Введение
Глава 1 Мироволновые нулевые радиометрытенденции и перспективы 26
1.1. Общие сведения 26
1.2. Основные направления проектирования нулевых сверхвысокочастотных радиометров. Классификация радиометров по способу формирования и ввода регулируемого опорного сигнала 32
1.3. Структурные схемы и принципы действия радиометров с автоматической установкой нулевого баланса в высокочастотном тракте (до квадратичного детектора) 39
1.4. Структурные схемы и принципы действия радиометров с установкой нулевого баланса во входном приемном блоке 42
1.5. Структурные схемы и принципы действия радиометров с автоматическим переводом в режим нулевого приема после квадратичного детектора (в низкочастотном тракте) 53
1.6. Структурные схемы и принципы действия радиометров с делением сигналов 58
1.7. Структурные схемы и принципы действия нулевых радиометров, предназначенных для измерения электромагнитного излучения объектов, находящихся в непосредственной близости с антенной 62
1.8. Структурные схемы и принципы действия радиометров с формированием опорного сигнала из собственных шумов приемника, используя селективные свойства полосовых фильтров 67
1.9. Ограничение точности нулевых радиометров. Цели и задачи работы 71
Глава 2. Развитие метода нулевых измерений: модифицирован ный метод нулевого приема, особенности преобразования сигналов 76
2.1. Математическое описание модифицированного метода нулевых измерений с комбинированной импульсной модуляцией 77
2.2. Способ реализации модифицированного метода нулевого приема в микроволновых радиометрах 85
2.3. Обобщенная структурная схема микроволнового радиометра, использующего модифицированный метод нулевого приема 89
2.4. Анализ флуктуационной чувствительности модифицированных нулевых радиометров 97
2.5. Обобщенная математическая модель для определения флуктуационной чувствительности модифицированных нулевых радиометров 106
Выводы 110
Глава 3. Обобщенные вопросы теории и практики проектирова ния приемных устройств модифицированных нулевых ра диометров 113
3.1. Оптимальные параметры применяемых в радиометрах генераторов шума, как опорных источников сигнала 113
3.2. Структурное моделирование входных приемных блоков нулевых модифицированных радиометров 117
3.2.1. Входной блок с направленным ответвителем и вводом допол нительного опорного сигнала в тракт антенны 121
3.2.2. Входной блок с направленным ответвителем и вводом дополнительного опорного сигнала в опорный тракт 125
3.2.3. Входной блок с двумя модуляторам и 128
3.2.4. Комбинированный входной блок с направленным ответвителем 131
3.3. Применение опорных генераторов шума в базовых входных блоках. Диапазоны измерения 135
3.4. Флуктуационная чувствительность модифицированных нулевых радиометров в составе с базовыми входными блоками. Методика расчета параметров низкочастотного тракта обработки сигналов 142
3.5. Примеры определения флуктуационной чувствительности модифицированных радиометров для наиболее типичных диапазонов измерения при дистанционном зондировании природных сред 150
3.6. Применение полосовых фильтров в базовых схемах входных блоков модифицированных нулевых радиометров 162
3.7. Методика проектирования оптимального входного блока модифицированного нулевого радиометра в зависимости от требуемого диапазона измерения, стабильности, чувствительности 177
Выводы 182
Глава 4. Анализ погрешностей микроволновых модифициро ванных нулевых радиометров 186
4.1. Влияние нестабильности сигналов опорных генераторов шума 187
4.2. Погрешность нелинейности характеристики преобразования, вызванная схемой исключения постоянной составляющей 196
4.3. Оценка погрешности функционирования автоматической следящей системы 208
4.4. Динамические свойства контура автоматического регулирования нулевого баланса, вносимые искажения 212
Глава 5. Теория и практика увеличения разрешающей способ ности измерений. управление изменением динамического диапазона измерений в модифицированных нулевых радиометрах 223
5.1. Проблема регистрации сигнала во всем динамическом диапазоне его изменения 223
5.2. Способ регулировки в модифицированных радиометрах диапазона измерения формированием дополнительных периодов модуляции двух типов 225
5.3. Флуктуационная чувствительность модифицированного нулевого радиометра с возможностями изменения диапазона измерения способом ввода дополнительных периодов модуляции 238
5.4. Способ изменения диапазона измерения с помощью дополнительного периода модуляции, в котором регулируется длительность сигнала опорного генератора шума 242
5.5. Блок управления изменением диапазона измерения в модифицированном радиометре с применением однокристального микроконтроллера 254
Выводы 263
Глава 6. Сравнительный анализ практических схем. перспективные схемы модифицированных нулевых радиометров 266
6.1. Модифицированный нулевой радиометр с произвольным диапазоном
измеряемых сигналов и одним генератором шума для формирования двух
опорных сигналов 266
6.2. Модифицированный нулевой радиометр, использующий селективные свойства полосовых фильтров для измерения низких шумовых сигналов антенны 275
6.3. Модифицированный нулевой радиометр с установкой нулевого баланса в низкочастотном тракте 284
6.4. Двухканальный модифицированный нулевой радиометр 303
Глава 7. Результаты экспериментальных исследований портативных микроволновых радиометров. примеры применения 317
7.1. Внутренняя и внешняя калибровки радиометров 317
7.2. Экспериментальная оценка метрологических возможностей модифицированных радиометров 321
7.2.1. Определение чувствительности радиометров 321
7.2.2. Экспериментальное определение чувствительности модифицированных нулевых радиометров 323
7.2.3. Определение линейности передаточной характеристики модифицированных нулевых радиометров 328
7.2.4. Определение долговременной, температурной стабильности модифицированных нулевых радиометров 329
7.3. Применение модифицированных нулевых радиометров для исследо
ваний природных объектов в натурных условиях 335
7.3.1. Измерения радиояркостной температуры пресного ледяного покрова, содержащего газовые включения 336
7.3.2. Измерение излучательных характеристик пресного льда для оценки распределения концентраций высшей растительности в водоеме 340
Выводы 342
Заключение 344
Список литературы 351
Приложения 377
