射を放射する。
電波吸収体１６自体の物理温度が一定であれば、吸収が
大きい部分ほど、即ち厚みが大きい部分ほど電波吸収体
１６が発生する熱輻射の電力が大きくなる。ホーンアン
テナ２は電波吸収体１６の下方を通過し、電波吸収体１
６により減衰した３Ｋの熱輻射と、電波吸収体１６自身
が発生する熱輻射の総和の電力を受信する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、物体から放射される
熱雑音を測定する放射計に関するものである。
熱雑音を測定する放射計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】物体はその物理温度と表面の放射率に応
じた電力の電磁波を放射している。常温付近の物体は、
主に赤外線からマイクロ波にかけての領域の電磁波を放
射する。放射計は、物体から放射される電磁波の電力を
測定し、その電力が何度の輝度温度に対応するかを求め
ることを目的とした装置である。通常、放射計は基準と
なる低温および高温の温度源を持ち、それらの温度源か
ら放射される電力のレベルも測定するように構成されて
いて、測定対象の物体の温度を求めるには、それらの受
信電力の内挿を行うことにより求めることができる。図
８は、例えば衛星に搭載される従来のマイクロ波帯の放
射計とその校正装置の構成を示す図であり、また、図９
は、放射計の受信機の構成ブロックを示す図である。図
８において、１は、図９に示すような受信機が収納され
る構体で、２はホーンアンテナで、ホーンアンテナそし
て受信機は構体とともに回転する。３は高温校正源で常
温付近の温度になっている。４は高温校正源３の物理温
度を測定する温度計である。５は反射鏡で、ホーンアン
テナのビームを観測対象である地表へ向ける。６は、３
の電波吸収体と５の反射鏡を支持するための支柱であ
る。７は衛星本体に取付けるための支持構造である。次
いで、図９において、２はホーンアンテナ、８は低雑音
増幅器（ＬＮＡ）、９は帯域制限用バンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）、１０は増幅器（ＡＭＰ）、１１は、高周波
信号をＤＣに変換する検波器（ＤＥＴ）、１２はＤＣ増
幅器（ＤＣ−ＡＭＰ）、１３はＡ／Ｄコンバータ（Ａ／
Ｄ）で、１４が信号処理部（ＳＰ）である。
じた電力の電磁波を放射している。常温付近の物体は、
主に赤外線からマイクロ波にかけての領域の電磁波を放
射する。放射計は、物体から放射される電磁波の電力を
測定し、その電力が何度の輝度温度に対応するかを求め
ることを目的とした装置である。通常、放射計は基準と
なる低温および高温の温度源を持ち、それらの温度源か
ら放射される電力のレベルも測定するように構成されて
いて、測定対象の物体の温度を求めるには、それらの受
信電力の内挿を行うことにより求めることができる。図
８は、例えば衛星に搭載される従来のマイクロ波帯の放
射計とその校正装置の構成を示す図であり、また、図９
は、放射計の受信機の構成ブロックを示す図である。図
８において、１は、図９に示すような受信機が収納され
る構体で、２はホーンアンテナで、ホーンアンテナそし
て受信機は構体とともに回転する。３は高温校正源で常
温付近の温度になっている。４は高温校正源３の物理温
度を測定する温度計である。５は反射鏡で、ホーンアン
テナのビームを観測対象である地表へ向ける。６は、３
の電波吸収体と５の反射鏡を支持するための支柱であ
る。７は衛星本体に取付けるための支持構造である。次
いで、図９において、２はホーンアンテナ、８は低雑音
増幅器（ＬＮＡ）、９は帯域制限用バンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）、１０は増幅器（ＡＭＰ）、１１は、高周波
信号をＤＣに変換する検波器（ＤＥＴ）、１２はＤＣ増
幅器（ＤＣ−ＡＭＰ）、１３はＡ／Ｄコンバータ（Ａ／
Ｄ）で、１４が信号処理部（ＳＰ）である。
【０００３】次に動作について説明する。ホーンアンテ
ナ２と、構体１は共に回転するが、反射鏡５と高温雑音
源３は支柱６に支持され、この支柱は支持構造７に固定
されていて、これらは回転せずに衛星本体に対して静止
している。ホーンアンテナ２は回転しながら、高温雑音
源３、反射鏡５、そして上方の宇宙空間を観測する。反
射鏡５は、アンテナのビームが地表を向くように設置さ
れていて、ホーンアンテナ２が反射鏡５の下に入ると地
表を観測する。このとき、ホーンアンテナ２で受信する
アンテナ温度Ｔａは、地表の輝度温度の分布）これをＴ
B （θ、φ）とする）をアンテナパターンＧ（θ、φ）
で重み付けを行い全立体角Ωについて積分したものにな
り、次式で与えられる。
