Радиометр с трехопорной модуляцией

Авторы патента:

Верба Владимир Степанович (RU)

Плющев Виктор Алексеевич (RU)

Сидоров Игорь Александрович (RU)

G01R29/08 - для измерения характеристик электромагнитного поля

Владельцы патента RU 2510513:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к СВЧ-радиометрическим приемникам. Радиометр с трехопорной модуляцией содержит последовательно соединенные приемную антенну, трехвходовый СВЧ-переключатель, усилитель высокой частоты, квадратичный детектор, усилитель низкой частоты, синхронный фильтр, синхронный детектор, блок вычисления множительно-делительной операции и регистратор, у которого на управляющие входы СВЧ-переключателя, синхронного фильтра и синхронного детектора подаются сигналы управления модуляцией от прибора управления модуляцией. Также устройство содержит «горячую» и «холодную» эталонные согласованные нагрузки и конструктивно связанные с ними термодатчики «горячей» и «холодной» эталонных согласованных нагрузок, выходы которых соединены с входами блока вычисления множительно-делительной операции, и нагревательный элемент. В устройство введены твердотельный источник «холодного» шума, выход которого подключен к входу СВЧ-переключателя, термодатчик твердотельного источника «холодного» шума, конструктивно связанный с твердотельным источником «холодного» шума, выход которого подключен к входу прибора управления модуляцией, СВЧ-циркулятор, первый вход которого подключен к выходу СВЧ-переключателя, ко второму входу СВЧ-циркулятора подключена «холодная» эталонная согласованная нагрузка, выход СВЧ-циркулятора подключен к входу усилителя высокой частоты. Направление циркуляции СВЧ-циркулятора выбрано от второго входа к первому входу и от первого входа к выходу. Технический результат - повышение точности измерений. 3 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к СВЧ-радиометрическим приемникам для техники дистанционного зондирования земной поверхности и мирового океана, в частности к СВЧ-радиометрии.

Изобретение может быть использовано для измерения и регистрации радиояркостных температур собственного радиотеплового излучения подстилающей поверхности и может применяться в народном хозяйстве.

Известны схемы модуляционных радиометров, в которых применяется модуляция и непрерывная внутренняя калибровка по двум опорным источникам с различными температурами. [Е.Д.Бирюков, В.А.Плющев, И.А.Сидоров. Радиометр. АС №1734468, приоритет от 19.10.1989 г. МКИ: G01R 29/08]

Из известных устройств наиболее близким [1] можно считать радиометр с двухопорной модуляцией [Авторы: О.Б.Белоусов, В.А.Плющев, И.А.Сидоров, С.И.Галаган. Обработка информации тепловой пассивной РЛС средствами программируемой логики. Сборник трудов 57 Научно-технической конференции Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования. Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (Технический университет), Часть третья, Технические науки, Москва, 2008 г., стр.19-24], содержащий последовательно соединенные, приемную антенну, являющуюся входом устройства, трехвходовый СВЧ-переключатель, усилитель высокой частоты, квадратичный детектор, усилитель низкой частоты, синхронный фильтр, синхронный детектор, блок вычисления множительно-делительной операции и регистратор, на управляющие входы СВЧ-переключателя, синхронного фильтра и синхронного детектора подаются сигналы управления модуляцией от прибора управления модуляцией, а также «горячую» и «холодную» эталонные согласованные нагрузки, выходы которых соединены со входами СВЧ-переключателя, и конструктивно связанные с ними термодатчики «горячей» и «холодной» эталонных согласованных нагрузок, выходы которых соединены со входами блока вычисления множительно-делительной операции, и нагревательный элемент, конструктивно связанный с «горячей» эталонной согласованной нагрузкой и нагревающий ее до температуры выше температуры «холодной» эталонной согласованной нагрузки.

Основным признаком технического решения является то, что благодаря наличию двух эталонных согласованных нагрузок с различными температурами, процесс модуляции совмещен с процессом непрерывной внутренней калибровки так, что на выходе радиометра непрерывно регистрируются значения антенных температур, вычисленные по формуле (1):

$T_{A} = \frac{U_{A} - U_{X}}{U_{Г} - U_{X}} (T_{Г} - Т_{Х}) + Т_{Х} (1)$ ,

где Т_Г и Т_Х - значения температур «горячей» и «холодной» эталонных согласованных нагрузок, измеренных термодатчиками, U_A-U_X и U_Г-U_Х - выходные сигналы синхронного детектора, пропорциональные соответственно разности антенной температуры и температуры «холодного» эталона и разности температур «горячего» и «холодного» эталонов.

Однако недостатком описанного радиометра с двухопорной модуляцией является то, что точность измерения антенной температуры зависит от величины измеряемой температуры.

