FR2638833A1 - Radiometre a hyperfrequences a balayage electrique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un radiomètre à hyperfréquences à balayage électrique destiné à mesurer la température de luminosité d'un objet en effectuant un balayage conique de cet objet. Ce radiomètre à hyperfréquences comporte un réflecteur du type torique 1 et un réseau d'éléments rayonnants 21 1 -2N M . Les radiateurs sont groupés pour former plusieurs sous-réseaux. Les faisceaux formés par les sous-réseaux respectifs sont commutés en correspondance 31 -3N pour effectuer le balayage conique de la surface de l'objet. Les signaux reçus par les radiateurs pendant le balayage conique sont traités arithmétiquement 7 pour obtenir la valeur de température de luminosité de l'objet situé dans la largeur du faisceau d'antenne.

Description

=l-

La présente invention concerne un radiomé-

tre à hyperfréquences à balayage électrique monté dans un corps volant comme une plate-forme orbitale polaire,

et à même de mesurer exactement la températurP de lumi-

nosité d'un objet situé dans une zone balayée électrique- ment.

Les radiomètres à hyperfréquences à bala-

yage électrique sont connus, comme décrit dans

"MANUAL OF REMOTE SENSING", seconde édition, pages 612-

622, publié par American Society of Photogrammetry in 1983. La figure 1 montre schématiquement un

schéma synoptique d'un exemple d'un radiométre à hyper-

fréquences à balayage électronique conventionnel (ESMR).

Le ESMR comporte une antenne en réseau plan 100 compre-

nant un certain nombre m de guides d'ondes à fentes.

Une extrémité de chacun des guides d'ondes à fentes est connectée à un déphaseur dans une unité de déphasage

200. Chacun des déphaseurs est commandé par un disposi-

tif de commande 300 et il est connecté à un récepteur

à faible bruit 400 par une ligne de transmission appro-

priée. La sortie du récepteur 400 est appliquée à un

intégrateur 500.

Un parasite en hyperfréquences émis par un objet mesuré est reçu par l'antenne en réseau plan 100. La température d'antenne TA reçue par l'antenne

en réseau plan 100 est exprimée par l'équation suivan-

te: TA = 1 ffrf G(. T (.a)df.. o (1)

TA 1 2rG (.1) T B())d-

G(-L) est une fonction de gain de l'antenne en réseau plan 100; TB JL.) est la température de luminosité de l'objet mesuré; et.-Lest l'angle solide. La direction des faisceaux formés par l'antenne en réseau plan 100 peut être changée pour permettre qu'un balayage en trame -2-

soit effectué en changeant la valeur du déphasage éta-

blie entre des déphaseurs respectifs, de temps à autre,

au moyen du dispositif de commande 300.

Le signal reçu par l'antenne en réseau plan 100 est amplifié et détecté par le récepteur à fai-

ble bruit 400 et il est ensuite intégré par l'intégra-

teur 500 ce dont il résulte un signal de sortie final.

Ce signal de sortie représente la température de lumino-

sité moyenne de l'objet mesuré dans la zone définie par

la largeur du faisceau d'antenne.

La résolution de température AT représen-

tant la sensibilité de réception minimale du ESMR est exprimée par l'équation suivante: aT = K(TA + TR)/T -î (2) o K est une constante déterminée par la construction

du récepteur à faible bruit 400; TA est la températu-

re d'antenne exprimée par l'équation (1); TRest la température de bruit du récepteur à faible bruit 400; B est la largeur de bande du récepteur à faible bruit 400; et t est le temps d'intégration d'un intégrateur 500. Comme cela ressort clairement de l'équation (2), la résolution de température CT du ESMR peut diminuer

si le temps d'intégration de l'intégrateur 500 augmente.

Par ailleurs, la température de luminosité de l'objet mesuré change, comme le montre la figure 2, en fonction de l'angle d'incidence formé entre l'axe du faisceau de l'antenne de réception et l'axe normal de l'objet

mesuré. Par conséquent, même si le même objet est mesu-

ré, quand l'angle d'incidence varie quand le faisceau d'antenne balaye, il peut être difficile de distinguer le cas o la température d'antenne est changée par la

variation de température de luminosité de l'objet mesu-

ré du cas dans lequel la température d'antenne est changée par une variation de l'angle d'incidence. Dans -3- le but d'éviter ce problème, la valeur de la variation de l'angle d'incidence est conservée dans une plage prédéterminée dans un ESMR conventionnel en limitant

la largeur balayée de l'antenne en réseau plan 100.

Comme cela a été expliqué ci-dessus,une

antenne en réseau plan de réception d'un ESMR conven-

tionnel effectue le balayage en trame sur un objet me-

suré. Si une large surface est balayée, il semble que

la température de luminosité change quand l'angle d'in-

cidence varie pendant le balayage.

