一種多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端及其一致性的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微波技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端及其一致性的控 制方法的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 微波毫米波輻射計(jì)是一種用于測量物體微波熱輻射的高靈敏度接收機(jī)，是被動(dòng)式 微波遙感的主要工具。它本身不發(fā)射電磁波，而是通過被動(dòng)地接收被觀測場景輻射的微波 能量來探測目標(biāo)的特性，具有非常高的抗干擾性和隱藏性，在搜查隱藏武器、軍事偵察等領(lǐng) 域具有廣闊的應(yīng)用前景；同時(shí)，微波毫米波輻射計(jì)還具有功耗低、體積小、質(zhì)量輕和工作穩(wěn) 定可靠等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于氣象、農(nóng)林、地質(zhì)、海洋環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。微波毫米波輻射計(jì)出 現(xiàn)至今，已經(jīng)發(fā)展出了地基（含地面與船載平臺(tái)）、空基（含飛機(jī)、導(dǎo)彈、氣球平臺(tái)）和星基 (含衛(wèi)星、飛船、航天飛機(jī)平臺(tái)）的基于各種運(yùn)載平臺(tái)的系列微波毫米波輻射計(jì)系統(tǒng)。
[0003] 輻射計(jì)前端作為輻射計(jì)系統(tǒng)的重要組成部分，其性能直接影響系統(tǒng)的指標(biāo)。對(duì)于 單通道輻射計(jì)來說，輻射計(jì)靈敏度是其最重要的性能指標(biāo)，其定義為當(dāng)積分時(shí)間為1秒時(shí)， 微波輻射計(jì)可以檢測的天線亮溫的最小變化量。對(duì)于理想的輻射計(jì)系統(tǒng)：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端，其特征在于，由若干個(gè)單通道輻射計(jì)前端以陣列形式 構(gòu)成；所述單通道輻射計(jì)前端包括射頻放大與檢波模塊（11)、視頻放大模塊（12)、積分調(diào) 節(jié)模塊（13)以及差分放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊（14);所述射頻放大與檢波模塊（11)、視頻 放大模塊（12)、積分調(diào)節(jié)模塊（13)以及差分放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊（14)順次連接，差分 放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊（14)的輸出端輸出電壓信號(hào)V wt。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端，其特征在于，所述射頻放大與檢波 模塊（11)包括檢波前射頻放大部分（31)和平方率檢波器（32);所述檢波前射頻放大部分 (31)的輸入端為射頻放大與檢波模塊（11)的輸入端，輸出端連接于平方率檢波器（32)的 輸入端；所述平方率檢波器（32)的輸出端為射頻放大與檢波模塊（11)的輸出端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端，其特征在于，所述視頻放大模塊 (12) 包括運(yùn)算放大器（33)、第一可調(diào)節(jié)電阻器（34)以及第二可調(diào)節(jié)電阻器（35);所述運(yùn) 算放大器（33)的同相輸入端為視頻放大模塊（12)的輸入端，輸出端為視頻放大模塊（12) 的輸出端；所述第一可調(diào)節(jié)電阻器（34)串接于運(yùn)算放大器（33)的反相輸入端與輸出端之 間；所述第二可調(diào)節(jié)電阻器（35) -端接地，另一端連接到運(yùn)算放大器（33)的反相輸入端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端，其特征在于，所述積分調(diào)節(jié)模塊 (13) 包括第三可調(diào)節(jié)電阻器（36)和可調(diào)節(jié)電容器（37);所述第三可調(diào)節(jié)電阻器（36)的兩 端分別為積分調(diào)節(jié)模塊（13)的輸入端與輸出端；所述可調(diào)節(jié)電容器（37) -端接地，另一端 與第三可調(diào)節(jié)電阻器（36)的輸出端連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端，其特征在于，所述差分放大與參考 電位調(diào)節(jié)模塊（14)包括第四可調(diào)節(jié)電阻器（38)、第五可調(diào)節(jié)電阻器（39)以及差分運(yùn)算放 大器（40);所述差分運(yùn)算放大器（40)的一個(gè)輸入端為差分放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊（14) 的輸入端，輸出端為差分放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊（14)的輸出端；所述第四可調(diào)節(jié)電阻器 (38) -端接地，并與第五可調(diào)節(jié)電阻器（39)串聯(lián)；所述第五可調(diào)節(jié)電阻器（39)的一端連 接到差分運(yùn)算放大器（40)的另一輸入端；所述第四可調(diào)節(jié)電阻器（38)與第五可調(diào)節(jié)電阻 器（39)之間接有外部供給的參考電壓乂_。