Антенная температура является функцией пяти переменных:

$T_{A} = {f(U}_{A} {,U}_{Г} {,U}_{Х} {,T}_{Г} {,Т}_{Х}) (2)$

Каждая из пяти переменных в правой части формулы изменяется с определенной абсолютной погрешностью ΔU_A, ΔU_Г, ΔU_Х, ΔТ_Г, ΔТ_Х. В соответствии с [2] абсолютная погрешность измерения антенной температуры определяется формулой:

$Δ T_{A} = | \frac{\partial f}{\partial U_{A}} | \cdot Δ U_{A} + | \frac{\partial f}{\partial U_{Г}} | \cdot Δ U_{Г} + | \frac{\partial f}{\partial U_{Х}} | \cdot Δ U_{Х} + | \frac{\partial f}{\partial Т_{Г}} | \cdot Δ Т_{Г} + | \frac{\partial f}{\partial Т_{Х}} | \cdot Δ Т_{Х} (3)$

Учтено, что температура горячего внутреннего эталона всегда выше температуры холодного внутреннего эталона. Так как измерения температуры термодатчиками существенно точнее, чем измерения, сделанные при помощи радиометра, то двумя последними членами в формуле (3) в первом приближении можно пренебречь. Таким образом, получим:

$Δ Т_{А} = \frac{Т_{Г} - Т_{Х}}{U_{Г} - U_{Х}} (Δ U_{A} + \frac{| U_{A} - U_{Х} |}{U_{Г} - U_{Х}} + Δ U_{Г} + \frac{| U_{A} - U_{Г} |}{U_{Г} - U_{Х}} Δ U_{X}) (4)$

Абсолютная погрешность измерения напряжения на выходе синхронного детектора определяется чувствительностью СВЧ-радиометра [3]:

$Δ U_{A} = 2 \sqrt{2} \frac{T_{ш}}{\sqrt{Δ f τ}} (5)$ ,

где Т_Ш - температура шума приемника, Δf - ширина полосы СВЧ-усилителя, τ - полное время накопления сигнала.

Так как время накопления сигнала U_A в два раза больше, чем U_Г и U_Х, то абсолютная погрешность измерения U_A:

$Δ U_{A} = \frac{\sqrt{2}}{2} Δ U_{Г} = \frac{\sqrt{2}}{2} Δ U_{X} (6)$ .

Используя формулу (1), выразим значения напряжений через соответствующие им радиояркостные температуры, тогда формула (4) примет вид:

$Δ Т_{А} = K_{U} \cdot Δ U_{A} \cdot (1 + \frac{\sqrt{2}}{2} \frac{| T_{A} - T_{Х} |}{T_{Г} - T_{Х}} + \frac{\sqrt{2}}{2} \frac{| T_{A} - T_{Г} |}{T_{Г} - T_{Х}}) (7)$ ,

где K_U - величина, обратная крутизне вольт-градусной характеристики радиометра.

Из формулы (7) видно, что абсолютная погрешность измерений остается постоянной, когда антенная температура находится в интервале между температурами внутренних эталонов и линейно возрастает по мере удаления антенной температуры от температур эталонов за пределами этого интервала. График зависимости абсолютной погрешности измерений от значения антенной температуры, рассчитанный по формуле (7) для реальных значений температур эталонов, представлен на Фиг.1.

Таким образом, для уменьшения абсолютной погрешности измерения радиояркостных температур, например радиояркостных температур открытых водоемов, необходимо использовать «холодный» внутренний эталон с радиояркостной температурой, близкой к температуре открытых водоемов. В качестве такого эталона возможно использование реликтового излучения небесной сферы, но такой «эталон» не является «внутренним» и поэтому не рассматривается, или излучения согласованной нагрузки, охлажденной до температуры жидкого азота или жидкого гелия, но применение криогенной техники существенно ухудшает потребительские свойства радиометра.

Наиболее привлекательными источниками низкотемпературного шума являются твердотельные полупроводниковые генераторы (см. [4]), однако их применение в качестве эталонной нагрузки ограничено из-за непредсказуемости значения температуры генерируемого ими шума. Этот недостаток может быть устранен путем специальной процедуры калибровки шума твердотельного полупроводникового генератора по известным стабильным эталонам. Для реализации этого метода необходимо изменить схему радиометрического приемника.

Технический результат, который может быть получен с помощью этого изобретения, заключается в повышении точности измерения радиояркостных температур в интервале измеряемых температур от абсолютного нуля до температуры окружающей среды, путем применения нестабильного твердотельного источника низкотемпературного шума с калибровкой его по известным стабильным источникам шума.