ナ２と、構体１は共に回転するが、反射鏡５と高温雑音
源３は支柱６に支持され、この支柱は支持構造７に固定
されていて、これらは回転せずに衛星本体に対して静止
している。ホーンアンテナ２は回転しながら、高温雑音
源３、反射鏡５、そして上方の宇宙空間を観測する。反
射鏡５は、アンテナのビームが地表を向くように設置さ
れていて、ホーンアンテナ２が反射鏡５の下に入ると地
表を観測する。このとき、ホーンアンテナ２で受信する
アンテナ温度Ｔａは、地表の輝度温度の分布）これをＴ
B （θ、φ）とする）をアンテナパターンＧ（θ、φ）
で重み付けを行い全立体角Ωについて積分したものにな
り、次式で与えられる。
【０００４】
【数１】
【０００５】ホーンアンテナ２から入った信号はＬＮＡ
８で増幅され、ＢＰＦ９で必要な観測帯域に制限された
後に、さらにＡＭＰ１０で増幅されてからＤＥＴ１１に
入力される。信号はＤＥＴ１１で検波されてＤＣ信号に
なり、ＤＣ−ＡＭＰ１２で増幅後Ａ／Ｄ１３でデジタル
値に変換され、ＳＰ１４に送られる。ＳＰ１４にてデー
タのフォーマット化を行い、衛星システムへ送られる。
地表を観測した時の受信機出力値を温度に変換するに
は、高温雑音源３および宇宙空間の温度は既知の値であ
るとし、それらを観測したときの受信機出力値で、未知
の温度の地表を観測したときの受信機出力を内挿し地表
の温度を求める。
８で増幅され、ＢＰＦ９で必要な観測帯域に制限された
後に、さらにＡＭＰ１０で増幅されてからＤＥＴ１１に
入力される。信号はＤＥＴ１１で検波されてＤＣ信号に
なり、ＤＣ−ＡＭＰ１２で増幅後Ａ／Ｄ１３でデジタル
値に変換され、ＳＰ１４に送られる。ＳＰ１４にてデー
タのフォーマット化を行い、衛星システムへ送られる。
地表を観測した時の受信機出力値を温度に変換するに
は、高温雑音源３および宇宙空間の温度は既知の値であ
るとし、それらを観測したときの受信機出力値で、未知
の温度の地表を観測したときの受信機出力を内挿し地表
の温度を求める。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の放射計および校
正装置は以上のように構成されているが、高温および低
温の温度源による内挿で測定対象の温度を求めることが
できるのは、放射計の入力に対する出力が線形であるこ
とが前提条件である。しかし、実際には、増幅器、検波
器、Ａ／Ｄコンバータ等の各構成品の入出力特性は完全
な線形ではなく、多少の非線形性を有しているので、低
温と高温の基準温度からの内挿ではそうした非線形性に
よる誤差を生じることになる。
正装置は以上のように構成されているが、高温および低
温の温度源による内挿で測定対象の温度を求めることが
できるのは、放射計の入力に対する出力が線形であるこ
とが前提条件である。しかし、実際には、増幅器、検波
器、Ａ／Ｄコンバータ等の各構成品の入出力特性は完全
な線形ではなく、多少の非線形性を有しているので、低
温と高温の基準温度からの内挿ではそうした非線形性に
よる誤差を生じることになる。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、構成品の持つ非線形性により生
じる誤差を軽減し、かつそれが簡単な構成で実現できる
放射計を得ることを目的とする。
ためになされたもので、構成品の持つ非線形性により生
じる誤差を軽減し、かつそれが簡単な構成で実現できる
放射計を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の実施例１に係
る放射計は、低温と高温の基準温度源だけでなく、その
間の輝度温度を連続的に実現した基準温度源を設けるも
のである。
る放射計は、低温と高温の基準温度源だけでなく、その
間の輝度温度を連続的に実現した基準温度源を設けるも
のである。
【０００９】この発明の実施例２に係る放射計は、低温
と高温の基準温度源だけでなく、その間の輝度温度を段
階的に実現した基準温度源を設けるものである。
と高温の基準温度源だけでなく、その間の輝度温度を段
階的に実現した基準温度源を設けるものである。
【００１０】この発明の実施例３に係る放射計は、低温
と高温の基準温度源だけでなく、その間の輝度温度を段
階的に実現した基準温度源を設けるものである。
と高温の基準温度源だけでなく、その間の輝度温度を段
階的に実現した基準温度源を設けるものである。
【００１１】この発明の実施例４に係る放射計は、低温
と高温の基準温度源だけでなく、その間の輝度温度を連
続的に実現した基準温度源を設けるものである。
と高温の基準温度源だけでなく、その間の輝度温度を連
続的に実現した基準温度源を設けるものである。
【００１２】
【作用】この発明の実施例１では、観測対象の物体を観
