Способ реализации СВЧ-гиперспектрометров с повышенным частотным разрешением

Высокая практическая значимость пассивных дистанционных исследований объектов, явлений и феноменов различной природы обусловлена непрерывным ростом необходимости получения новых, более детальных сведений о развивающихся в них глубинных процессах. Особой актуальностью в этом направлении обладают перспективные задачи исследования параметров атмосферы, биологических объектов, дефектоскопии непроводящих и полупроводящих сред и т.д.
Процесс проектирования и разработки СВЧ-радиометров для реализации гиперспектральных измерений сопряжен с поиском компромисса между удовлетворительной флуктуационной чувствительностью и разрешающей способностью по частоте (шириной рабочей полосы частот). Приведенный выше компромисс выбора разрешающей способности по частоте в классических радиометрических системах обусловлен принципами реализации измерений собственного электромагнитного излучения природных объектов и влиянием дестабилизирующих факторов, вызванных аномальными флуктуациями коэффициента передачи радиометрического приемника и/или амплитудно-импульсной модуляцией входного сигнала, приводящей к уменьшению эквивалентного времени измерения.
Коллективом авторов предложен новый подход для создания СВЧ-радиометров реализующих гиперспектральные измерения, основанный на совместном применении системотехнических решений высокостабильных нулевых радиометров и принципа реализации многоприемниковых радиометров, позволяющих повысить частотное разрешение при заданной флуктуационной чувствительности.
Использование нулевого метода позволяет устранить влияние аномальных флуктуаций коэффициента передачи и повысить стабильность измерений по сравнению с классическими радиометрами. Применение принципа многоприемниковости обеспечивает непрерывное слежение за измеряемым сигналом антенны. Это приводит к увеличению числа независимых выборок на заданном временном интервале измерений. Таким образом реализуется работа радиометра, максимально приближенная к условиям работы идеального компенсационного радиометра.
Проведенный аналитический анализ показывает, что использование описанных выше принципов позволяет увеличить разрешающую способность по частоте пропорционально числу приемников при сохранении флуктуационной чувствительности на уровне радиометра с одним приемником и заданном времени одного измерения.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-79-00045).