Les radiomètres à hyperfréquences à bala-

yage électrique conventionnels présentent également d'autres problèmes. Un problème réside dans la manière d'utiliser une simple onde polarisée conjointement avec l'utilisation de fréquences multiples pour mesurer le même objet avec des ondes de polarisations différentes ou de fréquences différentes. En particulier, bien que

l'autorisation que des fréquences multiples soient uti-

lisées dans un radiomètre à hyperfréquences à balayage électrique soit l'un des problèmes principaux restant à résoudre, il n'y a jusqu'à présent aucun exemple d'un ESMR à fréquences multiples praticable. En outre, si

l'orbite d'un corps volant comme une plate-forme orbi-

tale polaire est défini, la vitesse du corps volant

est déterminée en fonction de la hauteur de l'orbite.

Par conséquent, une zone de balayage plus large nécessi-

te une plus grande vitesse de balayage qui fait que le temps d'intégration de l'intégrateur 500 est raccourci

et que la résolution de température est moins bonne.

Un but de l'invention est donc de propo-

ser un radiométre à hyperfréquences qui permet non seu-

lement la suppression des variations de température de luminosité dûes à des variations de l'angle d'incidence mais qui permet également de réduire la résolution de

température.

-4-

Ce but est atteint grâce à un radiomé-

tre à hyperfréquences à balayage électrique, capable

de produire un balayage conique d'un objet et qui com-

porte des moyens réflecteurs avec une ligne focale de configuration prédéterminée et un réseau d'éléments ra- yonnants disposés le long de la ligne focale des moyens

réflecteurs. Les éléments rayonnants sont groupés de ma-

nière à former plusieurs sous-réseaux et chacun des sous-réseaux est connecté à des moyens correspondants de commutation de faisceau. Ces moyens de commutation de faisceau ont pour fonction de commuter des faisceaux

formés par les éléments rayonnants, sélectionnés de fa-

çon correspondante, à partir des sous-réseaux respec-

tifs pour émettre séquentiellement un ensemble différent

de signaux. Les ensembles de signaux émis séquentielle-

ment sont reçus par des moyens de traitement de signaux qui traitent arithmétiquement les ensembles de signaux pour obtenir la valeur de la température de luminosité

de l'objet.

Etant donné que le radiométre à hy.perfré-

quences selon l'invention est à même de produire élec-

triquement un balayage conique d'une zone à mesurer, ceci permet de maintenir constant l'angle d'incidence

sur la surface et permet donc que des variations de tem-

pérature de luminosité dûes à des variations de l'angle

d'incidence soient supprimées.

Les moyens réflecteurs peuvent consister en un réflecteur du type torique comprenant une ligne focale avec la configuration d'un arc circulaire. Les moyens de commutation de faisceau peuvent consister en un circuit de commutation ë faiseA à sélrcticn lpyraTdlle u dl tye pyaddal

comprenant des commutateurs à ferrite ou des commuta-

teurs à diodes PIN. Les moyens de traitement de signaux peuvent consister en des récepteurs à faible bruit qui reçoivent chacun la sortie de l'un correspondant des -5- moyens de commutation de faisceau, des intégrateurs qui reçoivent chacun la sortie de l'un correspondant

des récepteurs à faible bruit, et une unité de traite-

ment de signaux qui reçoit les sorties des intégrateurs.

Grâce à l'utilisation de plusieurs circuits de commuta- tion de faisceau du type pyramidal, des récepteurs à faible bruit et des intégrateurs, la résolutation de

température peut être réduite et la précision de mesu-

re peut être améliorée. Etant donné que des commutateurs

sont utilisés dans les circuits de commutation de fais-

ceau du type pyramidal, les faisceaux sont commutés en ne commandant qu'une partie des commutateurs et ainsi,

la consommation de courant du radiométre à hyperfréquen-

ces peut être réduite.

Un autre but de l'invention est de pro-

poser un radiométre à hyperfréquences qui peut fonction-

ner à des fréquences multiples dans des ondes de pola-

risations différentes, permettant ainsi que des mesures

simultanées soient effectuées à des fréquences différen-

tes avec des polarisations différentes.

Afin d'atteindre ce but, le radio-

mètre à hyperfréquences à balayage électrique selon l'invention comporte en outre des moyens de sélection de polarisation, des moyens de sélection de fréquence

ou des moyens de sélection de polarisation et de fré-

quence. Chacun des moyens de sélection de polarisation, des moyens de sélection de fréquence ou des moyens de polarisation et de fréquence est connecté entre l'un

correspondant des éléments rayonnants dans un sous-ré-

seau et les moyens de commutation de faisceau correspon-

dant au sous-réseau. Ceci permet que le même objet soit mesuré simultanément à des fréquences multiples avec des

polarisations différentes. Par conséquent, la températu-

re d'antenne résultante obtenue par une mesure à chaque fréquence avec chaque polarisation peut être utilisée -6- pour extraire des valeurs physiques comme la profondeur de neige pilée. En outre, étant donné que le point de polarisation ne tourne pas dans la région balayée du

radiomètre en hyperfréquences de l'invention, un change-

ment de température d'antenne dû à la rotation du plan

de polarisation peut être supprimé.