測したときの受信機出力と同じ出力値をもつ基準温度源
の温度を対象の物体の温度とする。
測したときの受信機出力と同じ出力値をもつ基準温度源
の温度を対象の物体の温度とする。
【００１３】この発明の実施例２では、観測対象の物体
を観測したときの受信機出力に最も近く、かつ、それよ
り大きい出力と小さい出力をもつ基準温度源の輝度温度
から内挿することにより、対象の物体の温度を求める。
を観測したときの受信機出力に最も近く、かつ、それよ
り大きい出力と小さい出力をもつ基準温度源の輝度温度
から内挿することにより、対象の物体の温度を求める。
【００１４】この発明の実施例３では、観測対象の物体
を観測したときの受信機出力に最も近く、かつ、それよ
り大きい出力と小さい出力をもつ基準温度源の輝度温度
から内挿することにより、対象の物体の温度を求める。
を観測したときの受信機出力に最も近く、かつ、それよ
り大きい出力と小さい出力をもつ基準温度源の輝度温度
から内挿することにより、対象の物体の温度を求める。
【００１５】この発明の実施例４では、観測対象の物体
を観測したときの受信機出力と同じ出力値をもつ基準温
度源の温度を対象の物体の温度とする。
を観測したときの受信機出力と同じ出力値をもつ基準温
度源の温度を対象の物体の温度とする。
【００１６】
実施例１．以下、この発明の実施例１について説明す
る。図１において１，２，４〜７までは上記従来例と同
じものである。１５は、輝度温度を連続的に実現した基
準温度源である。また、構体６に含まれる受信機は図９
と全く同じ構成である。図２は基準温度源１５の構成の
説明図である。
る。図１において１，２，４〜７までは上記従来例と同
じものである。１５は、輝度温度を連続的に実現した基
準温度源である。また、構体６に含まれる受信機は図９
と全く同じ構成である。図２は基準温度源１５の構成の
説明図である。
【００１７】図２において、基準温度源１５の内部は、
１６の電波吸収体が充填されていて、図２中に座標ｘで
示す方向に行くにしたがって厚みが大きくなり電波の吸
収が大きくなる。電波吸収体１６は、上方より宇宙空間
の背景輻射の３Ｋの熱輻射が入射すると、これを吸収し
減衰させるが、一方で電波吸収体１６自体が発生する熱
輻射を放射する。電波吸収体１６自体の物理温度が一定
であれば、吸収が大きい部分ほど、即ち厚みが大きい部
分ほど電波吸収体が発生する熱輻射の電力が大きくな
る。ホーンアンテナ２は基準温度源１５の下方を通過
し、基準温度源１５により減衰した３Ｋの熱輻射と、基
準温度源１５自身が発生する熱輻射の総和の電力を受信
する。Ｘ＝０では３Ｋの温度を受信していたのが、Ｘ軸
に沿って徐々に基準温度源が発生する電力が大きくなり
等価的に輝度温度が高くなっていく。吸収が充分大きく
なるとほとんど基準温度源の温度と同じとなる。Ｔ
（ｘ）を位置ｘにおける基準温度源の輝度温度とする
と、Ｔ（ｘ）は以下のようになる。
１６の電波吸収体が充填されていて、図２中に座標ｘで
示す方向に行くにしたがって厚みが大きくなり電波の吸
収が大きくなる。電波吸収体１６は、上方より宇宙空間
の背景輻射の３Ｋの熱輻射が入射すると、これを吸収し
減衰させるが、一方で電波吸収体１６自体が発生する熱
輻射を放射する。電波吸収体１６自体の物理温度が一定
であれば、吸収が大きい部分ほど、即ち厚みが大きい部
分ほど電波吸収体が発生する熱輻射の電力が大きくな
る。ホーンアンテナ２は基準温度源１５の下方を通過
し、基準温度源１５により減衰した３Ｋの熱輻射と、基
準温度源１５自身が発生する熱輻射の総和の電力を受信
する。Ｘ＝０では３Ｋの温度を受信していたのが、Ｘ軸
に沿って徐々に基準温度源が発生する電力が大きくなり
等価的に輝度温度が高くなっていく。吸収が充分大きく
なるとほとんど基準温度源の温度と同じとなる。Ｔ
（ｘ）を位置ｘにおける基準温度源の輝度温度とする
と、Ｔ（ｘ）は以下のようになる。
【００１８】
【数２】
【００１９】Ｌ（ｘ）は位置Ｘにおける減衰係数（＞
１）、Ｔｉｎは入射する輝度温度で、ここでは宇宙背景
輻射３Ｋ、Ｔｏは基準温度源１５の物理温度である。
１）、Ｔｉｎは入射する輝度温度で、ここでは宇宙背景
輻射３Ｋ、Ｔｏは基準温度源１５の物理温度である。
【００２０】図１に示すのは、図２の基準温度源を放射
計に設置したもので、ホーンアンテナ２が構体１と共に
回転し、反射鏡４を介して地表を、そして上方の宇宙空
間の３Ｋの熱輻射を観測するのは従来例と同様である
が、基準温度源１５の下に入ると、ホーンアンテナ２の
位置が変わるにしたがって、式（２）に示すように、そ
の輝度温度が変化していく。位置に対する基準温度源の
輝度温度は予め校正してあるものとする。地表観測時の
受信機出力値が、基準温度源１５の受信機出力と同じに
