Страница:Кривицкий Б.Х. Справочник по радиоэлектронным системам. Том 2.djvu/198

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


§ 7-15]

РАДИОТЕПЛОЛОКАЦИЯ

197

Рис. 7-164. Функциональная схема

Помимо простейшего, известны компенсационный, модуляционный, двухтактный модуляционный и корреляционный радиометры.

Функциональная схема компенсационного радиометра (рис. 7-164) полностью повторяет схему оптимального обнаружителя и в качестве части содержит высокочувствительный радиолокационный приемник с достаточно широкой полосой пропускания.

Для компенсации напряжения, существующего на выходе радиометра при отсутствии сигнала и пропорционального температуре собственных шумов, после приемника, выходным каскадом которого является детектор, включается компенсирующее устройство. Оно представляет собой мостовую двуплечую схему. Йа одно плечо схемы подается напряжение с выхода детектора приемника, а на другое — от источника постоянного напряжения. Сопротивление во втором плече подбирается так, что напряжение в диагонали моста, обусловленное шумом приемника, сводится к нулю. В диагональ моста включаются регистрирующий фильтр низкой частоты и индикатор. При воздействии сигнала баланс моста нарушается, что регистрируется индикатором.

Существенными преимуществами компенсационного радиометра являются высокая чувствительность и простота. Основной недостаток такого радиометра, значительно ограничивающий сферу его применения, состоит в подверженности дрейфу коэффициента усиления. При изменениях коэффициента усиления и коэффициента шума компенсация нарушается. Это вызывает паразитный сигнал на выходе радиометра, регистрируемый индикатором так же, как и полезный сигнал. Величина паразитного сигнала прямо пропорциональна изменению коэффициента усиления и полной шумовой температуре. Чтобы это явление исключить, требуется чрезвычайно высокая и практически трудно реализуемая стабильность коэффициента усиления.

В модуляционном радиометре используется принцип периодического сравнения мощности сигнала, поступающего из антенны, с мощностью сигнала антенного эквивалента или генератора шума с весьма стабильной шумовой температурой. В таком радиометре применяется неоптимальный способ обработки сигнала u(t)=uc(t) + --um(t), сводящийся к нахождению напряжения, пропорционального компенсационного радиометра.

Для проведения в приемнике операции необходимо придать сигналу uc(t) признак, отличающий его от собственных тепловых шумов приемника. Для этого осуществляется амплитудная модуляция принимаемого сигнала uc(t) синусоидальным напряжением низкой частоты. Период модуляции выбирается существенно меньше времени корреляции аномальных флуктуаций коэффициента усиления. Собственные шумы приемника такой искусственной модуляции не подвергаются. Благодаря модуляции достигается различие в спектрах принимаемого сигнала и собственного шума приемника. Применение селекции по модулируемому параметру позволяет устранить влияние изменения коэффициента шума и значительно ослабить влияние изменения коэффициента усиления.

Функциональная схема модуляционного радиометра приведена на рис. 7-165, а. Принимаемое антенной тепловое радиоизлучение поступает на модулятор входных сигналов, который в простейшем случае представляет собой диск, частично 'погруженный в прямоугольный волновод с продольной щелЪю и вращаемый электродвигателем (обычно с небольшой частотой, например, 30 Гц). Половина диска покрывается поглощающим слоем. Поэтому в течение одного полупериода волновод оказывается присоединенным к поглощающему диску, имеющему температуру окружающей среды, а в течение другого полупериода — к антенне.

На рис. 7-165, б изображен принимаемый антенной радиотепловой сигнал. Тот же сигнал на выходе модулятора показан на рис. 7-165, в. Смесь сигнала и внутренних шумов с УВЧ подается на детектор. Огибающая сигнала, формируемого детектором, выделяется избирательным усилителем низкой частоты, настроенным на частоту модуляции (рис. 7-165, г). Далее происходит демодуляция в двухтактном синхронном детекторе, опорное напряжение которого имеет частоту модуляции, а фаза согласовывается с положением диска модулятора. В качестве опорного используется напряжение, управляющее работой модулятора. Выходное напряжение синхронного детектора интегрируется в низкочастотном (НЧ) фильтре.

Периодическая составляющая дает на выходе синхронного детектора «постоянную» составляющую (рис. 7-165, д), а спектр шумов смещается в область частот, примыкающих к /=0. Полезный сигнал пос