Astronet Астронет: В. Н. Курильчик,  "Физика Космоса", 1986 Радиометр
http://variable-stars.ru/db/msg/1188607

Радиометр

Рис. 1. Блок-схема радиометра: СМ - смеситель
частот, Г - генератор, УПЧ - усилитель
промежуточной частоты, Д - детектор, $\tau$ -
интегрирующее устройство, РУ -
регистрирующее устройство.
- радиотехнич. прибор для измерения радиоизлучения малой мощности. Используется, в частности, как составная часть радиотелескопа (Р. подключается на выход антенны радиотелескопа). Блок-схема Р. приведена на рис. 1, а этапы преобразования принятого антенной сигнала в узлах Р. - на рис. 2.

Эл.-магн. излучение большинства космич. тел имеет непрерывный частотный спектр (рис. 2, а) и представляет собой шум, т.е. случайные по амплитуде и во времени всплески эл.-магн. поля. Антенна, настроенная на частоту $\nu_0$ , вырезает из непрерывного спектра сигнала сравнительно узкий интервал частот $\Delta\nu_A$ с центром на частоте $\nu_0$ (рис. 2, б). С выхода антенны сигнал поступает на вход Р. - на меситель СМ, где в результате смешения двух частот - частоты сигнала и частоты, поступающей от генератора Г (гетеродина), возникает комбинац. колебание с промежуточной частотой (обычно равной разности смешиваемых частот). Поскольку амплитуда колебаний промежуточной частоты (ПЧ) пропорциональна амплитудам обоих смешиваемых колебаний, модуляция сигнала, несущая информацию, сохраняется и в колебаниях промежуточной частоты. Сигнал промежуточной частоты усиливается усилителем (УПЧ), работающим в интервале $\Delta\nu < \Delta\nu_A$ .
Рис. 2. Изменение формы сигнала и его спектра
при прохождении через узлы радиометра.
Полосой усилителя $\Delta\nu$ определяется интервал частот, регистрируемых Р. сигнал промежуточной частоты ПЧ (рис. 2) выпрямляется детектором Д, выделяющим постоянную составляющую, и накапливается интегрирующим устройством с характерным временем интегрирования $\tau$. Вид сигналов после детектирования и интегрирования, а также частотные характеристики детектора и интегратора приведены на рис. 2, г и 2, д. Далее сигнал поступает на регистрирующее устройство РУ (напр., самопишущий вольтметр), записывающее изменения регистрируемого сигнала за время $t\gg\tau$ , напр. за время прохождения радиоисточника через диаграмму направленности антенны.

Р. характеризуется рабочей длиной волны $\lambda_0$ (частотой $\nu_0$ ) и чувствительностью, к-рая определяется уровнем шумов (эквивалентной шумовой температурой Tш.вх. на входе приемного устройства), полосой усиливаемых частот $\Delta\nu$ и временем накопления сигнала $\tau$. Самый слабый сигнал ($\Delta T_a$), к-рый можно зарегистрировать Р.:
$\Delta T_a \sim {T_{ш.вх.} \over \sqrt{ \Delta \nu \cdot \tau}}$ .
Т.о., с помощью Р. можно регистрировать значения $\Delta T_a$ (приращения антенной температуры), к-рые много меньше темп-ры шумов на входе приемника (см. Радиотелескоп). В зависимости от задачи, решаемой с помощью того или иного радиотелескопа, Р. делятся на ряд типов: спектральный, модуляционный, корреляционный и др. Спектральный Р. используют при исследовании радиоизлучения космич. объектов в спектр. линиях, напр., в линии излучения нейтрального водорода ( $\lambda=21$ см), и в линии молекулы OH ($\lambda=18$ см). Наиболее распространенные Р. модуляц. типа (модулятор - устройство, периодически подключающее к входу приемника то антенну, то ее эквивалент) позволяют методом синхронного детектирования выделять слабый полезный модулиров. сигнал, принятый антенной на фоне более сильного, но немодулированного шума приемного устройства. В корреляционном Р. (напр., при приеме сигнала с одной антенны двумя несвязанными по входу приемниками) с помощью коррелятора выделяется полезный сигнал на фоне некоррелированных (не связанных друг с другом) более мощных шумов приемников.

Чувствительность совр. Р. повышают во много раз благодаря применению малошумящих усилителей высокой частоты - параметрич. усилителей, усилителей на туннельных диодах, мазеров, что позволяет регистрировать приращение темп-ры шума на входе Р. в сотые и даже тысячные доли К.

(В.Н. Курильчик)


Глоссарий Astronet.ru

Rambler's Top100 Яндекс цитирования