なるホーンアンテナ２の位置を求めることにより、その
位置での基準雑音源の輝度温度が観測された地表の輝度
温度として得られる。
計に設置したもので、ホーンアンテナ２が構体１と共に
回転し、反射鏡４を介して地表を、そして上方の宇宙空
間の３Ｋの熱輻射を観測するのは従来例と同様である
が、基準温度源１５の下に入ると、ホーンアンテナ２の
位置が変わるにしたがって、式（２）に示すように、そ
の輝度温度が変化していく。位置に対する基準温度源の
輝度温度は予め校正してあるものとする。地表観測時の
受信機出力値が、基準温度源１５の受信機出力と同じに
なるホーンアンテナ２の位置を求めることにより、その
位置での基準雑音源の輝度温度が観測された地表の輝度
温度として得られる。
【００２１】実施例２．上記実施例１では基準温度源１
５の輝度温度が、ホーンアンテナの移動にともなって連
続的に変化するように構成したが、実施例２では、図３
に示すように、輝度温度が段階的に変化するように構成
した基準温度源を用いている。この基準温度源は、図３
中に座標ｘで示す方向に一定区間進むにしたがって段階
的に厚みが大きくなって電波の吸収が大きくなり、それ
にしたがって、Ｘ＝０では３Ｋの温度を受信していたの
が、Ｘ軸に沿って段々に基準温度源が発生する電力が大
きくなり等価的に輝度温度が高くなっていく。吸収が充
分大きくなるとほとんど基準温度源の温度と同じとな
る。Ｔｉを位置ｉにおける基準温度源の輝度温度とする
と、Ｔｉは以下のようになる。
５の輝度温度が、ホーンアンテナの移動にともなって連
続的に変化するように構成したが、実施例２では、図３
に示すように、輝度温度が段階的に変化するように構成
した基準温度源を用いている。この基準温度源は、図３
中に座標ｘで示す方向に一定区間進むにしたがって段階
的に厚みが大きくなって電波の吸収が大きくなり、それ
にしたがって、Ｘ＝０では３Ｋの温度を受信していたの
が、Ｘ軸に沿って段々に基準温度源が発生する電力が大
きくなり等価的に輝度温度が高くなっていく。吸収が充
分大きくなるとほとんど基準温度源の温度と同じとな
る。Ｔｉを位置ｉにおける基準温度源の輝度温度とする
と、Ｔｉは以下のようになる。
【００２２】
【数３】
【００２３】Ｌｉはｉ番目の位置における減衰係数（＞
１）、Ｔｉｎ、Ｔｏは実施例１と同様である。この基準
温度源を放射計に設置した場合も、図１において、実施
例１の基準温度源１５を図３のものに置き換えるだけ
で、残りは全く同じ構成となる。
１）、Ｔｉｎ、Ｔｏは実施例１と同様である。この基準
温度源を放射計に設置した場合も、図１において、実施
例１の基準温度源１５を図３のものに置き換えるだけ
で、残りは全く同じ構成となる。
【００２４】図１で、図２に示す基準温度源を用いた実
施例２では、実施例１と同様に、ホーンアンテナ２が基
準温度源１５の下に入り込み、その位置が一定区間進む
に従い、式（３）に示すように、徐々に輝度温度が大き
くなる。各区間に対する基準温度源の輝度温度は、地上
試験で予め校正しておく。観測対象の温度を求めるに
は、対象の物体を観測したときの受信機出力に最も近
く、かつ、それより大きい出力と小さい出力をもつ基準
温度源の輝度温度から観測対象の受信機出力値で内挿す
る。受信機の持つ非線形性は、基準温度源の二つの区間
の輝度温度の間で内挿するため、完全には除去できない
が、高温・低温の２点の温度で内挿する場合に比べて、
小さな温度範囲内の内挿であるため誤差は小さくなる。
このように、実施例２は、実施例１に比べて誤差が多少
残るが、実施例１では、ホーンアンテナ開口寸法に対し
て輝度温度が変化する度合いをあまり大きくできない
が、実施例２ではホーンアンテナ開口寸法程度の区間で
輝度温度を段階的に変化させることができるので、比較
的小さな寸法で基準温度源を構成することができる。
施例２では、実施例１と同様に、ホーンアンテナ２が基
準温度源１５の下に入り込み、その位置が一定区間進む
に従い、式（３）に示すように、徐々に輝度温度が大き
くなる。各区間に対する基準温度源の輝度温度は、地上
試験で予め校正しておく。観測対象の温度を求めるに
は、対象の物体を観測したときの受信機出力に最も近
く、かつ、それより大きい出力と小さい出力をもつ基準
温度源の輝度温度から観測対象の受信機出力値で内挿す
る。受信機の持つ非線形性は、基準温度源の二つの区間
の輝度温度の間で内挿するため、完全には除去できない
が、高温・低温の２点の温度で内挿する場合に比べて、
小さな温度範囲内の内挿であるため誤差は小さくなる。
このように、実施例２は、実施例１に比べて誤差が多少
残るが、実施例１では、ホーンアンテナ開口寸法に対し
て輝度温度が変化する度合いをあまり大きくできない
が、実施例２ではホーンアンテナ開口寸法程度の区間で
