SU1553924A1 - Radiometer for measuring moisture content in the upper atmosphere - Google Patents
Radiometer for measuring moisture content in the upper atmosphere Download PDFInfo
- Publication number
- SU1553924A1 SU1553924A1 SU3836278A SU3836278A SU1553924A1 SU 1553924 A1 SU1553924 A1 SU 1553924A1 SU 3836278 A SU3836278 A SU 3836278A SU 3836278 A SU3836278 A SU 3836278A SU 1553924 A1 SU1553924 A1 SU 1553924A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- attenuator
- signal
- atmosphere
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технике дистанционного зондировани метеорологических параметров атмосферы, может быть использовано дл измерени содержани вод ного пара в атмосфере и позвол ет повысить точность измерени влажности в верхних сло х атмосферы. Радиометр содержит последовательно соединенные антенну, коммутатор, смеситель, усилитель промежуточной частоты, амплитудный детектор, усилитель низкой частоты, первый и второй синхронные детекторы, а также первый и второй генераторы опорных частот, генератор шума, через аттенюатор подключенный к второму входу коммутатора, и третий синхронный детектор, через интегратор соединенный с управл ющим входом аттенюатора. 2 ил.The invention relates to a technique for the remote sensing of meteorological parameters of the atmosphere, can be used to measure the water vapor content in the atmosphere, and makes it possible to increase the accuracy of measuring humidity in the upper layers of the atmosphere. The radiometer contains a serially connected antenna, switch, mixer, intermediate frequency amplifier, amplitude detector, low frequency amplifier, first and second synchronous detectors, as well as the first and second reference frequency generators, noise generator, through an attenuator connected to the second input of the switch, and the third synchronous detector, through an integrator connected to the attenuator control input. 2 Il.
Description
Изобретение относитс к технике дистанционного зондировани метеорологических параметров атмосферы и может быть использовано.дл измерени содержани вод ного пара в стратосфере .The invention relates to a remote sensing technique for the meteorological parameters of the atmosphere and can be used to measure the water vapor content in the stratosphere.
Цель изобретени - повышение точности измерени влажности в верхних сло х атмосферы.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring humidity in the upper layers of the atmosphere.
На фиг.1 представлена функциональна блок-схема радиометра дл измерени влажности в верхних сло х атмосферы; на фиг.2 - зависимость коэффициента пропускани солнечной радиации от частоты.Figure 1 is a functional block diagram of a radiometer for measuring humidity in the upper atmosphere; Fig. 2 shows the dependence of the solar radiation transmittance on frequency.
Ридиометр содержит последовательно соединенные антенну 1, коммутатор 2, смеситель 3, усилитель 4 промежуточной частоты (УПЧ), амплитудный детектор 5 (АД), усилитель 6 нижних частот (УНЧ), первьй синхронный де тектор 7, второй синхронный детектор 8, а также последовательную цепь из третьего синхронного детектора -9, подключенного к УНЧ 6, интегратора 10, и аттенюатора 11, выход которого подключен к второму входу коммутатора 2.The readometer contains serially connected antenna 1, switch 2, mixer 3, intermediate-frequency amplifier 4 (UPCH), amplitude detector 5 (BP), low-frequency amplifier 6 (ULF), first synchronous detector 7, second synchronous detector 8, and also serial a circuit from the third synchronous detector -9 connected to the ULF 6, the integrator 10, and the attenuator 11, the output of which is connected to the second input of the switch 2.