Заявленный технический результат достигается тем, что в известный радиометр с двухопорной модуляцией, содержащий последовательно соединенные приемную антенну, являющуюся входом устройства, трехвходовый СВЧ-переключатель, усилитель высокой частоты, квадратичный детектор, усилитель низкой частоты, синхронный фильтр, синхронный детектор, блок вычисления множительно-делительной операции и регистратор, на управляющие входы СВЧ-переключателя, синхронного фильтра и синхронного детектора подаются сигналы управления модуляцией от прибора управления модуляцией. Радиометр также включает «горячую» эталонную согласованную нагрузку, выход которой соединен со входом СВЧ-переключателя, и «холодную» эталонную согласованную нагрузку и конструктивно связанные с ними термодатчики «горячей» и «холодной» эталонных согласованных нагрузок, выходы которых соединены со входами блока вычисления множительно-делительной операции, и нагревательный элемент, конструктивно связанный с «горячей» эталонной согласованной нагрузкой и нагревающий ее до температуры выше температуры «холодной» эталонной согласованной нагрузки. Дополнительно введены твердотельный источник «холодного» шума, выход которого подключен к входу СВЧ-переключателя вместо «холодной» согласованной нагрузки, термодатчик твердотельного источника «холодного» шума, конструктивно связанный с твердотельным источником «холодного» шума, выход которого подключен ко входу прибора управления модуляцией, СВЧ-циркулятор, первый вход которого подключен к выходу СВЧ-переключателя, ко второму входу СВЧ-циркулятора подключена «холодная» эталонная согласованная нагрузка, выход СВЧ-циркулятора подключен ко входу усилителя высокой частоты, направление циркуляции СВЧ-циркулятора выбрано от второго входа к первому входу и от первого входа к выходу.

Предлагаемый радиометр удовлетворяет критериям новизна и изобретательского уровня, так как присущие ему существенные признаки не содержатся в известных устройствах и в них не реализуется заявленный положительный эффект.

Изобретение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей.

На фигуре 2 изображена схема радиометра с трехопорной модуляцией.

Предлагаемый радиометр содержит приемную антенну 1, трехвходовый СВЧ-переключатель 2, СВЧ-циркулятор 3, усилитель высокой частоты 4, квадратичный детектор 5, усилитель низкой частоты 6, синхронный фильтр 7, синхронный детектор 8, блок вычисления множительно-делительной операции 9, регистратор 10, прибор управления модуляцией 16, «горячую» эталонную согласованную нагрузку 11, «холодную» эталонную согласованную нагрузку 14, термодатчик «горячей» эталонной согласованной нагрузки 12, термодатчик «холодной» эталонной согласованной нагрузки 15, нагревательный элемент «горячей» эталонной согласованной нагрузки 13, твердотельный источник «холодного» шума 17, термодатчик твердотельный источника «холодного» шума 18.

Предлагаемый радиометр с трехопорной модуляцией работает следующим образом. Как и в радиометре с двухопорной модуляцией, прием сигнала производится периодически, с периодом модуляции, например, один килогерц. За время одного периода модуляции половина периода модуляции принимается и накапливается сигнал от антенны, для чего СВЧ-переключатель по управляющему сигналу от прибора управления модуляцией переключает сигнал с выхода антенны на первый вход СВЧ-циркулятора и далее с выхода СВЧ-циркулятора - на вход усилителя высокой частоты. Аналогично, на время, равное одной четверти периода модуляции, СВЧ-переключатель переключает на вход СВЧ-циркулятора сигнал от «горячей» эталонной согласованной нагрузки и на время, равное одной четверти периода модуляции, СВЧ-переключатель переключает на вход СВЧ-циркулятора сигнал от твердотельного источника «холодного» шума. При этом, за время накопления сигналов τ на выходе синхронного детектора формируются два сигнала: U_A-U_XШ и U_ХШ-U_Г, первый пропорционален разности антенной температуры и шумовой температуры источника «холодного» шума и второй пропорционален разности температуры «горячей» эталонной согласованной нагрузки и шумовой температуры источника «холодного» шума. Аналогично радиометру с двухопорной модуляцией в блоке множительно-делительной операции производится вычисление антенной температуры по формуле (8):

$Т_{А} = \frac{U_{A} - U_{X Ш}}{U_{Г} - U_{Х Ш}} (Т_{Г} - Т_{Х Ш}) - Т_{Х Ш} (8)$

В отличие от известной схемы радиометра с двухопорной модуляцией, где значение шумовой температуры «холодной» эталонной согласованной нагрузки известно в любой момент времени, так как непрерывно измеряется при помощи соответствующего термодатчика, в радиометре с трехопорной модуляцией значение шумовой температуры твердотельного источника «холодного» шума Т_ХШ априорно не известно. Поэтому в радиометре с трехопорной модуляцией для измерения значения шумовой температуры твердотельного источника «холодного» шума Т_ХШ периодически, с периодом, существенно большим периода модуляции, применяется процедура калибровки твердотельного источника «холодного» шума, в ходе которой измеряется и запоминается значение Т_ХШ - шумовой температуры твердотельного источника «холодного» шума. В промежутках между калибровками твердотельного источника «холодного» шума шумовая температура Т_ХШ считается постоянной и ее значение используется для вычисления антенной температуры по формуле (8).