輝度温度を段階的に変化させることができるので、比較
的小さな寸法で基準温度源を構成することができる。
【００２５】実施例３．上記実施例１および実施例２で
は、基準温度源１５の輝度温度が、ホーンアンテナの移
動にともなって変化したが、実施例３ではホーンアンテ
ナの位置によらず、電波吸収体の吸収の程度自体を変化
させ基準温度源の輝度温度を変えている。図５中、２０
は電波吸収性の物質が溶け込んだ液体状電波吸収体、２
１は液体状電波吸収体２０の第１のポンプで、２２は液
体状電波吸収体２０と混合しない性質をもち、且つ電波
を吸収しない透過性液体、２３は透過性液体の第２のポ
ンプで、２４は液体状電波吸収体２０と透過性液体２２
で内部をみたすパイプが配管された電波吸収体容器であ
る。図５（ａ）から図５（ｃ）に示すように、液体状電
波吸収体２０と透過性液体２２はその一方が電波吸収体
容器２４を満たすときは他方が引くよう双方のポンプの
同期して動作し、さらに、電波吸収体容器２４内のパイ
プの階層単位でどちらか一方のみの液体が満たされるよ
う制御できるようにしてある。電波吸収体容器２４が完
全に透過性液体２２で満たされている場合は、容器の真
下にあるホーン２は３Ｋの温度を受信する。電波吸収体
容器２４内に液体状電波吸収体２０が入ってくるに従い
容器が電波吸収体として作用し、等価的に輝度温度が高
くなっていく。完全に液体状電波吸収体２０に満たされ
たときは液体状電波吸収体２０自体の物理温度Ｔｏと同
じ輝度温度となる。Ｔｉを、ｉ番目までの層が液体状電
波吸収体２０に満たされているときの基準温度源の輝度
温度とすると、Ｔｉは以下のようになる。
は、基準温度源１５の輝度温度が、ホーンアンテナの移
動にともなって変化したが、実施例３ではホーンアンテ
ナの位置によらず、電波吸収体の吸収の程度自体を変化
させ基準温度源の輝度温度を変えている。図５中、２０
は電波吸収性の物質が溶け込んだ液体状電波吸収体、２
１は液体状電波吸収体２０の第１のポンプで、２２は液
体状電波吸収体２０と混合しない性質をもち、且つ電波
を吸収しない透過性液体、２３は透過性液体の第２のポ
ンプで、２４は液体状電波吸収体２０と透過性液体２２
で内部をみたすパイプが配管された電波吸収体容器であ
る。図５（ａ）から図５（ｃ）に示すように、液体状電
波吸収体２０と透過性液体２２はその一方が電波吸収体
容器２４を満たすときは他方が引くよう双方のポンプの
同期して動作し、さらに、電波吸収体容器２４内のパイ
プの階層単位でどちらか一方のみの液体が満たされるよ
う制御できるようにしてある。電波吸収体容器２４が完
全に透過性液体２２で満たされている場合は、容器の真
下にあるホーン２は３Ｋの温度を受信する。電波吸収体
容器２４内に液体状電波吸収体２０が入ってくるに従い
容器が電波吸収体として作用し、等価的に輝度温度が高
くなっていく。完全に液体状電波吸収体２０に満たされ
たときは液体状電波吸収体２０自体の物理温度Ｔｏと同
じ輝度温度となる。Ｔｉを、ｉ番目までの層が液体状電
波吸収体２０に満たされているときの基準温度源の輝度
温度とすると、Ｔｉは以下のようになる。
【００２６】
【数４】
【００２７】Ｌｉはｉ番目の層まで液体状電波吸収体に
満たされているときの基準雑音源の減衰係数（＞１）、
Ｔｉｎ、Ｔｏは実施例１と同様である。
満たされているときの基準雑音源の減衰係数（＞１）、
Ｔｉｎ、Ｔｏは実施例１と同様である。
【００２８】図４は、図５に示した方式の基準雑音源を
用いた構成例である。図中、１７は図５に示した方式の
基準雑音源、１８は、カーボン等の電波吸収体の物質を
溶解させた液体状電波吸収体２０と、カーボン等を含ま
ない透過性液体２２のパイプで、１９はポンプである。
最初は基準雑音源１７内が透過性液体２２で満たされて
いるものとする。ホーン２が基準雑音源１７の真下にく
ると、３Ｋの温度を受信する。次に、ポンプ１７が液体
状電波吸収体２０を基準雑音源１７に送り始め、基準雑
音源１７の輝度温度が徐々に高くなっていき、完全に液
体状電波吸収体２０で満たされると輝度温度はほぼＴｏ
Ｋになる。基準雑音源１７内の各パイプ層を液体状電波
吸収体２０が占めているときの輝度温度は予め校正して
おく。観測対象の温度を求めるには、実施例２と同様
に、対象の物体を観測したときの受信機出力に最も近
く、かつ、それより大きい出力と小さい出力をもつ基準
温度源の輝度温度から観測対象の受信機出力値で内挿す
る。
用いた構成例である。図中、１７は図５に示した方式の
基準雑音源、１８は、カーボン等の電波吸収体の物質を
溶解させた液体状電波吸収体２０と、カーボン等を含ま
ない透過性液体２２のパイプで、１９はポンプである。
最初は基準雑音源１７内が透過性液体２２で満たされて