Кроме того, радиометр включает первый генератор 12 опорной частоты, выход которого подключен к синхронному детектору 7 и ко входу гетеродина 13, выход которого св зан со вторым входом смесител 3, и второй гег нератор 14 опорной частоты, выходы которого соединены со вторым входом синхронного детектора & и со вторым входом синхронного детектора 9, а также генератор 15 шума, выход котоСДIn addition, the radiometer includes the first reference frequency generator 12, the output of which is connected to the synchronous detector 7 and to the input of the local oscillator 13, the output of which is connected to the second input of the mixer 3, and the second reference frequency oscillator 14, the outputs of which are connected to the second input of the synchronous detector & and with the second input of the synchronous detector 9, as well as the noise generator 15, the output of which is SD
слcl
со со towith so to
4ь4i
рого подключен к сигнальному входу аттенюатора 11.pogo connected to the signal input attenuator 11.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Генератор 14 опорной частоты формирует низкочастотный периодический сигнал, которым управл етс коммутатор 2. При этом вход смесител 3 периодически подключаетс или к выходу антенны 1, или к выходу аттенюатора 11. Длительность интервала времени, в течение которого на вход смесител 3 поступает сигнал с выхода антенны 1, равна длительности интервала времени, в течение которого сигнал поступает с выхода аттенюатора 11. Солнечна радиаци , равномерно распределенна в широком диапазоне частот, проход через толщу атмосферы , частично поглощаетс парами воды в окрестност х частоты fo 22,235 ГГу образу линию поглощени .The reference frequency generator 14 generates a low frequency periodic signal controlled by switch 2. At the same time, the input of mixer 3 is periodically connected either to the output of antenna 1 or to the output of attenuator 11. The duration of the time during which the signal from the output of antenna goes to input of mixer 3 1, is equal to the duration of the time interval during which the signal comes from the output of attenuator 11. Solar radiation, evenly distributed over a wide frequency range, passage through the atmosphere, partially absorbed are water vapor in the vicinity of the frequency fo 22,235 GSU forming absorption line.
Зависимость коэффициента пропускаDependency ratio
2525
30thirty
ни Та от частоты f вблизи линии поглощени показана на фиг.2.Neither Ta from the frequency f near the absorption line is shown in FIG.
В интервале времени, в течение которого антенна 1 св зана со смесителем 3, узкополосный УПЧ 4 из входного сигнала выдел ет сигнал в полосе частот uf (фиг,2) с помощью генератора 12 опорной частоты частота гетеродина 13 периодически с частотой F измен етс на величину fw. За счет изменени частоты гетеродина 13 измен етс и частота принимаемого теплового 35 излучени . На выходе амплитудного детектора 5 формируетс сигнал, посто нна составл юща которого пропорциональна мощности входного излучени солнечной радиации, а переменна сое-40 тавл юща представл ет собой гармоническую функцию с частотой F, амплитуда которой определ етс разностью коэффициентов пропускани в центре линии поглощени и на ее крыле. Этот .сигнал усиливаетс в УНЧ 6 и подаетс на вход синхронного детектора 7, на второй вход которого поступает сигнал с выхода генератора 12. В результате на выходе синхронного детек- 50 тора 7 формируетс сигнал, характе- ризующий разность коэффициентов пропускани атмосферы в центре линии поглощени на ее крыле:In the time interval during which antenna 1 is connected to mixer 3, narrowband IF amplifier 4 extracts a signal in the frequency band uf from the input signal (FIG. 2) using the oscillator 12 of the reference frequency and the frequency of the local oscillator 13 periodically changes with frequency F fw. By varying the frequency of the local oscillator 13, the frequency of the received thermal radiation 35 also changes. At the output of the amplitude detector 5, a signal is formed, the constant component of which is proportional to the input radiation power of solar radiation, and the variable co-voltage is a harmonic function with frequency F, the amplitude of which is determined by the difference in transmittance at the center of the absorption line and wing. This signal is amplified in the ULF 6 and fed to the input of the synchronous detector 7, the second input of which receives a signal from the output of the generator 12. As a result, the output of the synchronous detector of the torus 7 generates a signal characterizing the difference in the transmittances of the atmosphere in the center of the absorption line on her wing:
