vjvj
05 1 Изобретение относитс к радиотех нике, предназначено дл измерени сла(5ых шумовых сигналов на фоне больших внутренних шумов приемника и может быть использовано в радиоас рономических измерени х, в иагностике и в радиоизмерении. Известен модул ционный радиометр содержащий на входе электронный ком мутатор, на выходе (11-1) линию задержки , отвод с нулевым временем задержки и ключ между выходом усилител высокой частоты и входом детектора l. Реакци линий задержки и электро ного коммутатора в диапазоне СВУ задача весьма сложна , а собственные шумы коммутатора и линий задерж ки, а потери в них не позвол ют обеспечить максимальную чувствительность . Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс модул ционный радиометр, содержащий пос ледовательно включенные модул тор, сигнальный вход которого вл етс входом радиометра, блок высокой частоты, последовательно Ьоединенные синхронный детектор, интегратор и регистратор, а также генератор управл ющего напр жени , выход кото рого соединён с управл ющими входами модул тора и синхронного детекто ра 2. Недостатком известного радиометр вл етс низка чувствительность. Цель изобретени - повьшение чувствительности. Дл достижени цели модул ционный радиометр, содержащий последо .вательно включенные модул тор, сигнальный вход которого вл етс входом радиометра, блок высокой частоты , последовательно соединенные син хронный детектор, интегратор и реги стратор, а также генератор управл ю щего напр жени , выход которого соединен с управл ющими входами модул тора и синхронного детектора, дополнительно дредены первый, второ и третий усилители, фазоинвертор, выпр митель и переключатель, причем выход блока высокой частоты соединен с входом синхронного детектора через последовательно соединенные первый усилитель и вьтр митель, а выход первого усилител подключен к входу переключател , выходы которого , один через второй усилитель 76 а другой - через последовательно соединенные третий усилитель и фазо-; инвертор, соединены с входом первого усилител , а управл ющий вход переключател соединен с выходом генератора управл ющего напр жени черезвведенный формирователь импульсов . На чертеже изображена структурна электрическа схема предложенного модул ционного радиометра. . Модул ционный радиометр содержит модул тор 1, блок 2 высокой частоты, первый усилитель 3, выпр митель 4, переключатель 5, второй усилитель 6, синхронный детектор 7, формирователь 8 импульсов, третий усилитель 9, фазоинвертор 10, генератор 11 управл ющего напр жени , интегратор 12 и регистратор 13. , Модул ционный радиометр работает следующим образом. На сигнальный вход модул тора 1 поступает полезньй шумовой сигнал. В первую половину периода Т модул ции модул тор 1 не пропускает полезный шумовой сигнал, и на входе блока 2 высокой частоты присутствуют только собственные шумы модул ционного радиометра. Блок 2 высокой частоты представл ет собой усилитель высокой частоты с преобразователем частоты. После усилени и преобразовани в блоке 2 высокой частоты шу« мы модул ционного радиометра усиливаютс первым усилителем 3 и поступают на вход выпр мител 4, а через переключатель 5 и второй усилитель 6 - на вход первого усилител 3. В течение времени О --1, когда напр жение на входе первого усилител 3 не превьшает порога самовозбуждени контура, состо щего из первого 3 и второго 6 усилителей, сигнал на выходе выпр мител 4 пропорционален мощности собственных шумов модул ционного радиометра. При превышении напр жени порога самовозбуждени контура, состо щего из первого 3 и второго 6 усилителей, на выходе первого усилител 3 возникают периодические колебани . Момент времени возникновени периодических колебаний определ етс мощностью собственных шумов модул ционного радиометра . Амплитуда периодических колеба- , НИИ посто нна и определ етс параметрами контура. С момента времени -tj напр жение на выходе выпр мител 4, пропорциональное мощности этих колебаний, возрастает ка несколько пор дков. Это напр жение поступает на синхронный детектор 7. В момент времеииI-j -1 I по сигналу формировател 8 импульсов переключатель 5 переключает выход первого усилител 3 с входа второго усилител 6 на вход третьего усилител 9. Теперь напр жение с выхода первого усилител 3 поступает на его вход через третий усилитель 9 и фазоинвертор 10. При этом контур, состо щий из первого 3 и второго 6 усилителей, разрьшаетс и замыкаетс друга цепь, состо ща из первого 3 и третьего 9 усилителей и фазойнвёртора 10. Последний обеспечивает глубокзпо отрицательную обратную св в этой цепи. Услови самовозбуждени колебаний перестают вьтолн тьс ,Л поэтому на выходе первого усилител 3 остаютс только свободные зату хающие колебани . Скорость затухани определ етс добротностью цепи и величиной отрицательной обратной св зи в ней. В результате на выходе выпр мител 4 формируетс импульс напр жени , длительность которого определ етс мощностью собственных шумов модул ционного радиометра. На пр жение на выходе синхронного дете тора 7 пропорционально напр жению на выходе вьтр мител 4, а по знаку совпадает с управл ющим напр жением с генератора 11 управл ннцего напр ж ни . С момента времени управл кнций сигнал, поступающий с генератора 11 через формирователь 8 импульсов на переключатель 5, имеет нулевое значение и переключатель 5 переключает выход первого усилител 3 с входа третьего усилител 9 на вход второг усилител 6. Контур, состо щий из первого 3 и второго 6 усилителей, замыкаетс . С этого же момента времени в соответствии с управл ющим напр жением с генератора 11 модул тор 1 пропускает полезный шумовой сигнал, который на фоне собственных щумов модул ционного радиометра пос тупает на вход блока 2 высокой час тоты. Аналогично тому, как это происходит в первом полупериоде,о при