いるものとする。ホーン２が基準雑音源１７の真下にく
ると、３Ｋの温度を受信する。次に、ポンプ１７が液体
状電波吸収体２０を基準雑音源１７に送り始め、基準雑
音源１７の輝度温度が徐々に高くなっていき、完全に液
体状電波吸収体２０で満たされると輝度温度はほぼＴｏ
Ｋになる。基準雑音源１７内の各パイプ層を液体状電波
吸収体２０が占めているときの輝度温度は予め校正して
おく。観測対象の温度を求めるには、実施例２と同様
に、対象の物体を観測したときの受信機出力に最も近
く、かつ、それより大きい出力と小さい出力をもつ基準
温度源の輝度温度から観測対象の受信機出力値で内挿す
る。
【００２９】実施例４．実施例４も上記実施例３と同様
に、ホーン２の位置を変えなくとも基準雑音源の輝度温
度を変えるものであるが、上記実施例１から３がいづれ
も電波吸収体の吸収の程度を変えることによって等価的
に輝度温度を変えていたのに対し、実施例４では電波吸
収体自体の物理温度を変えることにより輝度温度を変化
させる。図７において、２８は電波吸収体で、２９は冷
媒が通る冷却パイプ、３０はヒータである。電波吸収体
２８は十分な吸収率をもち、その輝度温度はそれ自体の
物理温度Ｔｃｏｎｔにほぼ等しい。そこで、冷却パイプ
２９またはヒータ３０により電波吸収体２８自体の物理
温度Ｔｃｏｎｔを連続的に変化させることにより、等価
的に輝度温度も連続的に変化させることができる。
に、ホーン２の位置を変えなくとも基準雑音源の輝度温
度を変えるものであるが、上記実施例１から３がいづれ
も電波吸収体の吸収の程度を変えることによって等価的
に輝度温度を変えていたのに対し、実施例４では電波吸
収体自体の物理温度を変えることにより輝度温度を変化
させる。図７において、２８は電波吸収体で、２９は冷
媒が通る冷却パイプ、３０はヒータである。電波吸収体
２８は十分な吸収率をもち、その輝度温度はそれ自体の
物理温度Ｔｃｏｎｔにほぼ等しい。そこで、冷却パイプ
２９またはヒータ３０により電波吸収体２８自体の物理
温度Ｔｃｏｎｔを連続的に変化させることにより、等価
的に輝度温度も連続的に変化させることができる。
【００３０】図６は、図７に示した方式の基準雑音源を
用いた構成例である。図中、２５は図７に示した方式の
基準雑音源、２６は冷媒用パイプとヒータ電源ケーブル
で、２７は冷却機とヒータを含む温度制御機である。基
準雑音源２５の受信機出力が地表観測時の受信機出力値
と同じ出力値となったときの基準温度源２５の輝度温度
（すなわち物理温度Ｔｃｏｎｔ）が地表の輝度温度とし
て得られる。
用いた構成例である。図中、２５は図７に示した方式の
基準雑音源、２６は冷媒用パイプとヒータ電源ケーブル
で、２７は冷却機とヒータを含む温度制御機である。基
準雑音源２５の受信機出力が地表観測時の受信機出力値
と同じ出力値となったときの基準温度源２５の輝度温度
（すなわち物理温度Ｔｃｏｎｔ）が地表の輝度温度とし
て得られる。
【００３１】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されたような効果を奏する。
ているので、以下に記載されたような効果を奏する。
【００３２】この発明の実施例１においては、放射計に
含まれる受信機が、入力信号レベルに対する出力レベル
の非線形性を有している場合でも、観測対象の受信機出
力と一致する基準温度源の受信機出力から、常に対応す
る温度を直接的に知ることができる。さらに、受信機の
各構成品の非線形性が環境温度や経年変化により変化し
ても問題なく観測対象の温度を知ることができる。
含まれる受信機が、入力信号レベルに対する出力レベル
の非線形性を有している場合でも、観測対象の受信機出
力と一致する基準温度源の受信機出力から、常に対応す
る温度を直接的に知ることができる。さらに、受信機の
各構成品の非線形性が環境温度や経年変化により変化し
ても問題なく観測対象の温度を知ることができる。
【００３３】この発明の実施例２においては、実施例１
が連続的に基準温度源の輝度温度を変化させたのに対し
て、段階的に輝度温度を変える。これは、実施例１のよ
うに連続的に輝度温度を変えていくのは、基準温度源１
５の寸法に対しホーンアンテナの開口寸法が充分に小さ
くない場合にはホーンアンテナの瞬時視野の中での基準
温度源の輝度温度の変化が無視できなくなるからであ
る。即ち、各区間においてはホーンアンテナの瞬時視野
を一様な輝度温度の基準温度源が覆うようになる。この
ため、実装上の制約に応じて、区間の数を決定し、観測
対象の温度を求めるときは、その受信機出力の最も近い
２区間の受信機出力からの内挿による。この場合でも、
従来のように低温と高温の２点からの内挿による方法よ
りも受信機の非線形性による誤差を大幅に軽減できるこ