л(55l (55
/f««/ f ""
4545
д d
о 1about 1
U,U,
Сигналы, формируемые благодар приему солнечной радиации и подключе нию ко входу смесител источника шума , с выхода УНЧ 6 поступают на синхронный детектор 9, на второй вход которого подаетс сигнал от генератора 14. Тем самым на выходе синхрон ного детектора 9 формируетс сигнал, пропорциональный разности уровней посто нных: составл ющих мощностей солнечной радиации и шума. Разностны сигнал интегрируетс интегратором 10 и поступает на управл ющий вход аттенюатора 11. При этом изменение коэффициента подавлени сигнала в атте нюаторе 11 происходит до тех пор, по ка мощность солнечной радиации и мощ ность шума не станут равны между собой . Переменна составл юща , формируема на выходе УНЧ 6 в интервале времени, когда вход смесител 3 подключен к выходу аттенюатора 11, поз«- вол ет получить на выходе синхронного детектора 7 сигнал Uh. Таким образом , когда коммутатор 2 подключен на выход антенны 1, на выходе синхронного детектора 7 формируетс сиг- + Uh, а когда коммутаторSignals generated by receiving solar radiation and connecting a noise source to the mixer input from the ULF 6 output go to a synchronous detector 9, the second input of which receives a signal from generator 14. A signal proportional to the level difference is generated at the output of synchronous detector 9 constants: solar radiation power and noise components. The difference signal is integrated by the integrator 10 and is fed to the control input of the attenuator 11. At the same time, the attenuation coefficient of the attenuator 11 is changed until the solar radiation power and the noise power become equal. The variable component formed at the output of the ULF 6 in the time interval when the input of the mixer 3 is connected to the output of the attenuator 11, because it is possible to receive the signal Uh at the output of the synchronous detector 7. Thus, when switch 2 is connected to the output of antenna 1, a sig- + Uh is generated at the output of synchronous detector 7, and when the switch
нал U0 U.,cash U0 U.,
Л-| «- « w оv h ix w ,u,a. vwrruTij i a. i w±yL- | “-“ w оv h ix w, u, a. vwrruTij i a. i w ± y
i t TgCCJdl J Te(f)dfjj, 2 переключен на аттенюатор 11 - фор- at f.-Ti t TgCCJdl J Te (f) dfjj, 2 switched to attenuator 11 - formate at f.-T
t 0 Mt 0 M
мируетс сигнал 11 г II n. Эти сигналыThe 11 g II n signal is measured. These signals
00
00
5five
00
35 40 50 35 40 50
5555
4545
где ) - спектральна плотность мощности входного сигнала .where) is the spectral power density of the input signal.
Однако, в реальном устройстве на величину сигнала, формируемого детектором 7 оказывает вли ние частот - на зависимость коэффициента пропускани любого элемента волноводно- го тракта и смесител (см. фиг.2), что приводит к по влению ошибочного сигнала U j Ut + Uh. Дл устранени этой ошибки коммутатором 2 к входу смесител 3 периодически с частотой F подключаетс выход аттенюатора 11, вход которого соединен с выходом генератора 15 шума, формирующего сигнал , спектр частот которого равномерен в диапазоне частот f0 f f0 + fMHowever, in a real device, the magnitude of the signal generated by the detector 7 is influenced by frequencies — the dependence of the transmittance of any element of the waveguide path and the mixer (see Fig. 2), which leads to the appearance of an erroneous signal U j Ut + Uh. To eliminate this error, the switch 2 to the input of the mixer 3 periodically with the frequency F connects the output of the attenuator 11, the input of which is connected to the output of the noise generator 15, which generates a signal whose frequency spectrum is uniform in the frequency range f0 f f0 + fM
В интервале времени, в котором к входу смесител 3 коммутатором 2 подключен аттенюатор 11, на выходе амплитудного детектора 5 формируетс сигнал, посто нна составл юща которого пропорциональна мощности шума, а переменна составл юща зависит от частотной неравномерности волноводно- го тракта. Этот сигнал также поступает на вход УНЧ 6.In the time interval in which the attenuator 11 is connected to the input of the mixer 3 by the switch 2, a signal is generated at the output of the amplitude detector 5, the constant component of which is proportional to the noise power, and the variable component depends on the frequency non-uniformity of the waveguide path. This signal is also fed to the ULF 6 input.