превьшении порога самовозбуждени напр жением на входе первого усилител 3 контур, состо щий из первого 3 и второго 6 усилителей, обеспечивает возбуждение периодических колебаний посто нной амплитуды. Момент времени 4г возникновени периодических колебаний определ етс суммой мощностей шумового сигнала и собственных шумов модул ционного радиометра . Поскольку суммарна мощность шумового сигнала и собственных шумов модул ционного радиометра больше мощности собственных шумоЕ, то среднестатистическое врем генерации колебаний на выходе первого уси- , лител 3 во втором полупериоде превышает среднестатистическое врем генерации колебаний в первом полупериоде. По сигналу с генератора 11 происходит демпфирование колебаний и на выходе выпр мител 4 формируетс импульс напр жени , длительность которого определ етс суммарной мощностью шумового сигнала и собственных шумов модул ционного радиометра. Напр жение на выходе синхронного детектора 7 пропорционально напр жению на выходе выпр мител 4, а по знаку совпадает с управл ющим напр жением с генератора 11. Поскольку интегратор 12 представл ет собой линейный четырехполюсник , то отклик его на напр жение с выхода синхронного детектора 7 можно представить как сумму откликов на последовательность импульсов в четные и нечетные полупериоды. Отклик на последовательность импульсов в четные полупериоды модул ции представл ет собой напр жение, пропор- итюнальное средней длительности пульсов в этой последовательности за врем интегрировани . Отклик на последовательность импульсов в нечетные полупериоды модул ции представл ет собой напр жение, пр порциональное средней длительности импульсов в этой последовательности за врем интегрировани . Суммарньй отклик на выходе интегратора 12 определ етс разностью этих напр жений, т.е. разностью средних значений длительности импульсов в каждой последевательности за врем интегрировани . Это напр жение, которое регистрируетс регистратором 13, пропорционально мощности полезного шумового сигнала. Таким образом, в npeja iaraeMOM модул ционном радиометре реализовано формирование двух последовательностей импульсов, длительности которьсх определ ютс мощностью полезного шумового сигнала на фоне собственных шумов радиометра и мощностью собственньпс шумов, с последукмцим измерением разности средних значений длительности импульсов в каждой последовательности за врем интегрировани .05 1 The invention relates to radio engineering, is intended to measure low (5th noise signals against the background of large internal noise of the receiver and can be used in radio-axial measurements, diagnostics and radio measurements. A modulated radiometer containing, at the input, an electronic switch, output (11-1) a delay line, a tap with zero delay time and a key between the output of the high-frequency amplifier and the detector input l. The reaction of the delay lines and the electronic switch in the VCA range is very complicated and switch noise and delay lines, and the losses in them do not allow for maximum sensitivity. The closest technical solution to the invention is a modulation radiometer containing a modulator connected in series, the signal input of which is the input of the radiometer, a high frequency unit sequentially connected synchronous detector, integrator and recorder, as well as a control voltage generator, the output of which is connected to the control inputs of the modulator and the synchronous detector 2. tkom known radiometer is the low sensitivity. The purpose of the invention is to increase the sensitivity. To achieve the goal, a modulation radiometer containing a sequentially switched on modulator, the signal input of which is the input of a radiometer, a high frequency unit, a series-connected synchronous detector, an integrator and a register, and a control voltage generator, the output of which is connected with the control inputs of the modulator and the synchronous detector, the first, second and third amplifiers, phase inverter, rectifier and switch are additionally dreadlocked, with the output of the high-frequency unit connected to the synchronous input detector through a serially connected first amplifier and amplifier, and the output of the first amplifier is connected to the input of the switch, the outputs of which, one through the second amplifier 76 and the other through a series-connected third amplifier and phase; the inverter is connected to the input of the first amplifier, and the control input of the switch is connected to the output of the control voltage generator via an input pulse driver. The drawing shows a structural electrical circuit of the proposed modulation radiometer. . The modulation radiometer contains a modulator 1, a high frequency unit 2, a first amplifier 3, a rectifier 4, a switch 5, a second amplifier 6, a synchronous detector 7, a pulse shaper 8, a third amplifier 9, a phase inverter 10, a control voltage generator 11, integrator 12 and recorder 13. The modulation radiometer operates as follows. The signal input of the modulator 1 receives a useful noise signal. In the first half of the modulation period T, the modulator 1 does not transmit the useful noise signal, and only the intrinsic noise of the modulation radiometer is present at the input of high frequency unit 2. High frequency block 2 is a high frequency amplifier with a frequency converter. After amplification and conversion in block 2 of high frequency, the modulation radiometer is amplified by the first amplifier 3 and fed to the input of the rectifier 4, and through the switch 5 and the second amplifier 6 to the input of the first amplifier 3. During the time O - 1, when the voltage at the input of the first amplifier 3 does not exceed the