とが期待できる。
が連続的に基準温度源の輝度温度を変化させたのに対し
て、段階的に輝度温度を変える。これは、実施例１のよ
うに連続的に輝度温度を変えていくのは、基準温度源１
５の寸法に対しホーンアンテナの開口寸法が充分に小さ
くない場合にはホーンアンテナの瞬時視野の中での基準
温度源の輝度温度の変化が無視できなくなるからであ
る。即ち、各区間においてはホーンアンテナの瞬時視野
を一様な輝度温度の基準温度源が覆うようになる。この
ため、実装上の制約に応じて、区間の数を決定し、観測
対象の温度を求めるときは、その受信機出力の最も近い
２区間の受信機出力からの内挿による。この場合でも、
従来のように低温と高温の２点からの内挿による方法よ
りも受信機の非線形性による誤差を大幅に軽減できるこ
とが期待できる。
【００３４】この発明の実施例３においては、実施例１
および実施例２がホーンアンテナ２の位置によって基準
雑音源の輝度温度を変化させたのに対し、ホーンアンテ
ナ２の位置に拠らず、基準雑音源自体の吸収の程度を変
化させ、ホーンアンテナ２の移動を必要としないように
構成している。このため、実装上限られた空間に基準雑
音源を設置することができる。
および実施例２がホーンアンテナ２の位置によって基準
雑音源の輝度温度を変化させたのに対し、ホーンアンテ
ナ２の位置に拠らず、基準雑音源自体の吸収の程度を変
化させ、ホーンアンテナ２の移動を必要としないように
構成している。このため、実装上限られた空間に基準雑
音源を設置することができる。
【００３５】この発明の実施例４においては、実施例３
と同様に、ホーンアンテナ２の移動を必要としないこと
と、更に、ヒータを有しているため高温の輝度温度を実
現することができるため、観測対象の輝度温度が高い場
合にも適用できる。
と同様に、ホーンアンテナ２の移動を必要としないこと
と、更に、ヒータを有しているため高温の輝度温度を実
現することができるため、観測対象の輝度温度が高い場
合にも適用できる。
【図１】 この発明の実施例１および実施例２を示す図
である。
である。
【図２】 この発明の実施例１の基準温度源を詳細に示
す図である。
す図である。
【図３】 この発明の実施例２の基準温度源を詳細に示
す図である。
す図である。
【図４】 この発明の実施例３を示す図である。
【図５】 この発明の実施例３の基準温度源を詳細に示
す図である。
す図である。
【図６】 この発明の実施例４を示す図である。
【図７】 この発明の実施例４の基準温度源を詳細に示
す図である。
す図である。
【図８】 従来の実施例を示す図である。
【図９】 従来およびこの発明に用いる受信機の構成ブ
ロックを示す図である。
ロックを示す図である。
１ 構体、２ ホーンアンテナ、３ 高温校正源、４
温度センサ、５ 反射鏡、６ 支柱、７ 支持構体、８
低雑音増幅器、９ バンドパスフィルタ、１０ 増幅
器、１１ 検波器、１２ ＤＣ増幅器、１３ Ａ／Ｄコ
ンバータ、１４信号処理部（ＳＰ）、１５ 基準温度
源、１６ 電波吸収体、１７ 基準雑音源、１８ パイ
プ、１９ ポンプ、２０ 液体状電波吸収体、２１ 液
体状電波吸収体用ポンプ、２２ 透過性液体、２３ 透
過性液体用ポンプ、２４ 電波吸収体容器、２５ 基準
雑音源、２６ 冷却パイプおよびヒータ電力用ケーブ
ル、２７ 温度制御器、２８ 電波吸収体、２９ 冷却
パイプ、３０ ヒータ。
温度センサ、５ 反射鏡、６ 支柱、７ 支持構体、８
低雑音増幅器、９ バンドパスフィルタ、１０ 増幅
器、１１ 検波器、１２ ＤＣ増幅器、１３ Ａ／Ｄコ
ンバータ、１４信号処理部（ＳＰ）、１５ 基準温度
源、１６ 電波吸収体、１７ 基準雑音源、１８ パイ
プ、１９ ポンプ、２０ 液体状電波吸収体、２１ 液
体状電波吸収体用ポンプ、２２ 透過性液体、２３ 透
過性液体用ポンプ、２４ 電波吸収体容器、２５ 基準
雑音源、２６ 冷却パイプおよびヒータ電力用ケーブ
ル、２７ 温度制御器、２８ 電波吸収体、２９ 冷却
パイプ、３０ ヒータ。
Claims (6)
- 【請求項１】 物体が放射する熱輻射を受信するアンテ
ナと、上記アンテナの入射電力に比例した出力が得られ
る受信機と、温度校正用の基準雑音源とから構成される
放射計において、上記基準雑音源として上記受信機入力
端に接続される上記アンテナとの相対位置により輝度温
度が等価的に連続的に変わる基準温度源を用いることを
特徴とする放射計。 - 【請求項２】 物体が放射する熱輻射を受信するアンテ
ナと、上記アンテナの入射電力に比例した出力が得られ
る受信機と、温度校正用の基準雑音源とから構成される
放射計において、上記基準雑音源として受信機入力端に
接続される上記アンテナとの相対位置により輝度温度が
等価的に段階的に変わる基準温度源を用いることを特徴