Сигналы, формируемые благодар приему солнечной радиации и подключению ко входу смесител источника шума , с выхода УНЧ 6 поступают на синхронный детектор 9, на второй вход которого подаетс сигнал от генератора 14. Тем самым на выходе синхронного детектора 9 формируетс сигнал, пропорциональный разности уровней посто нных: составл ющих мощностей солнечной радиации и шума. Разностный сигнал интегрируетс интегратором 10 и поступает на управл ющий вход аттенюатора 11. При этом изменение коэффициента подавлени сигнала в аттенюаторе 11 происходит до тех пор, пока мощность солнечной радиации и мощность шума не станут равны между собой . Переменна составл юща , формируема на выходе УНЧ 6 в интервале времени, когда вход смесител 3 подключен к выходу аттенюатора 11, поз«- вол ет получить на выходе синхронного детектора 7 сигнал Uh. Таким образом , когда коммутатор 2 подключен на выход антенны 1, на выходе синхронного детектора 7 формируетс сиг- + Uh, а когда коммутаторThe signals generated by receiving solar radiation and connecting the noise source to the mixer input from the ULF 6 output go to a synchronous detector 9, the second input of which receives a signal from the generator 14. Thus, a signal proportional to the constant level difference is generated at the output of the synchronous detector 9 : solar radiation power and noise components. The difference signal is integrated by the integrator 10 and is fed to the control input of the attenuator 11. In this case, the change in the attenuation coefficient of the signal in the attenuator 11 occurs until the solar radiation power and the noise power become equal to each other. The variable component formed at the output of the ULF 6 in the time interval when the input of the mixer 3 is connected to the output of the attenuator 11, because it is possible to receive the signal Uh at the output of the synchronous detector 7. Thus, when switch 2 is connected to the output of antenna 1, a sig- + Uh is generated at the output of synchronous detector 7, and when the switch
нал U0 U.,cash U0 U.,
w оv h ix w ,u,a. vwrruTij i a. i w±y w оv h ix w, u, a. vwrruTij i a. i w ± y
2 переключен на аттенюатор 11 - формируетс сигнал 11 г II n. Эти сигналы2 is switched to attenuator 11 — an 11 g II n signal is generated. These signals
5five
поступают на вход синхронного детек тора 8, на выходе которого формируе с сигнал Uj (U, + Un) - и„ U,, , который не зависит от частотной неравномерности волноводного тракта.arrive at the input of the synchronous detector 8, at the output of which a signal Uj (U, + Un) - and U ,, is formed, which does not depend on the frequency irregularity of the waveguide path.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3836278A SU1553924A1 (en) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | Radiometer for measuring moisture content in the upper atmosphere |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3836278A SU1553924A1 (en) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | Radiometer for measuring moisture content in the upper atmosphere |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1553924A1 true SU1553924A1 (en) | 1990-03-30 |
Family
ID=21155731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU3836278A SU1553924A1 (en) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | Radiometer for measuring moisture content in the upper atmosphere |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1553924A1 (en) |
-
1984
- 1984-12-26 SU SU3836278A patent/SU1553924A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Извести Главной астрономической обсерватории в Пулкове, том XXI, вып. 5, № 164, Радиоастрономи .- Л.: Изд-во ГАО, 1960, с. 128-129. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4031469A (en) | Receiver gain calibration | |
US4219770A (en) | Insertion loss and phase shift measurement system and method | |
US3878107A (en) | Electronically compensated rotating gas cell analyzer | |
US4467203A (en) | Low noise amplifier and method for energy biased radiation sensitive receiver | |
SU1553924A1 (en) | Radiometer for measuring moisture content in the upper atmosphere | |
US5644243A (en) | Detector power linearity requirements and verification techniques for TMI direct detection receivers | |
US2485582A (en) | Receiver system | |
SU1555679A1 (en) | Method of determining frequency irregularity of group delay time | |
US3426202A (en) | Measuring system for pneumatic infrared detector | |
JPH01277769A (en) | Receiver of microwave radiometer | |
JPH03231140A (en) | Infrared moisture measuring apparatus | |
SU1197109A1 (en) | Device for measuring probability of signal reception error | |
SU1146610A1 (en) | Radiometer | |
SU1040450A1 (en) | Modulation radiometer calibration device | |
SU631841A1 (en) | Frequency deviation rate meter | |
SU1213425A1 (en) | Apparatus for measuring alternating voltage | |
SU1160333A1 (en) | Radiometer | |
SU935809A1 (en) | Device for measuring amplitude frequency characteristics | |
SU1007048A1 (en) | Modulation radiometer | |
SU552569A1 (en) | Phase fluctuation measuring device | |
Di Losa | Diversity-lock phase demodulator | |
SU678636A1 (en) | Frequency deviation digital meter | |
SU693173A1 (en) | Method of correcting sensitivity of acousto-optical gas analyzers | |
SU1644008A1 (en) | Moisture meter | |
SU980039A1 (en) | Device for remote sounding of enviroment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: RH4F Effective date: 20120125 |