SU1626205A1 - Radiometer - Google Patents
Radiometer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1626205A1 SU1626205A1 SU864008122A SU4008122A SU1626205A1 SU 1626205 A1 SU1626205 A1 SU 1626205A1 SU 864008122 A SU864008122 A SU 864008122A SU 4008122 A SU4008122 A SU 4008122A SU 1626205 A1 SU1626205 A1 SU 1626205A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- low
- frequency
- modulator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технике СВЧ. Цель изобретени - повышение точности измерени радиационной температуры объектов Радиометр содержит антенну 1, модул тор 2, направленный ответвитель 3, усилитель 4 ВЧ, квадратичный детектор 5, усилитель 6 НЧ, перемножители 7 и 14, фильтры 8 и 15 нижних частот весовой сумматор 9, делитель 10 напр жений, блок 11 регистрации, г р 12 шума, фазовращатель 13, задающий г-р 16 и делитель 17 частоты. Цель достигаетс путем формировани на выходе блока 11 регистрации посто нного напр жени которое пропорционально радиационной температуре объекта и не зависит от коэффициента передачи радиометра и коэффициента отражени на границе раздела антенна - объект. 1 ил.This invention relates to a microwave technique. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the radiation temperature of objects. The radiometer includes antenna 1, modulator 2, directional coupler 3, amplifier 4 RF, quadratic detector 5, amplifier 6 LF, multipliers 7 and 14, filters 8 and 15 lower frequencies, weight adder 9, divisor 10 voltages, a registration block 11, r p 12 noise, a phase shifter 13, defining Mr. r 16 and a divider 17 frequency. The goal is achieved by forming a constant voltage at the output of the registration unit 11, which is proportional to the radiation temperature of the object and does not depend on the transmission coefficient of the radiometer and the reflection coefficient at the antenna-object interface. 1 il.
Description
(/ С(/ WITH
1one
НH
оabout
ЮYU
оabout
ЮYU
о елabout ate
Изобретение относитс к технике СВЧ, а именно к модул ционным радиометрам СВЧ диапазона, примен емым дл приема и измерени электромагнитного излучени объектов , расположенных в непосредственной близости к антенне, например дл исследовани собственного электромагнитного излучени биологических объектов, почвы, водных растворов и т.п.The invention relates to microwave technology, in particular, to modulation microwave radiometers used to receive and measure electromagnetic radiation of objects located in close proximity to the antenna, for example, to study the intrinsic electromagnetic radiation of biological objects, soil, aqueous solutions, etc.
Цель изобретени - повышение точности измерени радиационной температуры объектов,The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the radiation temperature of objects
На чертеже представлена структурна электрическа схема радиометра.The drawing shows a structural electrical circuit of the radiometer.
Радиометр состоит из антенны 1, моду л тора 2, направленного ответвител 3, усилител 4 высокой частоты, квадратичного детектора 5, усилител 6 низкой частоты, первого перемножител 7, первого фильтра 8 нижних частот, весового сумматора 9, делител 10 напр жений, блока 11 регистрации , генератора 12 шума, фазовращател 13, второго перемножител 14, второго фильтра 15 нижних частот, задающего генератора 16 и делител 17 частоты.The radiometer consists of antenna 1, modulator 2, directional coupler 3, high-frequency amplifier 4, quadratic detector 5, low-frequency amplifier 6, first multiplier 7, first low-pass filter 8, weight adder 9, voltage divider 10, unit 11 registration, generator 12 noise, phase shifter 13, the second multiplier 14, the second low-pass filter 15, the master oscillator 16 and the frequency divider 17.
Радиометр работает сл-едующим образом .The radiometer works in the following manner.
Измерени мощности теплового излучени исследуемого объекта ведут при двух различных заданных значени х мощности шумового сигнала, например, ТШ2 ТШ1. вырабатываемого генератором 12 шума. Это необходимо дл учета коэффициента отражени на границе раздела антенна - объект и флучтуаций коэффициента усилени радиометра .The measurements of the thermal radiation power of the object under study are carried out at two different predetermined values of the noise signal power, for example, TSH2 TSH1. generated by generator 12 noise. This is necessary to take into account the reflection coefficient at the antenna-object interface and the radiation intensity of the radiometer gain.