Dans le radiométre à hyperfréquences à bala-

yage électrique de l'invention, plusieurs réseaux d'élé-

ments rayonnants peuvent être disposés le long de la li-

gne focale des moyens réflecteurs pour permettre d'aug-

menter le nombre des fréquences utilisées. Si les élé-

ments rayonnants des réseaux respectifs sont disposés de manière à être décalés dans la direction des réseaux

et que tous les éléments rayonnants des réseaux fonction-

nent à la même fréquence, l'intervalle d'échantillonnage

des données de mesure peut être raccourci.

L'invention sera maintenant décrite, à ti-

tre d'exemple, en se référant à la description qui va

suivre de modes préférés de réalisation et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique de la

réalisation d'un radiométre conventionnel à hyperfréqu'en-

ces à balayage électrique,

la figure 2 montre la relation entre l'an-

gle d'incidence et la température de luminosité dans un radiométre conventionnel à hyperfréquences à balayage électrique, la figure 3 est un schéma synoptique d'un

premier mode de réalisation d'un radiométre à hyperfré-

quences à balayage électrique selon l'invention,

la figure 4 montre un exemple de la dispo-

sition des éléments rayonnants de la figure 3,

la figure 5 montre un exemple d'un cir-

cuit de commutation de faisceau du type pyramidal repré-

senté sur la figure 3, -7- la figure 6 montre des empreintes formées par les éléments rayonnants disposés le long de la ligne

focale du réflecteur de la figure 3 et qui sont dispo-

sées dans la configuration d'un arc de cercle sur la sur-

face de la terre,

la figure 7 est un schéma synoptique de se-

cond mode de réalisation d'un radiomètre à hyperfréquen-

ces à balayage électrique selon la l'invention, la figure 8 est un schéma synoptique du

troisième mode de réalisation d'un radiomètre à hyperfré-

quences à balayage électrique selon l'invention, la figure 9 est un schéma synoptique du

quatrième mode de réalisation d'un radiomètre à hyperfré-

quences à balayage électrique selon l'invention, et la figure 10 montre une modification du second, du troisième et du quatrième modes de réalisation

de l'invention, selon laquelle plusieurs réseaux d'élé-

ments rayonnants sont disposés le long de la ligne focale

du réflecteur.

La figure 3 représente schématiquement le

premier mode de réalisation d'un radiométre à hyperfré-

quences à balayage électrique (ESMR) selon l'invention.

Selon cette figure, le réflecteur 1 comporte un miroir du type torique avec une partie en forme de cercle dans la direction de balayage du faisceau et une partie en forme de parabole dans la direction perpendiculaire à la

direction du balayage du faisceau. Ces parties consti-

tuant un cercle et une parabole ont la même distance fo-

cale. Le diamètre d'ouverture du réflecteur 1 du type

torique dans la direction de balayage du faisceau est dé-

terminé par la largeur de balayage. Quand la largeur de balayage augmente, le diamètre d'ouverture augmente de façon similaire. Le diamètre d'ouverture du réflecteur 1

dans la direction perpendiculaire à la direction du ba-

layage du faisceau est déterminé par la valeur nécessitée -8-

par la résolution en distance d'un ESMR. En face du ré-

flecteur 1 du type torique se trouve un réseau 2 de M x N

cornets coniques (.I-: 2, N >I) disposés sur une ligne fo-

cale F du récepteur du type torique et ayant la configura-

tion d'un arc de cercle comme le montre la figure 4. Les cornets coniques sont groupés en N sous-réseaux, chaque sous-réseau compremant M cornets coniques. Par exemple,

le premier saus-réseau comporte des cornets coniques 21-

21M; le second sous-réseau comporte des cornets coniques 221-22M; et le N ième sous-réseau comporte des cornets coniques 2N1-2NM Chacun du premier au N ième sous-réseau de cornets coniques est connecté à un circuit de commutation de faisceau du type pyramidal correspondant consistant en

des commutateurs à ferrite. Par exemple, le premier sous-

réseau de cornets coniques 211-21M est connecté à un cir-

cuit de commutation de faisceau 31 du type pyramidal le second sousréseau de cornets coniques 221-22M est connecté à un circuit de commutation de faisceau 32 du

type pyramidal; et le N ième sous-réseau de cornets co-

niques 2N1-2NM est connecté à un circuit de commutation

de faisceau 3N du type pyramidal. Ces circuits de commu-

tation de faisceau 31-3N du type pyramidal forment une unité de commutation de faisceau 3 du type pyramidal. Les

faisceaux formés par N sous-réseaux sont commutés en com-

mandant les circuits de commutation de faisceau 31-3N du type pyramidal par des circuits d'attaque de commutateurs

41-4N'

Chacun des circuits de commutation de fais-

ceau 31-3N du type pyramidal est connecté, par l'un cor-

respondant des récepteurs à faible bruit 51-5N de l'unité

de récepteur 5, à l'un corespondant des intégrateurs 61-

6N d'une unité d'intégration 6. Les sorties des intégra-

teurs 61-6N sont appliquées à l'unité de traitement de

signaux 7.