6. -種多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端一致性的控制方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 選擇多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端的任意兩個(gè)通道，以其中一個(gè)通道為通道1，另一通道 為通道n，兩個(gè)通道輸入端分別接上相同的匹配負(fù)載； 52、 根據(jù)系統(tǒng)對(duì)增益及溫度靈敏度的要求分別調(diào)節(jié)通道1中的視頻放大模塊（12)、積 分調(diào)節(jié)模塊（13)以及差分放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊（14); 53、 以已調(diào)節(jié)好的通道1為標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)節(jié)通道η中視頻放大模塊（12)的增益，使電壓Vn2 與通道1中的V12值相等； 54、 調(diào)節(jié)通道η中差分放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊（14)，使輸出電壓Vtjutn與通道1中輸 出電壓Vtjutl值相等； 55、 調(diào)節(jié)通道η中積分調(diào)節(jié)模塊（13)，使通道η的溫度靈敏度與通道1的溫度靈敏度相 等； 56、 仍然以通道1為標(biāo)準(zhǔn)，每次選定一個(gè)通道來調(diào)節(jié)，重復(fù)步驟S3-S5,直至每個(gè)通道都 調(diào)節(jié)完畢。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端一致性的控制方法，其特征在 于，所述步驟S2具體為調(diào)節(jié)通道1中視頻放大模塊（12)中的第一可調(diào)節(jié)電阻器（34)或 第二可調(diào)節(jié)電阻器（35)，積分調(diào)節(jié)模塊（13)中的第三可調(diào)節(jié)電阻器（36)或可調(diào)節(jié)電容器 (37)，以及差分放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊（14)中的第四可調(diào)節(jié)電阻器（38)、第五可調(diào)節(jié)電 阻器（39)或參考電壓V kef，使通道1的增益及溫度靈敏度滿足系統(tǒng)要求。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端一致性的控制方法，其特征在 于，所述步驟S3具體為通過調(diào)節(jié)通道η中視頻放大模塊（12)中的第一可調(diào)節(jié)電阻器（34) 或第二可調(diào)節(jié)電阻器（35)來改變視頻放大模塊（12)的增益，使電壓V n2與通道1中的V12 值相等。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端一致性的控制方法，其特征在 于，所述步驟S4具體為通過調(diào)節(jié)通道η中差分放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊（14)中的第四可 調(diào)節(jié)電阻器（38)、第五可調(diào)節(jié)電阻器（39)或參考電壓V kef，使輸出電壓Vratn與通道1中輸 出電壓Vtjutl值相等。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端一致性的控制方法，其特征在 于，所述步驟S5具體為通過調(diào)節(jié)通道η中積分調(diào)節(jié)模塊（13)中的第三可調(diào)節(jié)電阻器（36) 或可調(diào)節(jié)電容器（37)，即通過調(diào)節(jié)通道η的積分時(shí)間τ =RC來改變其溫度靈敏度，使通道 η的溫度靈敏度與通道1的溫度靈敏度相等。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端及其一致性的控制方法，多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端由若干個(gè)單通道輻射計(jì)前端以陣列形式構(gòu)成，單通道輻射計(jì)前端包括射頻放大與檢波模塊、視頻放大模塊、積分調(diào)節(jié)模塊以及差分放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊，射頻放大與檢波模塊、視頻放大模塊、積分調(diào)節(jié)模塊以及差分放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊順次連接，差分放大與參考電位調(diào)節(jié)模塊的輸出端輸出電壓信號(hào)Vout。本發(fā)明能有效地解決多通道輻射計(jì)系統(tǒng)前端不一致的問題，不需要外部標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo)源以及額外的電路結(jié)構(gòu)，具有體積小、集成度高、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01J5-00
【公開號(hào)】CN104634455
【申請?zhí)枴緾N201510073833
【發(fā)明人】張永鴻, 朱貴德, 孫震, 樊勇, 曾凡樂
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月12日