Мощность теплового СВЧ-излучени исследуемого объекта, пропорциональна радиационной температуре Т объекта, поступает на границу раздела антенна - объект . Часть мощности, пропорциональна TR, отражаетс от границы раздела и затухает п среде объекта (R - коэффициент отражени на границе раздела антенна - объект).The power of thermal microwave radiation of the object under study, which is proportional to the radiation temperature T of the object, arrives at the boundary between the antenna and the object. A part of the power, proportional to TR, is reflected from the interface and dies out in the environment of the object (R is the reflection coefficient at the antenna-object interface).
Оставша с часть мощности, пропорциональна The remaining part of the power is proportional
Т(1-Р) ТЯ,(1)T (1-P) TYA, (1)
принимаетс антенной 1 и пос тупает на вход модул тора 2.is received by antenna 1 and arrives at the input of modulator 2.
Задающий генератор 16 формирует управл ющее напр жение меандр частотой FI, а делитель 17 частоты формирует управл ющее напр жение меандр частотой Рг. причемThe master oscillator 16 generates the control voltage of the square wave frequency FI, and the frequency divider 17 generates the control voltage of the square wave frequency Pr. where
Fi 2F2.(2)Fi 2F2. (2)
Управл ющее напр жение меандр с частотой Ft поступает на управл ющий вход модул тора 2, который с частотой Fi обеспечивает поочередное подключение и отключение выхода антенны 1 с входом направленного ответвител 3. Управл ющее напр жение меандр с частотой F2 осуществл ет модул цию мощности генератора 12 шума поочередно до шумовых температур ТШ1 и ТШ2. Поскольку фазы колебаний управл ющих напр жений синхронизированы , а частоты св заны соотношением (2), имеет место четыре повтор ющихс интервалаThe control voltage of the square wave with a frequency Ft is fed to the control input of the modulator 2, which with the frequency Fi provides alternate connection and disconnection of the output of the antenna 1 with the input of the directional coupler 3. The control voltage square wave with the frequency F2 performs modulation of the generator power 12 noise alternately to noise temperatures TSH1 and TSH2. Since the phases of the oscillations of the control voltages are synchronized, and the frequencies are related by the relation (2), there are four repeated intervals
времени, обусловленные различными состо ни ми модул тора 2 и генератора 12 шума.time due to different states of modulator 2 and noise generator 12.
Мгновенные значени напр жени Ui, L)2, Уз и LM, возникающие на выходе усилител 6 низкой частоты дл каждого интервала времени, определ ютс следующим образом.The instantaneous values of the voltage Ui, L) 2, Uz and LM, arising at the output of the low-frequency amplifier 6 for each time interval, are determined as follows.
Вход направленного ответвител 3 отключен от выхода антенны 1 От генератораThe input of the directional coupler 3 is disconnected from the antenna output 1 From the generator
12 шума поступает на выход модул тора 2 через направленный ответвитель 3 мощ ность шума с температурой Tu,i. Далее этот шумовой сигнал полностью отражаетс от закрытого модул тора 2 и проходит через12 noise arrives at the output of the modulator 2 through the directional coupler 3, the power of the noise with temperature Tu, i. Further, this noise signal is fully reflected from the closed modulator 2 and passes through
направленный ответвитель 3directional coupler 3
Ui КТШ1 + С,(3)Ui КТШ1 + С, (3)
где К - размерный коэффициент передачи радиометра от входа модул тора 2 до выхода усилител 6 низкой частоты;where K is the dimensional gain of the radiometer from the input of the modulator 2 to the output of the amplifier 6 of low frequency;
С - посто нна составл юща напр жени , одинакова дл всех четырех интервалов времени.C is a constant voltage component, the same for all four time intervals.
Вход направленного ответвител 3 отключен от выхода антенны 1. От генератораThe input of the directional coupler 3 is disconnected from the output of the antenna 1. From the generator
12 шума поступает на выход модул тора 2 через направленный ответвитель 3 мощность шума с температурой ТШ2. далее аналогично первому интервалу времени имеют12 noise arrives at the output of the modulator 2 through the directional coupler 3 noise power with temperature ТШ2. Further, similarly to the first time interval, have
Ua КТ„,2 + С.(4)Ua CT, 2 + C. (4)
Вход направленного ответвител 3 под- кпючен к выходу антенны 1 Мощность теплового СВЧ-иолучени , прин та антенной согласно выражению (1), поступает черезThe input of the directional coupler 3 is connected to the output of the antenna 1 The power of the thermal microwave radiation, received by the antenna according to expression (1), comes through
модул тор 2, направленный ответвитель 3 на выход УВЧЧ, через квадратичный детектор 5 на выход усилител частоты.modulator 2, directional coupler 3 to the output of the UHF-H, through a quadratic detector 5 to the output of the frequency amplifier.