Экспериментально установлено, что наибольшее влияние на величину шумовой температуры твердотельного источника «холодного» шума оказывает его термодинамическая температура. Поэтому калибровка твердотельного источника «холодного» шума производится при первом включении радиометра и всякий раз, когда термодинамическая температура твердотельного источника «холодного» шума, измеренная соответствующим термодатчиком, изменяется на заданную величину, для чего выход термодатчика твердотельного источника «холодного» шума подключен к входу прибора управления модуляцией.

Процедура калибровки твердотельного источника «холодного» шума осуществляется следующим образом: на время одного периода модуляции половина периода модуляции принимается и накапливается сигнал от источника «холодного» шума, для чего СВЧ-переключатель по управляющему сигналу от прибора управления модуляцией переключает сигнал с выхода источника «холодного» шума на первый вход СВЧ-циркулятора и далее с выхода СВЧ-циркулятора - на вход усилителя высокой частоты. Аналогично, на время, равное одной четверти периода модуляции, СВЧ-переключатель переключает на вход СВЧ-циркулятора сигнал от «горячей» эталонной согласованной нагрузки и на время, равное одной четверти периода модуляции, СВЧ-переключатель переводится в состояние «выключено», блокируя прохождение сигналов на выход переключателя от любого из трех входов. При этом сигнал от «холодной» эталонной согласованной нагрузки, подключенной ко второму входу СВЧ-циркулятора, проходит от второго входа СВЧ-циркулятора в направлении циркуляции до первого ввода СВЧ-циркулятора, отражается от него и в направлении циркуляции проходит на выход СВЧ-циркулятора и далее - на вход усилителя высокой частоты.

За время накопления сигналов на выходе синхронного детектора формируются два сигнала: U_ХШ-U_Х и U_Г-U_Х, первый пропорционален разности шумовой температуры твердотельного источника «холодного» шума и шумовой температуры источника «холодного» шума и второй пропорционален разности температуры «горячей» эталонной согласованной нагрузки и шумовой температуры «холодной» эталонной согласованной нагрузки. Точность измерения шумовой температуры согласно формуле (5) зависит от времени накопления сигналов. Чем больше время накопления, тем точнее измеряется значение шумовой температуры. При калибровке твердотельного источника «холодного» шума время накопления выбирается значительно больше времени накопления антенного сигнала τ, так чтобы точность измерения шумовой температуры была бы не хуже наперед заданной величины. Значение шумовой температуры твердотельного источника «холодного» шума вычисляется и запоминается в блоке множительно-делительной операции по формуле (9):

$Т_{Х Ш} = \frac{U_{Х Ш} - U_{X}}{U_{Г} - U_{Х}} (Т_{Г} - Т_{Х}) - Т_{Х} (9)$ ,

где Т_Г и Т_Х - значения термодинамических температур эталонных согласованных нагрузок, измеренные соответствующими термодатчиками. Вычисленное и запомненное значение шумовой температуры твердотельного источника «холодного» шума Т_ХШ используется для вычисления антенной температуры Т_А по формуле (8).

На фигуре 3 показан график зависимости погрешности измерения антенной температуры ΔТ_А от значений Т_А, полученный в процессе моделирования, с использованием формулы 8 для вычисления данных.

В остальном радиометр с трехопорной модуляцией работает по известной схеме.

Использование изобретения позволит повысить точность измерения радиояркостной температуры подстилающей поверхности.

Литература

1. О.Б.Белоусов, В.А.Плющев, И.А.Сидоров, С.И.Галаган. Обработка информации тепловой пассивной РЛС средствами программируемой логики. Сборник трудов 57 Научно-технической конференции Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования. Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (Технический университет). Часть третья. Технические науки, Москва, 2008 г., стр.19-24

2. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. М.: Наука, 1972. - 256 с.

3. Есепкина Н.А., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н. Радиотелескопы и радиометры. М.: Наука, 1973. - 416 с.

4. Prater R.M., Williams D.R. An active "cold" noise source. //IЕЕЕ transactions on microwave theory and techniques. - 1981, vol.29, is.4.