-g- N circuits de commutation de faisceau ont

la même construction. La figure 5 montre, à titre d'exem-

ple, celle d'un circuit de commutation de faisceau 31

du type pyramidal. Selon cette figure, le nombre des cor-

nets optiques du premier sous-réseau est de seize et les commutateurs à ferrite fl-f 15 sont couplés aux cornets

optiques 211-2116 de façon paramidale. Des circuits d'at-

taque 41-4N ont pour fonction que les circuiitsde commuta-

tion de faisceau 31-3N sélectionnent un élément rayonnant à la fois dans chaque sous-réseau. Par exemple, si des

signaux de commande provenant du circuit d'attaque de com-

mutateur 41entraînent que la direction des commutateurs à ferrite f -15 soit établie comme le montre la figure , seul un cornet optique 214 est sélectionné et un signal ainsi reçu passe par les commutateurs à ferrite f2, f 9et F13 vers le commutateur à ferrite f15'

Les signaux émis par les circuits de commu-

tation de faisceau 31-3N du type pyramidal sont appliqués au récepteur à faible bruit 51-5N. Chaque récepteur à faible bruit amplifie et détecte un signal d'entrée et

émet le signal détecté vers l'un correspondant des inté-

trateurs 61-6N. Chaque intégrateur intègre un signal d'en-

trée pendant la période d'intégration t et il émet le si-

gnal intégré vers l'unité de traitement de signaux 7. L'u-

nité de traitement de signaux 7 combine les signaux émis

par les intégrateurs 61-6N pour obtenir la valeur de tempé-

rature de luminosité d'un objet.

Etant donné que les cornets optiques 211-2NM formant le réseau 2 sont disposés sur une ligne focale F ayant la configuration d'un arc de cercle comme le montre

la figure 4, les empreintes de la surface terrestre corres-

pondant aux cornets optiques respectifs 211-2NM ont la con-

figuration d'un arc de cercle. Le balayage conique peut donc être réalisé en commutant successivement un ensemble différent de N éléments rayonnants sélectionnés un par un -10- dans les N sous-réseaux respectifs. En particulier, des groupes de N cornets coniques (211, 221, 231',...2N1) , (212 222' 232' 2N2)... (21M, 22M' 23M,..2NM) sont sélectionnés et commutés séquentiellement. Le fait que le ESMR selon l'invention peut effectuer un balayage conique permet que les angles d'incidence de la surface

terrestre dans la zone balayée soient maintenus cons-

tants. En outre, la commutation de faisceau dans l'uni-

té N permet que la largeur de balayage correspondant à l'un des groupes précités de N cornets optiques soit égale à 1/N de la largeur de balayage totale. Ceci rend la période d'intégration N fois aussi grande que dans le cas d'un balayage de toute la région balayée par un

même faisceau. Il en résulte que la résolution de tempé-

rature du ESMR selon la présente invention est donnée par l'équation ciaprès:

T = K. (TA + TR)/ VN (3)

Comme cela ressort clairement de la com-

paraison entre les équations (2) et (3), la résolution de température selon l'invention est améliorée de

fois celle du ESMR conventionnel.

La figure 7 représente le second mode de

réalisation d'un radiométre à hyperfréquences à balaya-

ge électrique selon l'invention, dans lequel chacun des cornets optiques formant un réseau rayonnant comporte

son propre polariseur pour permettre des mesures simul-

tanées utilisant des ondes polarisées verticalement et horizontalement. Dans ce mode de réalisation, chacun des cornets optiques 21i, 212, 2135... 2NM est connecté

à l'un correspondant des polariseurs 811, 812, 813,...

8NM par lequel un signal reçu est séparé en un signal de polarisation verticale et un signal de polarisation

horizontale. Sur la figure 7, les signaux de polarisa-

-11- tion verticale sont désignés par "V" et les signaux de

polarisation horizontale sont désignés par "H". Les si-

gnaux de polarisation verticale émis par les polariseurs 811-8NM sont appliqués à un ensemble de N circuits de commutation de faisceau du type pyramidal prévus en correspondance avec les N sous-réseaux. La sortie de chacun de ces circuits de commutation de faisceau est

connectée par un récepteur à faible bruit et un intégra-

teur, à une unité de traitement de signaux. D'une façon similaire, les signaux de polarisation horizontale émis par les polariseurs 811-SNM sont appliqués à un autre ensemble de N circuits de commutation de faisceau du

type pyramidal prévus en correspondance avec les N sous-

réseaux. La sortie de chacun de ces circuits de commuta-

tion de faisceau est connectée, par un récepteur à faible bruit et un intégrateur, à une autre unité de traitement de signaux. Ainsi, N circuits de commutation de faisceau

du type pyramidal, N récepteurs à faible bruit, N inté-

grateurs et une unité de traitement de signaux sont pré-

vus pour chaque onde polarisée.