От генератора 12 шума поступает на выход модул тора 2 через направленный от0 ветвитель 3 мощность шума с температурой Тш1 далее этот шумовой сигнал проходит через открытый модул тор 2 в антенну 1 частично отражаетс от границы раздела антенна - объект с коэффициентом отраже5 ни R. проходит через открытый модул тор 2. направленный ответвитель 3 на выход усилител 6 низкой частоты.From the noise generator 12 is fed to the output of the modulator 2 through a directional ottotitel 3 noise power with temperature Tm1, then this noise signal passes through the open modulator 2 to the antenna 1 partially reflected from the antenna interface - the object with the reflectance R does not pass through the open modulator 2. directional coupler 3 to the output of the amplifier 6 low frequency.
При этом мгновенное значение напр жени , возникающее на выходе усилител 6 низкой частоты дл третьего интервала времени пропорционально сумме мощностей следующих сигналовIn this case, the instantaneous voltage value appearing at the output of the low-frequency amplifier 6 for the third time interval is proportional to the sum of the powers of the following signals
Уз КТ(1 -R) + КТш1К + С(5)Oz KT (1 -R) + KTsh1K + C (5)
Вход направленного ответвител 3 подключен к выходу антенны 1. Мощность теплового СВЧ-излучени исследуемого объекта проходит до выхода усилител 6 низкой частоты. От генератора 12 шума поступает на выход модул тора 2 через направленный ответвитель 3 мощность шума с температурой ТШ2, далее этот шумовой сигнал проходит на выход усилител 6 низ- ой частоты аналогично третьему интервалу времениThe input of the directional coupler 3 is connected to the output of the antenna 1. The thermal microwave power of the object under study passes to the output of the low-frequency amplifier 6. From the noise generator 12, it arrives at the output of the modulator 2 via the directional coupler 3, the noise power with temperature ТШ2, then this noise signal passes to the output of the low-frequency amplifier 6 in the same way as the third time interval
При этом на его выходе возникает мгновенное значение напр жени At the same time, an instantaneous voltage value occurs at its output.
1М КТ (1 - R) + KTutfR + С(6;1M CT (1 - R) + KTutfR + C (6;
Выходное напр жение усилител 6 низкой частоты поступает на первого 7 и второго 14 перемножителей На в-орой вход первого перемножител 7 подаетс меандр с частотой F2 При этом его выходе после сглаживани в первом фильтре 8 нижних частот с заданной посто ннойThe output voltage of the low-frequency amplifier 6 is fed to the first 7 and second 14 multipliers. At the first input of the first multiplier 7, a square wave with frequency F2 is fed. Its output after smoothing in the first low-pass filter 8 with a given constant
времени г т-- получают посто нное напр жениеtime r t-- get a constant voltage
Uci 1 з + U4 - Ui - 1/2 -Uci 1 s + U4 - Ui - 1/2 -
-2КТ(1 -Р)-К(ТШ1 + - R) (7)-2KT (1 -R) -K (TSH1 + - R) (7)
На второй вход второго перемножител 14 поступает меандр с частотой Г2 задержанный во времени с помощью фазовращател 13 на одну четверть периода (со сдвигом по фазе на 90 градусов) При этом на его выходе после сглаживани во втором фильтре 15 нижних частоте заданной посто нной времени получают посто нное напр жениеAt the second input of the second multiplier 14, a square wave with frequency G2 is delayed by a phase shifter 13 by one quarter of the period (with a phase shift of 90 degrees). At its output, after smoothing in the second filter 15, the lower frequency of a given time constant is obtained voltage
Uc2 U2-Ui + U4- L 3 Uc2 U2-Ui + U4- L 3
К(ТШ2 ТШ00-R).(8) K (TSH2 TSH00-R). (8)
которое поступает в качестве делител в делитель 10 напр жений и на первый вход весового сумматора 9 дл компенсации посто нной составл ющей напр жени Uci. обусловленной наличием в выражении (7) члена К (Тш1 + Тш2Х R) Причем коэффициенты передачи входов сумматора 9 выбираютс таким образом, чтобы выполн лось рэвенствоwhich is supplied as a divider to the voltage divider 10 and to the first input of the weight adder 9 to compensate for the constant component of the voltage Uci. due to the presence in the expression (7) of the term K (Tm1 + Tx2x R) Moreover, the transfer coefficients of the inputs of the adder 9 are chosen in such a way that the equality
а(ТШ1+ Тш2) Ь(ТШ2 Тцм).(9)a (TSH1 + TSH2) b (TSH2 TSm). (9)
где a. b - коэффициенты передачи второго и первого входов сумматора соответственноwhere a. b - transfer coefficients of the second and first inputs of the adder, respectively
00
5five
UT UT
00
Таким образом на второй вход делител 10 напр жений в качестве делимого поступает напр жениеThus, the second input of the voltage divider 10 is applied as a dividend.