Радиометр с трехопорной модуляцией, содержащий последовательно соединенные приемную антенну, трехвходовый СВЧ-переключатель, усилитель высокой частоты, квадратичный детектор, усилитель низкой частоты, синхронный фильтр, синхронный детектор, блок вычисления множительно-делительной операции и регистратор, у которого на управляющие входы СВЧ-переключателя, синхронного фильтра и синхронного детектора подаются сигналы управления модуляцией от прибора управления модуляцией, также включающий «горячую» эталонную согласованную нагрузку, выход которой соединен со входом СВЧ-переключателя, и «холодную» эталонную согласованную нагрузку, конструктивно связанные с ними термодатчики «горячей» и «холодной» эталонных согласованных нагрузок, выходы которых соединены с входами блока вычисления множительно-делительной операции, и нагревательный элемент, конструктивно связанный с «горячей» эталонной согласованной нагрузкой и нагревающий ее до температуры выше температуры «холодной» эталонной согласованной нагрузки, отличающийся тем, что дополнительно введены твердотельный источник «холодного» шума, выход которого подключен к входу СВЧ-переключателя, термодатчик твердотельного источника «холодного» шума, конструктивно связанный с твердотельным источником «холодного» шума, выход которого подключен к входу прибора управления модуляцией, СВЧ-циркулятор, первый вход которого подключен к выходу СВЧ-переключателя, ко второму входу СВЧ-циркулятора подключена «холодная» эталонная согласованная нагрузка, выход СВЧ-циркулятора подключен к входу усилителя высокой частоты, направление циркуляции СВЧ-циркулятора выбрано от второго входа к первому входу и от первого входа к выходу.

Изобретение относится к средствам относительного позиционирования сети электромагнитных датчиков и тестируемого объекта. Средство (300) относительного позиционирования сети (100) электромагнитных датчиков и тестируемого объекта (200), характеризующееся тем, что содержит средства (301) относительного перемещения тестируемого объекта (200) и сети (100) электромагнитных датчиков с по меньшей мере двумя степенями свободы, при этом указанные средства (301) включают в себя средства (301) перемещения со скольжением, выполненные с возможностью перемещения либо объекта (200), либо сети (100) датчиков, причем указанные средства (301) перемещения со скольжением содержат первый направляющий узел, расположенный в первом направлении скольжения, на котором установлена первая перемещаемая площадка (314), и второй направляющий узел, расположенный во втором направлении скольжения, перпендикулярном к первому направлению, на котором установлена вторая перемещаемая площадка (334), причем это относительное перемещение позволяет увеличить число точек измерения по этим двум степеням свободы, чтобы осуществить дополнительную пространственную дискретизацию при помощи сети (100) датчиков во время измерения излучаемого поля вокруг или перед объектом (200).

Устройство и способ для определения, по меньшей мере, одной величины, характеризующей электромагнитное излучение исследуемого объекта // 2510511

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для определения характеристик электромагнитного излучения исследуемого объекта. Устройство (10) для определения характеристик электромагнитного излучения исследуемого объекта, содержащее сеть (100) зондов, приводные средства (200), обеспечивающие скользящее перемещение сети (100) зондов вдоль своего контура с перемещением относительно исследуемого объекта на расстояние, превышающее шаг сети (100) зондов, для осуществления измерений в различных положениях сети (100) зондов относительно исследуемого объекта.

Способ динамического обнаружения малогабаритных скрытых средств, способствующих утечке информации, несанкционированно установленных на подвижном объекте // 2503023

Изобретение относится к средствам выявления и устранения технических каналов утечки конфиденциальной информации. Способ динамического обнаружения малогабаритных электронных устройств, несанкционированно установленных на подвижном объекте, заключающийся в том, что формируют базу данных о спектрах известных санкционировано установленных на объекте электронных устройств, принимают электромагнитные сигналы в заданном диапазоне частот на одно радиоприемное устройство, усиливают их, выделяют спектральные составляющие принятых сигналов, сравнивают выделенные спектры с ранее сформированными спектрами в базе данных санкционировано установленных на объекте электронных устройств, используемых на объекте контроля, принимают решение о наличии специальных электронных устройств.

Способ определения местоположений и мощностей источников излучения однопозиционной локационной станцией // 2499273

Предлагаемый способ позволяет определять местоположения и мощности источников излучения по измеренной пространственной корреляционной матрице принимаемых сигналов на апертуре приемной антенной решетки (AP).

Сканирующий радиометр // 2495443

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к сканирующим радиометрам для зондирования земной поверхности и мирового океана. Радиометр содержит подвижную антенну, генератор опорного сигнала, смеситель, гетеродин, УНЧ с прямым и инверсным выходами, N синхронных детекторов и квадратичный детектор, вход которого подключен к выходу смесителя с усилителем промежуточной частоты, подсоединенного одним входом к выходу гетеродина, два источника опорного излучения, вычитатель, управляемый делитель, N интеграторов, N-1 сумматоров и N-1 умножителей, синхронные детекторы.