Les circuits de commutation de faisceau du

type pyramidal, les récepteurs à faible bruit, les inté-

grateurs et les unités de traitement de signaux qui sont

utilisés dans le second mode de réalisation sont identi-

ques à ceux utilisés dans le premier mode de réalisation

et leur description ne sera pas faite ici.

La figure 8 montre le troisième mode de

réalisation d'un ESMR selon l'invention. Sur cette figu-

re, chacun des cornets coniques 211, 212,...2NM est con-

necté à un ensemble de multiplexeurs 91' 92'...9I connec-

tés en série qui séparent des signaux ayant des fréquen-

* ces respectives 1' V2'''' 1I pour permettre des mesures

simultanées à des fréquences multiples. Pour chaque fré-

quence, sont prévus N circuits de commutation de faisceau

du type pyramidal, N récepteurs à faible bruit, N intégra-

-12-

teurs et une unité de traitement de signaux.

La figure 9 montre le quatrième mode de réalisation d'un ESMR selon l'invention qui permet des mesures simultanées à des fréquences multiples avec deux ondes de polarisations ortogonales. Dans ce mode de réa-

lisation, chacun des cornets optiques 211-2NM est connec-

té à un ensemble de polariseurs sélectifs en fréquence

l10, 102,...O1I connectés en série qui ont pour fonc-

tion d'émettre des signaux de polarisation verticale et des signaux de polarisation horizontale à des fréquences différentes Vl' l 2''''II' LaFigure 9 montre au-dessus

d'eux les fréquences auxquelles fonctionnent les polari-

seurs respectifs.

Dans ce mode de réalisation, N x M signaux

de polarisation verticale et N x M signaux de polarisa-

tion horizontale sont émis par l'unité de polariseur 10

à chacune des fréquences 1-. Le symbole " iV" dé-

signe un signal de polarisation verticale ayant la fré-

quence i et le symbole" iH désigne un signal de po-

larisation horizontale ayant la fréquence.i, o i = 1,

2,.... I.

Les signaux à polarisation verticale t ayant la fréquence V i reçus par l'un quelconque de N

sous-réseaux et émis par les polaristeurs 10i sont ap-

pliqués à un circuit de commutation de faisceau qui est couplé avec une unité de traitement de signaux par un récepteur à faible bruit et un intégrateur. Ainsi, N circuits de commutation de faisceau du type pyramidal,

N récepteurs à faible bruit, N intégrateurs et une uni-

té de traitement de signaux sont prévus pour les signaux à polarisation verticale ayant chacun les fréquences

V1 - V. D'une façon similaire, les signaux de polari-

sation horizontale ayant la fréquence > i, reçus par

l'un quelconque des N sous-réseaux et émis par les pola-

riseurs 10i sont appliqués à un circuit de commutation i -13- de faisceau du type pyramidal qui est couplé avec une

unité de traitement de signaux par un récepteur à fai-

ble bruit et un intégrateur. Ainsi, N circuits de commu-

tation de faisceau du type pyramidal, N récepteurs à faible bruit, N intégrateurs et une unité de traitement de signaux sont prévus pour les signaux de polarisation horizontale ayant chacun les fréquences 1 - ' Il

Les descriptions du second au quatrième

modes de réalisation ont été faites en supposant qu'un O10 seul réseau de cornets coniques est disposé le long de la ligne focale du récepteur du type torique. Mais il est possible de disposer plusieurs réseaux de cornets coniques le long de la ligne focale. La figure 10 montre

une modification du second au quatrième modes de réali-

sation. Un nombre L de réseaux de cornets coniques 211l, 121,..'2NMl;...; 211L, 212L'...2NML sont disposés le

long de la ligne focale F du réflecteur du type torique.

Dans cette modification, les cornets coniques sont con-

nectés respectivement à des multiplexeurs pour permettre des mesures simultanées à plusieurs fréquences ou à des

ensembles de polariseurs de sélection de fréquence çon-

nectés en série fonctionnant à des fréquences différen-

tes pour permettre des mesures simultanées à des fréquen-

ces multiples avec deux polarisations orthogonales.

Si un seul réseau de cornets coniques est

disposé le long de la ligne focale du réflecteur du ty-

pe torique, il existe une limitation en ce qui concerne le nombre des fréquences qui peuvent être utilisées par les cornets coniques respectifs. Par exemple, la limite supérieure au nombre des fréquences qui peuvent être

utilisées en commun est de trois. Par ailleurs, si plu-

sieurs de cornets coniques sont disposés le long de la ligne focale comme le montre la figure 10, un nombre plus élevé de fréquences peut être utilisé par les cornets coniques respectifs que dans le cas o un seul réseau de -14- cornets coniques est disposé le long de la ligne focale car des fréquences multiples peuvent être utilisées par

les cornets coniques dans chacun des plusieurs réseaux.

