Двадцать первая международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
XXI..470
Микроволновый радиометр на основе нулевого метода измерений с упрощенной конструкцией входного СВЧ-блока
Жук Г. Г. (1), Убайчин А.В. (1), Абдирасул уулу А. Т. (1), Щегляков А. В. (1), Градов Г.Г. (1), Ситников А.А. (1)
(1) Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Российская Федерация
Для дистанционного зондирования поверхности Земли был разработан микроволновый радиометр на основе нулевого метода измерений. Конструктивно разработанный радиометр выполнен в едином корпусном исполнении в состав которого входит шесть модулей: модуль СВЧ-переключателя, модуль приемника, модуль генератора управляемого напряжением, модуль усилителя промежуточной частоты, модуль управления и модуль питания.
Разработанный микроволновый радиометр имеет следующие технические характеристики: диапазон рабочих частот 20,5-23,3 ГГц, напряжение питания ±12 В, ток потребления 0,9 А, габаритные размеры 160×120×30 мм, масса не более 2 кг.
Главной особенностью разработанного радиометра является упрощённая конструкция входного СВЧ-блока, модификация которого заключается в исключении направленного ответвителя, дополнительного СВЧ-переключателя и замене высокотемпературного генератора шума на низкотемпературный.
В микроволновом радиометре генератор шума с низкой эффективной температурой реализован на основе малошумящего усилителя, подключенного входом ко входу. Использование малошумящего усилителя в качестве генератора опорного шума основано на эффекте генерации шумовых сигналов на входе.
Реализация низкого уровня опорного сигнала в нулевом радиометре позволяет упростить конструкцию входного СВЧ-тракта до уровня модуляционного радиометра [1] и повысить чувствительность по сравнению с классическими нулевыми радиометрами.
Повышенная чувствительность достигается за счет уменьшения омических потерь, что приводит к уменьшению собственных шумов радиометра и снижению шумовой температуры генератора шума. Уменьшение шумов генератора шума приводит к уменьшению флуктуирующей составляющей вольт-секундных площадей, когда реализуется нулевой метод [2]. Уменьшение флуктуаций вольт-секундных площадей также снижает разброс результатов измерений, что эквивалентно увеличению чувствительности.
Применение данного схемотехнического решения позволяет улучшить метрологические характеристики и уменьшить массогабаритные показатели по сравнению с классическим способом реализации нулевого радиометра.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 21-79-00168, https://rscf.ru/project/21-79-00168
Ключевые слова: Дистанционное зондирование, низкотемпературный генератор шума, пассивные СВЧ-устройства, нулевой метод, точность измерений, микроволновая радиометрия.
Литература:
- ) А.В. Убайчин, А.В. Филатов. Многоприемниковые микроволновые радиометрические системы на основе модифицированного метода нулевых измерений: моногр. – Томск: Изд-во Томск. гос. ун-та систем упр. и радиоэлектроники, 2014. – 154 с.
- ) A.V. Ubaychin, T. Abdirasul Uulu, G. G. Zhuk. Microwave radiometer for sensor systems with self-contained power supplies. Sensor Review (2020), Vol. 40 No. 3, c 329-334
Презентация доклада
Выездное заседание в НЦ ОМЗ. Вопросы управления и применения космических систем ДЗЗ. Целевая и служебная аппаратура
122