とする放射計。 - 【請求項３】 基準温度源を電波吸収体で形成したこと
を特徴とする請求項１又は２記載の放射計。 - 【請求項４】 物体が放射する熱輻射を受信するアンテ
ナと、上記アンテナの入射電力に比例した出力が得られ
る受信機と、温度校正用の基準雑音源とから構成される
放射計において、上記基準雑音源として、輝度温度が等
価的に段階的に変わる基準温度源を用い、かつその基準
温度源を液体状電波吸収体で構成したことを特徴とする
放射計。 - 【請求項５】 液体状電波吸収体と、上記液体状電波吸
収体と混合しない性質を有する、電波を吸収しない透過
性液体とを１つの容器内に送り込む第１、第２のポンプ
と、上記液体状電波吸収体と透過性液体の一方が上記容
器内を満たすときは他方が引くように第１、第２のポン
プを制御し、かつ上記液体状電波吸収体を容器内へ段階
的に送り込むように上記第１、第２のポンプを制御する
手段とにより基準温度源を構成したことを特徴とする請
求項４記載の放射計。 - 【請求項６】 物体が放射する熱輻射を受信するアンテ
ナと、上記アンテナの入射電力に比例した出力が得られ
る受信機と、温度校正用の基準雑音源とから構成される
放射計において、基準雑音源として、電波吸収体を用
い、かつその基準雑音源に輝度温度が等価的に連続的に
変えるためのヒータを設けたことを特徴とする放射計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7102407A JPH08297148A (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 放射計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7102407A JPH08297148A (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 放射計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08297148A true JPH08297148A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14326593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7102407A Pending JPH08297148A (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 放射計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08297148A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008058044A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 樹脂フィルムの温度測定方法及び加熱成膜装置 |
| WO2013051852A1 (en) * | 2011-10-04 | 2013-04-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for measuring performance of electronic device |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP7102407A patent/JPH08297148A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008058044A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 樹脂フィルムの温度測定方法及び加熱成膜装置 |
| WO2013051852A1 (en) * | 2011-10-04 | 2013-04-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for measuring performance of electronic device |
| US9091716B2 (en) | 2011-10-04 | 2015-07-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for measuring performance of electronic device |
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