SU1553924A1 - Radiometer for measuring moisture content in the upper atmosphere - Google Patents

Radiometer for measuring moisture content in the upper atmosphere Download PDF

Info

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
Application number
SU3836278A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Юрьевич ПРОЗОРОВСКИЙ
Original Assignee
Государственный Научно-Исследовательский Центр Изучения Природных Ресурсов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный Научно-Исследовательский Центр Изучения Природных Ресурсов filed Critical Государственный Научно-Исследовательский Центр Изучения Природных Ресурсов
Priority to SU3836278A priority Critical patent/SU1553924A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1553924A1 publication Critical patent/SU1553924A1/en

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

4i

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)

Формула изобретениInvention Formula Радиометр дл  измерени  влажност в верхних сло х, атмосферы, содержащий последовательно соединенные антенну , коммутатор, смеситель, усилитель промежуточной частоты, амплитудный детектор, усилитель низких частот, первый и второй синхронные детекторы, первый генератор опорной частоты, выход, которого подключен-к второму входу первого синхронного детектора, второй генератор опорной частоты, выход которого подключен к второму входу второго синхронногоRadiometer for measuring humidity in the upper layers of the atmosphere, containing a serially connected antenna, switch, mixer, intermediate frequency amplifier, amplitude detector, low frequency amplifier, first and second synchronous detectors, first reference frequency generator, output that is connected to the second input the first synchronous detector, the second reference frequency generator, the output of which is connected to the second input of the second synchronous и гетеродин, выход которого к второму входу смесител , а ю щ и и с   тем, что, сand the local oscillator, the output of which is to the second input of the mixer, and that u u and so that, with детектора подключен о т л и ч the detector is connected o tl and h целью повышени  точности измерени  влажности в верхних сло х атмосферы, введены третий синхронный детектор, интегратор, генератор шума и аттенюатор , причем аттенюатор включен между выходом генератора шума и вторым входом коммутатора, управл ющий вход которого соединен с выходом второго генератора опорной частоты, третий синхронный детектор и интегратор включены последовательно между выходом усилител  низких частот и управл ющим входом аттенюатора, выход первого генератора опорной частоты подключен к управл ющему входу гетеродина , а выход второго генератора опорной частоты подключен к второму входу третьего синхронного детектора.To improve the accuracy of measuring humidity in the upper atmosphere, a third synchronous detector, an integrator, a noise generator and an attenuator are introduced, the attenuator being connected between the output of the noise generator and the second input of the switch, the control input of which is connected to the output of the second reference frequency generator, the third synchronous detector and the integrator is connected in series between the output of the low-frequency amplifier and the control input of the attenuator, the output of the first reference oscillator is connected to the control input of the heterodyne on, and the output of the second reference frequency generator is connected to the second input of the third synchronous detector. Фиг.11 Тв (/)TV (/) // Фиг. 2FIG. 2
SU3836278A 1984-12-26 1984-12-26 Radiometer for measuring moisture content in the upper atmosphere SU1553924A1 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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