self-excitation threshold of the circuit consisting of the first 3 and second 6 amplifiers, the signal at the output of the rectifier 4 is proportional to the self-noise power of the modulation radiometer. When the voltage exceeds the self-excitation threshold of the circuit consisting of the first 3 and second 6 amplifiers, periodic oscillations occur at the output of the first amplifier 3. The moment of occurrence of periodic oscillations is determined by the intrinsic noise power of the modulation radiometer. The amplitude of the periodic oscillations, the scientific research institute is constant and is determined by the parameters of the circuit. From the moment of time -tj, the voltage at the output of rectifier 4, proportional to the power of these oscillations, increases by several orders of magnitude. This voltage is fed to the synchronous detector 7. At the time of I-j -1 I, the signal from the pulse shaper 8, switch 5 switches the output of the first amplifier 3 from the input of the second amplifier 6 to the input of the third amplifier 9. Now the voltage from the output of the first amplifier 3 goes to its input through the third amplifier 9 and the phase inverter 10. In this case, the circuit consisting of the first 3 and second 6 amplifiers breaks and closes the other circuit consisting of the first 3 and third 9 amplifiers and phase inverters 10. The latter provides deep negative feedback war sv in this chain. The conditions of self-excitation of the oscillations cease to be fulfilled, L therefore, at the output of the first amplifier 3 only free damping oscillations remain. The decay rate is determined by the quality factor of the circuit and the magnitude of the negative feedback in it. As a result, a voltage pulse is generated at the output of rectifier 4, the duration of which is determined by the intrinsic noise power of the modulation radiometer. The voltage at the output of the synchronous controller 7 is proportional to the voltage at the output of the slider 4, and the sign coincides with the control voltage from the generator 11 of the control voltage. From the time of control, the signal from the generator 11 through the pulse shaper 8 to switch 5 has a zero value and switch 5 switches the output of the first amplifier 3 from the input of the third amplifier 9 to the input of the second amplifier 6. The circuit consisting of the first 3 and second 6 amplifiers closed. From the same time point, in accordance with the control voltage from generator 11, modulator 1 passes a useful noise signal, which, against the background of the modulation radiometer's own sounds, arrives at the input of high frequency unit 2. Just as it happens in the first half-period, when the self-excitation threshold voltage at the input of the first amplifier 3 is exceeded, the circuit consisting of the first 3 and second 6 amplifiers excites periodic oscillations of constant amplitude. The time instant 4g of the occurrence of periodic oscillations is determined by the sum of the noise signal powers and the intrinsic noise of the modulation radiometer. Since the total power of the noise signal and the intrinsic noise of the modulation radiometer is greater than the power of the intrinsic noiseE, the average statistical generation time of the oscillations at the output of the first amplifier 3 in the second half period exceeds the average statistical generation time of oscillations in the first half period. The signal from generator 11 damps the oscillations and a voltage pulse is generated at the output of rectifier 4, the duration of which is determined by the total power of the noise signal and the intrinsic noise of the modulation radiometer. The voltage at the output of the synchronous detector 7 is proportional to the voltage at the output of the rectifier 4, and coincides in sign with the control voltage from the generator 11. As the integrator 12 is a linear quadrupole, its response to the voltage from the output of the synchronous detector 7 can be present as the sum of responses to a sequence of pulses in even and odd half periods. The response to a sequence of pulses during even half-periods of modulation is the voltage proportional to the average pulse duration in this sequence during the integration time. The response to a pulse train in odd half-periods of modulation is the voltage proportional to the average pulse duration in this sequence during the integration time. The total response at the output of integrator 12 is determined by the difference of these voltages, i.e. the difference between the average values of the pulse duration in each sequence during the integration time. This voltage, which is recorded by the recorder 13, is proportional to the power of the useful noise signal. Thus, the npeja iaraeMOM modulation radiometer realized the formation of two sequences of pulses, the duration of which is determined by the power of the useful noise signal against the background noise of the radiometer and the power of self-noise, with subsequent measurement of the difference between the average values of the pulse duration in each sequence during the integration time.
Введение в схему модул ционного радиометра первого, второго и третьего усилителей, фазоинвертора , вьтр мител , переключател и формировател импульсов позвол ет повысить чувствительность предлагаемого модул ционного радиометра по сравнению с известными .Introduction of the first, second, and third amplifiers, a phase inverter, a mittler, a switch, and a pulse shaper to the modulation radiometer circuit makes it possible to increase the sensitivity of the proposed modulation radiometer in comparison with the known ones.
tt
1313