De plus, si plusieurs réseaux de cornets coniques fonctionnent dans la même bande de fréquences, l'intervalle d'échantillonnage des données mesurées peut être réduit en déplaçant les cornets coniques de chaque

réseau dans la direction des réseaux.

L'invention a été décrite en se référant particulièrement à certains modes de réalisation mais

il est bien entendu que certaines variantes et modifica-

tions peuvent être apportées dans le cadre et l'esprit de l'invention. Par exemple, des cornets pyramidaux, des cornets diagonaux, des cornets ondulés ou des cornets à

modes multiples peuvent être utilisés au lieu des cor-

nets coniques qui ont été décrits, tandis que les commu-

tateurs à ferrite utilisés dans les circuits de commuta-

tion de faisceau du type pyramidal peuvent être rempla-

cés par des commutateurs à diodes PIN.

-15-

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Radiomètre à hyperfréquences à bala-

yage électrique destiné à mesurer la température de luminosité d'un objet en effectuant un balayage coni- que de l'objet, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens réflecteurs (1) ayant une ligne focale de configuration prédéterminée; un réseau (2) de N x M éléments rayonnants (211-2NM) disposés le long de la ligne focale desdits moyens réflecteurs, o M et N sont des nombres entiers, M étant supérieur à deux et N étant supérieur à un, lesdits éléments rayonnants étant

groupés pour former un nombre N de sous-réseaux compre-

nant chacun M éléments rayonnants voisins; un nombre N de moyens de commutation de faisceaux (3) prévus en correspondance avec lesdits sousréseaux respectifs et ayant pour fonction de commuter des faisceaux formés

par lesdits éléments rayonnants sélectionnés en corres-

pondance parmi lesdits sous-réseaux respectifs pour

émettre un ensemble différent de N signaux séquentielle-

ment; et des moyens de traitement de signaux (7) des-

tinés à recevoir et à traiter arithmétiquement les en-

sembles émis séquentiellement de N signaux par lesdits N moyens de commutation de faisceaux pour obtenir la valeur de température de luminosité de l'objet situé

dans la largeur du faisceau d'antenne de manière à sup-

primer la variation de la valeur de température de lu-

minosité et à réduire la valeur de la résolution de tem-

pérature.

2. Radiomètre à hyperfréquences à balayage

électrique destiné à mesurer la température de luminosi-

té d'un objet en effectuant un balayage conique de l'ob-

jet, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens ré-

lecteurs (1) du type torique ayant une ligne focale cir-

culaire; un réseau (2) de N x M éléments rayonnants -16- (211-2NM) disposés le long de la ligne focale circulaire desdits moyens réflecteurs, o M et N sont des nombres entiers, M étant supérieur à deux et N étant supérieur à un, lesdits éléments rayonnants étant groupés pour former un nombre N de sous-réseaux comprenant chacun M éléments rayonnants voisins; un nombre N de moyens

de commutation de faisceaux (3) du type pyramidal, con-

nectés respectivement aux sorties des éléments rayon-

nants dans l'un correspondant desdits N sous-réseaux et ayant pour fonction de commuter des faisceaux formés

par lesdits éléments rayonnants sélectionnés en corres-

pondance parmi lesdits sous-réseaux respectifs pour émet-

tre un ensemble différent de N signaux séquentiellement; et des moyens de traitement de signaux (7) destinés à recevoir et à traiter arithmétiquement les ensemblesémis séquentiellement de N signaux par lesdits N moyens de

commutation de faisceaux pour obtenir la valeur de tem-

pérature de luminosité de l'objet situé dans la largeur

du faisceau d'antenne de manière à supprimer la varia-

tion de la valeur de température de luminosité et de ré-

duire la valeur de la résolutation de température.

3. Radiomètre selon la revendication 2, ca-

ractérisé en ce que lesdits moyens de traitement de si-

gnaux comportent: N récepteurs à faible bruit (5) rece-

vant chacun la sortie de l'un correspondant desdits N moyens de commutation de faisceaux pour amplifier et détecter la sortie reçue; N intégrateurs (6) recevant et intégrant chacun la sortie de signal détecté provenant de l'un correspondant desdits N récepteurs à faible bruit

pour obtenir la valeur de température de luminosité mo-

yenne de l'objet, et une unité de traitement de signaux

(7) destinée à recevoir et à combiner les signaux inté-

grés émis par lesdits N intégrateurs pour obtenir la va-

leur de température de luminosité de l'objet.

4. Radiomètre selon la revendication 3, -1 7- caractérisé en ce qu'il comporte en outre N x M moyens sélectifs de polarisation (8) connectés chacun à la

sortie de l'un correspondant desdits éléments rayon-

nants de manière à émettre des signaux de polarisation orthogonale et dans lequel lesdits N moyens de commu- tation de faisceaux, lesdits N récepteurs à faible bruit et lesdits N intégrateurs et une unité de traitement de

signaux sont prévus pour chacun desdits signaux de pola-

risation orthogonale, permettant ainsi d'effectuer des

mesures simultanées avec des polarisations différentes.