Индикатор поля свч излучения // 2485670

Изобретение относится к радиотехнике и предназначены для поиска и обнаружения источников излучения, определения его местоположения, а также для мониторинга уровня основного и побочных радиоизлучений разного рода бытовых, медицинских и промышленных установок, в том числе наземных РЛС различного назначения в диапазонах дециметровых и сантиметровых радиоволн.

Радиометр для измерения глубинных температур объекта (радиотермометр) // 2485462

Изобретение относится к микроволновой радиометрии и может использоваться в радиотермографии для измерения глубинных (профильных) температур объектов по их собственному радиоизлучению.

Способ контроля электромагнитной безопасности // 2476894

Изобретение относится к области измерений и контроля уровней электромагнитных полей, создаваемых в помещениях различными источниками электромагнитных излучений (ЭМИ), и может быть использовано для определения их степени влияния на возможность пребывания в различных зонах этих помещений.

Способ оценки количества транспортных средств, не соответствующих нормам по уровню излучаемого электромагнитного поля // 2474807

Изобретение относится к электромагнитным испытаниям транспортных средств на уровень излучаемой ими напряженности электромагнитного поля. .

Способ определения дозы электромагнитного излучения промышленной частоты // 2470313

Изобретение относится к электротехнике, в частности к контролю облучения электромагнитными полями. .

Способ и система мониторинга электромагнитных помех во временной области // 2516201

Группа изобретений относится к способу и системе мониторинга электромагнитных помех. Способ мониторинга электромагнитных помех, характеризующийся тем, что регистрируют и генерируют множество форм колебаний во временной области и множество диаграмм разброса; сохраняют множество зарегистрированных и генерированных форм колебаний во временной области и диаграмм разброса; применяют быстрое преобразование Фурье (БПФ) к каждой из сохраненных форм колебаний во временной области с целью получения тем самым результатов БПФ; сохраняют результаты БПФ в базе данных; генерируют статистически репрезентативную спектрограмму в частотной области на основании сохраненных результатов БПФ и диаграмм разброса или данных, связанных с диаграммами разброса; объединяют БПФ, составляющие статистически репрезентативную спектрограмму, таким образом, чтобы эмулировать результат, который был бы получен с использованием приемника электромагнитных помех (ЭМП) или анализатора спектра; и объединяют полученные результаты нескольких итераций этого процесса с целью получения спектра ЭМП, статистически эквивалентного действительному спектру ЭМП, относящемуся к исследуемому источнику сигнала. Также заявлена система, реализующая указанный способ. Технический результат заключается в расширении диапазона частот. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство контроля электромагнитного поля вторичных излучателей // 2527315

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к исследованию параметров вторичного излучения различных сред. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, формирователь спектра излучения, коммутатор антенн, приемо-передающую антенную систему, формирователь информации излучения вторичных излучателей, преобразователь частотного спектра, блок фильтров, блок анализа спектра излучения, блок индикаторов спектра вторичного излучения. При этом выход генератора тактовых импульсов соединен с входом формирователя спектра излучения. Четырнадцать выходов формирователя спектра излучения соединены с четырнадцатью входами коммутатора антенн. Четырнадцать выходов-входов коммутатора антенн, с первого по четырнадцатый, соединены параллельно с четырнадцатью входами-выходами четырех приемо-передающих антенных систем. Четырнадцать выходов коммутатора антенн, с пятнадцатого по двадцать восьмой, соединены с четырнадцатью входами формирователя информации излучения вторичных излучателей. Выход формирователя информации соединен через преобразователь частотного спектра, через десять выходов блока фильтров с десятью входами блока анализа спектра вторичного излучения. Десять выходов блока анализа соединены с десятью входами блока индикаторов спектра излучения. Технический результат заключается в возможности автоматизации анализа частотных свойств поля вторичного излучения исследуемых объектов. 10 з.п. ф-лы, 16 ил.

Способ обнаружения и ликвидации несанкционированно установленных электронных устройств в кабельной линии связи весов // 2551482

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и раскрывает способ обнаружения и ликвидации несанкционированно установленных электронных устройств в кабельной линии связи весов. Для реализации способа предварительно измеренные показания весов при заданном фиксированном весе сравнивают с номинальным значением заданного фиксированного веса. В случае расхождения показаний весов на величину, превышающую допускаемую погрешность весов, отключают от кабельной линии связи весов весоизмерительные датчики и вторичную электронную аппаратуру. Далее подключают к одной из жил кабельной линии связи весов через дополнительную линию связи последовательно датчик тока и генератор напряжения. Напряжение, подаваемое генератором напряжения через датчик тока, увеличивают до появления скачка тока в дополнительной линии связи, затем повторяют эти операции для всех жил кабельной линии связи весов. Технический результат заключается в возможности одновременного обнаружения и ликвидации несанкционированно установленных электронных устройств в кабельной линии связи весов. 1 ил.