UT 2KaT{1-R),(10)UT 2KaT (1-R), (10)
а после проведени операции делени в нем на вход блока 11 регистрации поступает напр жениеand after the operation of dividing it, a voltage is applied to the input of the registration block 11
Ц| 2KaT(1-R) Uc2 К(Тшг-Тш1)(1 -R)C | 2KaT (1-R) Uc2 K (Tshg-Tsh1) (1 -R)
(11) 2а(11) 2a
ТШ2 - ТШ1 TSH2 - TSH1
которое пропорционально радиационной температуре объекта, не зависит от коэффициента передачи радиометра и коэффициента отражени на границе раздела антенна - объектwhich is proportional to the radiation temperature of the object, does not depend on the transmission coefficient of the radiometer and the reflection coefficient at the antenna-object interface
Посто нные коэффициенты а и b определ ютс в процессе калибровки прибора.The constant coefficients a and b are determined during instrument calibration.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864008122A SU1626205A1 (en) | 1986-01-03 | 1986-01-03 | Radiometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864008122A SU1626205A1 (en) | 1986-01-03 | 1986-01-03 | Radiometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1626205A1 true SU1626205A1 (en) | 1991-02-07 |
Family
ID=21216565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864008122A SU1626205A1 (en) | 1986-01-03 | 1986-01-03 | Radiometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1626205A1 (en) |
-
1986
- 1986-01-03 SU SU864008122A patent/SU1626205A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Есепкина Н А и др. Радиотелескопы и радиометры. - М.: Наука, 1973. Harada H. and all.A 1-2 GHz Radiometer for Subcutaneous Tissue Temperature Measurement. The Transactions of the Institute of Flectronics and Communication Engineers of Japan. V. J65-C, № 8,1982, p 645 - 651. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3986113A (en) | Two channel test instrument with active electronicphase shift means | |
US5977779A (en) | Handheld vecor network analyzer (VNA) operating at a high frequency by mixing LO and RF signals having offset odd harmonics | |
US5119035A (en) | Millimeter and/or submillimeter network vector analyzer | |
CN113514698B (en) | Device and method for measuring microwave phase | |
US6041083A (en) | Method and system for tuning resonance modules | |
CN111289994B (en) | Frequency modulation continuous wave laser radar ranging method based on double heterodyne mixing | |
Lin et al. | A digital leakage cancellation scheme for monostatic FMCW radar | |
SU1626205A1 (en) | Radiometer | |
US4780667A (en) | Magnetostatic wave delay line discriminator with automatic quadrature setting and automatic calibration | |
Rubiola et al. | The effect of AM noise on correlation phase-noise measurements | |
CA1060098A (en) | System for monitoring and measuring high voltage d.c. transmission line current | |
US6246727B1 (en) | Method and system for tuning resonance modules | |
SU1626210A1 (en) | Modulation radiometer | |
SU1617387A1 (en) | Radiometer | |
SU1626211A1 (en) | Modulation radiometer | |
Rapuano et al. | Q measurements for high-Q cavities | |
JPH11352215A (en) | Radar device, and fmcw method for measuring distance and measuring velocity | |
Jain et al. | Open-end and edge effect in microstrip transmission lines (short papers) | |
SU907463A1 (en) | Device for measuring frequency characteristics of microwave section transmission and reflection coefficients | |
US4739251A (en) | Analysis circuit for an amplitude-modulated electric signal comprising a frequency transposer | |
US2745060A (en) | Microwave radio frequency converter systems | |
US3197707A (en) | Microwave frequency discriminators | |
SU1536325A1 (en) | Panoramic meter of s-parameters of circuits | |
SU823990A1 (en) | Electron paramagnetic composition analyzer | |
SU1325378A1 (en) | Device for measuring resonance transmitter tuning frequency |