5. Radiomètre selon la revendication 4,

caractérisé en ce que chacun des dispositifs de commu-

tation de faisceaux (31-3N) du type pyramidal consiste

en des commutateurs & ferrite connectés de façon pyra-

midale.

6. Radiomètre selon la revendication 4,

caractérisé en ce que chacun des circuits de commuta-

tion de faisceaux (31-3N) du type pyramidal consiste en

des commutateurs à diode PIN connectés de manière pyra-

midale.

7. Radiomètre selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre N x M moyens

sélectifs en fréquence (51-5N) recevant chacun la sor-

tie de l'un correspondant desdits éléments rayonnants de manière à émettre des signaux ayant des fréquences

différentes et dans lequel lesdits N moyens de commuta-

tion de faisceaux (31-3N), lesdits N récepteurs à fai-

ble bruit (51-5N'), lesdits intégrateurs (61-6N) et une unité de traitement de signaux (7) sont prévus pour chacune desdites fréquences différentes, permettant

ainsi d'effectuer des mesures simultanées à des fré-

quences multiples.

8. Radiomètre selon la revendication 7,

caractérisé en ce que chacun desdits moyens de commuta-

tion de faisceaux (31-3N) du type pyramidal consiste -18-

en des commutateurs connectés en une façon pyramidale.

9. Radiomètre selon la revendication 7,

caractérisé en ce que chacun desdits circuits de com-

mutation de faisceaux (31-3N) du type pyramidal consis-

te en commutateurs à diode PIN connectés en une façon pyramidale.

10. Radiométre selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre N x M moyens sélectifs de polarisation et de fréquence (51-5N)

i0 agencés chacun pour recevoir la sortie de l'un corres-

pondant des éléments rayonnants desdits N sous-réseaux,

de manière à émettre des signaux de polarisation ortho-

gonale ayant des fréquences différentes, dans lequel lesdits N moyens de commutation de faisceaux (31-3N) lesdits N récepteurs à faible bruit (515N), lesdits N intégrateurs (61-6N) et une unité de traitement de

signaux (7) sont prévus pour chaque fréquence et cha-

que polarisation, permettant ainsi d'effectuer des me-

sures simultanées avec des fréquences différentes et

avec des polarisations différentes.

11. Radiométre selon la revendication 10,

caracgérisé en ce que chacun desdits moyens de commuta-

tion de faiscaux (31-3N) du type pyramidal consiste en

des commutateurs à ferrite connectés en une façon pyra-

midale.

12. Radiométre selon la revendication 10,

caractérisé en ce que chacun desdits circuits de com-

mutation de faisceaux (31-3N) du type pyramidal consis-

te en des commutateurs à diode PIN connectés en une fa-

çon pyramidale.

13. Radiométre à hyperfréquences à balaya-

ge électrique destiné à mesurer la température de lumi-

nosité d'un objet à des fréquences multiples en effec-

tuant un balayage conique de l'objet, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens réflecteurs (1) du type -19- torique comprenant une ligne focale circulaire; un nombre L de réseaux (2) comprenant chacun N x M éléments rayonnants (211-2NM) disposé le long de la ligne focale circulaire desdits moyens réflecteurs, o L, M et N sont des nombres entiers, L et M étant supérieurs à deux et N étant superieur à un. lesdits éléments rayonnants de chacun desdits L réseaux étant groupés pour former un nombre N de sous-réseaux comprenant chacun M éléments

rayonnants voisins; un nombre L x N x M de moyens sé-

lectifs en fréquence (51-5N) recevant chacun la sortie de l'un correspondant desdits éléments rayonnants. dans lesdits N sous-réseaux desdits L réseaux respectifs de

manière à émettre des signaux ayant des fréquences dif-

férentes; un nombre L x N de moyens de commutation de

faisceaux (31-3N) du type pyramidal prévus en correspon-

dance avec lesdits L x N sous-réseaux pour recevoir res-

pectivement les sorties desdits moyens sélectifs en fré-

quence connectés à l'un correspondant desdits L x N sous-réseaux et ayant pour fonction de permettre que des faisceaux formés auxdites fréquences différentes par

lesdits éléments rayonnants sélectionnés en correspen-

dance parmi lesdits L x N sous-réseaux soient commutes

pour émettre séquentiellement un ensemble de L x N si-

gnaux pour chaque fréquence; et des moyens de traitement

de signaux (7) destinés à recevoir et à traiter arithmê-

tiquement les ensembles de L x N signaux émis séquentiel-

lement pour chaque fréquence par lesdits L x N moyens de

commutation de faisceaux pour obtenir la valeur de tempé-

rature de luminosité de l'objet situé dans la largeur du

faisceau d'antenne, permettant ainsi que des mesures si-

multanées à des fréquences multiples soient effectuées, de supprimer la valeur de température de luminosité et

de réduire la valeur de la résolutation de température.