Устройство для непрерывного контроля во времени суммарной дозы магнитного поля частотой 50 гц // 2554301

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин, а именно к устройствам для измерения характеристик электромагнитного поля, воздействующего на персонал при работе в любых электроустановках и зонах при наличии магнитного поля частотой 50 Гц, и может быть использовано для контроля и предупреждения персонала соответственно о допустимом и вредном воздействии магнитного поля в течение смены. Цель изобретения - упрощение конструкции устройства непрерывного контроля во времени суммарной фактической дозы магнитного поля частотой 50 Гц, индикация ее уровня. Сущность изобретения заключается в том, что приемная антенна выполнена в виде трехкоординатного датчика, позволяющего получать цифровой сигнал, пропорциональный параметру магнитного поля, причем датчик выходом подключен к входу усилителя, который выходом подсоединен к входу частотного фильтра, выходом подключенного к входу процессора, снабженного специальной программой, рассчитывающей суммарную фактическую дозу магнитного поля за определенный интервал времени и долю ее от предельно допустимой дозы, этот результат с выхода процессора поступает на дисплей, а при достижении этой доли значения, равного единице, сигнал поступает еще и на динамик; питание устройства для непрерывного контроля осуществляется от аккумуляторной батареи, заряжаемой от питающей сети через преобразователь напряжения. Конструкция предлагаемого устройства позволяет использовать его как мобильное индивидуальное для каждого работника устройство и обеспечивает учет вредного воздействия магнитного поля, а также контроль времени допустимого воздействия магнитного поля. 1 ил.

Устройство для измерения напряженности электрического поля волны магнитного типа в волноводе // 2558677

Изобретение относится к измерительным устройствам для определения напряженности электрического поля волны магнитного типа в волноводе. Устройство представляет собой комбинацию миниатюрных β-спектрометра и электронной пушки, которые монтируются на трубчатом вакуумированном волноводе. Измерения с помощью предложенного устройства осуществляются следующим образом. Поток электронов, инжектируемых электронной пушкой, проходит через волновод, по которому распространяются волны магнитного типа, напряженность электрического поля которых изменяется по закону:. При этом часть потока электронов попадает в фазу максимального значения напряженности электрического поля. Далее электроны попадают в β-спектрометр, с помощью которого известным способом фиксируют максимальное значение напряженности электрического поля в исследуемом волноводе. Техническим результатом данного изобретения является создание прибора для непосредственного и точного измерения напряженности электрического поля волн средней и высокой мощности магнитного типа в трубчатом волноводе. 2 ил.

Способ исследования побочных электромагнитных излучений от технических средств // 2561939

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к разделу «Измерение электрических и магнитных величин, измерение характеристик электромагнитного поля» и может быть использовано для исследования ПЭМИ при определении информационной безопасности ТС, объектов информатизации в рамках решения задач технической защиты информации в результате побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН). Принимают сигналы антенной системой. Выделяют максимальный модуль компоненты действительной части двумерного углового спектра, по которому судят о напряженности электромагнитного поля, образующегося в результате работы ТС при обработке информации, с регистрацией значений частот и определением напряженности EK электромагнитного поля излучений. Проводят дополнительные измерения напряженности электрического Е и магнитного Н полей излучений ПЭМИ, уровней гармонических составляющих спектра ПЭМИ, используя измерительные антенны в горизонтальной и вертикальной поляризации в широком диапазоне частот, а также измерение магнитной составляющей ПЭМИ. Определяют максимумы и минимумы значений напряженности электрического Е и магнитного Н полей путем их поиска вращением исследуемого ТС на 360 градусов в разных направлениях. Технический результат заключается в возможности измерения напряженности электромагнитного поля ПЭМИ электрических Е и магнитных Н составляющих ПЭМИ при их исследовании с определением значений частот F и их уровней Е в широком диапазоне частот от 9 кГц до 12,5 ГГц в горизонтальной и вертикальной поляризации измерительных антенн, значений частот F и их уровней Н в диапазоне частот от 9 кГц до 30 МГц, при этом определяют максимальные и минимальные значения электрических Е и магнитных Н составляющих ПЭМИ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Устройство для измерения параметров электромагнитной волны // 2563108