14. Radiométre selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement de -20- signaux (7) comprennent: un nombre L x N de récepteurs à faible bruit (51-5N) recevant chacun la sortie de l'un correspondant desdits L x N moyens de commutation

de faisceaux pour amplifier et détecter la sortie re-

çue; un nombre L x N d'intégrateurs (61-6N) recevant

et intégrant chacun le signal détecté émis par l'un cor-

respondant desdits récepteurs à faible bruit pour obte-

nir la valeur moyenne de température de luminosité de

l'objet; et un nombre L d'unités de traitement de si-

O10 gnaux (7) recevant chacune et combinant les signaux in-

tégrés émis par lesdits N intégrateurs, prévus en cor-

respondance avec chacun desdits L réseaux pour obtenir

la valeur de température deluminosité de l'objet.

15. Radiométre selon la revendication 14,

caractérisé en ce que chacun desdits moyens de commuta-

tion de faisceaux (31-3N) du type pyramidal consiste en des commutateurs à ferrite connectés en une façon pyramidale.

16. Radiomètre selon la revendication 14,

caractérisé en ce que chacun desdits circuits de commu-

tation de faisceaux (31-3N) du type pyramidal consiste en des commutateurs à diode PIN connectés en une façon pyramidale.

17. Radiométre à hyperfréquences à bala-

yage électrique destiné à mesurer la température dé luminosité d'un objet à des fréquences multiples avec

deux polarisations orthogonales en effectuant un bala-

yage conique de l'objet, caractérisé en ce qu'il compor-

te: des moyens réflecteurs (1) du type torique ayant une ligne focale circulaire; un nombre L de réseaux comprenant chacun un nombre N x M d'éléments rayonnants (211-2NM) disposés le long de la ligne focale circulaire

desdits moyens réflecteurs, o L, M et N sont des nom-

bres entieurs, L et M étant supérieurs à deux et N étant supérieur à un, lesdits éléments rayonnants dans chacun -21- desdits N réseaux étant groupés pour former un nombre

N de sous-réseaux comprenant chacun M éléments rayon-

nants voisins; un nombre L x N x M moyens sélectifs en polarisation et en fréquence (8) recevant chacun la -sortie de l'un correspondant desdits éléments rayon-

nants dans lesdits N sous-réseaux des L réseaux respec-

tifs de manière à émettre des signaux de polarisation

orthogonale ayant des fréquences différentes; un nom-

bre L x N de moyens de commutation de faisceaux (31-

3N) du type pyramidal prévus en correspondance avec lesdits N sousréseaux desdits L réseaux pour recevoir

respectivment les sorties des moyens sélectifs de pola-

risation et de fréquence connectés à l'un correspondant desdits L x N sous-réseaux et ayant pour fonction de permettre que des faisceaux formés auxdites fréquences respectives par lesdits éléments rayonnants sélectionnés en correspondance parmi lesdits L x N sous-réseaux soient

commutés pour émettre séquentiellement un ensemble dif-

férent de L x N signaux pour chaque fréquence et polari-

sation; et des moyens de traitement de signaux (7) des-

tinés à recevoir et à traiter arithmétiquement les en-

sembles de L x N signaux émis séquentiellement pour

chaque fréquence de polarisation par lesdits L x N mo-

yens de commutation de faisceaux pour obtenir la valeur de température de luminosité de l'objet situé dans la

largeur du faisceau d'antenne, permettant ainsi d'effec-

tuer des mesures simultanées à des fréquances multiples avec des polarisations orthogonales, supprimant la variation de la valeur de température de luminosité et

réduisant la valeur de la résolution de température.

18. Radiomètre selon la revendication 17, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement de signaux comportent: un nombre L x N de récepteurs à faible bruit (51-5N) recevant chacun la sortie de l'un correspondant desdits L x N moyens de commutation de -22- faisceaux pour amplifier et détecter la sortie reçue;

un nombre L x N d'intégrateurs (61-6N) recevant et in-

tégrant chacun le signal détecté émis par l'un corres-

pondant desdits récepteurs à faible bruit pour obtenir la valeur de température de luminosité moyenne de l'ob- jet; et un nombre L d'unités de traitement de signaux (7) recevant chacune et combinant les signaux intégrés

émis par lesdits N intégrateurs, prévus en correspondan-

ce avec chacun desdits L réseaux pour obtenir la valeur

de température de luminosité de l'objet.

19. Radiomètre selon la revendication 18,

caractérisé en ce que chacun desdits moyens de commuta-

tion de faisceau (31-3N) du type pyramidal consiste en

des commutateurs à ferrite connectés en une façon pyra-

midale.

20. Radiomêtre selon la revendication 18,

caractérisé en ce que chacun desdits circuits de commu-

tation de faisceaux (31-3N) du type pyramidal consiste en des commutateurs à diode PIN connectés en une façon

pyramidale.