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для измерения уровня вносимых потерь, фазовых характеристик и коэффициента эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств. Устройство содержит первый и второй измерители 1, 2 уровня сигнала электромагнитной волны, выполненные с возможностью подключения к соответствующим входам компьютера 3, разделитель 4 поляризации, соединенный первым выходом с входом первого измерителя 2 уровня сигнала электромагнитной волны и выполненный в виде двухканального устройства с возможностью подключения входа к выходу измеряемого элемента 5, векторный анализатор 6 электрических цепей и направленный ответвитель 7. Устройство измерения параметров электромагнитной волны позволяет осуществлять одновременно с помощью ПЭВМ амплитудные и фазовые измерения, а также измерение коэффициента эллиптичности, что дает возможность упростить процесс измерения параметров электромагнитной волны и конструкцию устройства в целом. Кроме того, в устройстве обеспечено улучшение в несколько раз показателей массы, габаритов и времени измерения за счет исключения коммутации каналов. Технический результат изобретения: упрощение конструкции устройства для измерения уровня вносимых потерь, фазовых характеристик и эллиптичности электромагнитной волны, сокращение времени измерения волноводных устройств, повышение точности измерений, обеспечение в устройстве оптимальных показателей массы и габаритов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для измерения параметров электромагнитной волны // 2563110

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для измерения уровня вносимых потерь, фазовых характеристик и коэффициента эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств. Устройство для измерения параметров электромагнитной волны содержит разделитель 1 поляризации, выполненный в виде двухканального поляризационного устройства с возможностью подключения входа к выходу измеряемого элемента 2, компьютер 3, векторный анализатор 4 электрических цепей, выполненный с возможностью подключения к компьютеру 3 и соединения выхода с входом измеряемого элемента 2, и направленный ответвитель 5. Технический результат заключается в увеличении количества одновременно измеряемых параметров электромагнитной волны до трех, упрощении конструкции устройства для измерения уровня вносимых потерь, фазовых характеристик и эллиптичности электромагнитной волны, сокращении времени измерения волноводных устройств, повышении точности измерений, обеспечении в устройстве оптимальных показателей массы и габаритов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство исследования электромагнитного поля вторичных излучателей // 2564384

Изобретение относится к области радиосвязи. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, формирователь спектра излучения, коммутатор антенн, приемо-передающую антенную систему, адаптивный преобразователь, формирователь информации излучения вторичных излучателей, преобразователь частотного спектра, блок фильтров, блок анализа спектра излучения, блок исследования спектра вторичного излучения. При этом выход генератора тактовых импульсов соединен с входом формирователя спектра излучения; двадцать восемь выходов формирователя спектра излучения соединены с двадцатью восемью входами коммутатора антенн; двадцать восемь выходов-входов коммутатора антенн, с первого по двадцать восьмой, соединены параллельно с двадцатью восемью входами-выходами четырех приемо-передающих антенных систем; двадцать восемь выходов коммутатора антенн, с двадцать восьмого по пятьдесят шестой, соединены через адаптивный преобразователь с двадцатью восемью входами формирователя информации излучения вторичных излучателей; выход формирователя информации соединен через преобразователь частотного спектра, через десять выходов блока фильтров с десятью входами блока анализа спектра вторичного излучения; десять выходов блока анализа соединены с десятью входами блока исследования спектра излучения. Технический результат заключается в автоматизации анализа частотных свойств поля вторичного излучения исследуемых объектов и их уровней. 14 з.п. ф-лы, 18 ил.

Устройство для исследования побочных электромагнитных излучений от технических средств // 2568041

Устройство для исследования побочных электромагнитных излучений (ПЭМИ) от технических средств (ТС) относится к области радиотехники, а именно к разделу «Измерение электрических и магнитных величин, измерение характеристик электромагнитного поля», и может быть использовано для исследования побочных электромагнитных излучений при определении информационной безопасности технических средств (ТС), объектов информатизации в рамках решения задач технической защиты информации в результате побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН). Устройство выполняет измерение напряженности электрического Е поля излучений, при этом выделяется максимальный модуль компоненты действительной части двумерного углового спектра, по которому судят о напряженности электромагнитного поля. Для достижения технического результата измерительная система дополнена измерительными антеннами в горизонтальной и вертикальной поляризации в широком диапазоне частот, а также обеспечивается измерение магнитной составляющей ПЭМИ. Для измерения параметров полей используется поворотный диэлектрический стол, управляемый пультом дистанционного управления, и система установленных измерительных антенн. Измерительные антенны присоединены к управляемому антенному переключателю (УАП), выход которого присоединен к входу средства измерения (СИ). Исследование реализуется в автоматизированном режиме с учетом всех коэффициентов калибровки измерительных антенн. Техническим результатом является осуществление возможности измерения напряженности электромагнитного поля ПЭМИ электрических Е и магнитных Н составляющих ПЭМИ при их исследовании, с определением значений частот F и их уровней Е в широком диапазоне частот от 9 кГц до 12,5 ГГц с горизонтальной и вертикальной поляризацией измерительных антенн, значений частот F и их уровней Н в диапазоне частот от 9 кГц до 30 МГц, при этом определяют максимальные и минимальные значения электрических Е и магнитных Н составляющих ПЭМИ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.