Эффективность несимметричной модуляции спектрально-селективного радиометра

Н. Е. Кольцов

Труды ИПА РАН, вып. 55, 10–15 (2020)

DOI: 10.32876/ApplAstron.55.10-15

Ключевые слова: спектрально-селективный радиометр, несимметричная модуляция радиометра, чувствительность радиометра

Аннотация

Проблема. На радиотелескопах РТ-32 комплекса «Квазар-КВО» традиционные радиометры с квадратичными детекторами широкополосных шумовых сигналов заменяются спектрально-селективными радиометрами, которые обеспечивают высокую точность радиометрических измерений энергетических параметров радиоизлучения в условиях воздействия радиопомех. Эти радиометры используются при регулярных наблюдениях источников с непостоянной интенсивностью радиоизлучения и при мониторинге изменений уровней сигналов от стандартных (опорных) космических источников радиоизлучения. Для таких исследований первостепенное значение имеют чувствительность радиометра и точность измерения мощностей и шумовых температур принимаемого радиосигнала. При радиометрических измерениях приёмные устройства радиотелескопов работают в режиме модуляции меандром коэффициента усиления и генератора шума, имитирующего шумы антенны, при одинаковых временных интервалах накопления принимаемого сигнала в смеси с собственными шумами радиотелескопа и только шумов радиотелескопа. Повысить чувствительность радиометра и точность измерений за счёт увеличения времени накопления сигнала не всегда возможно. Период обновления результатов радиометрических измерений, равный времени накопления сигнала, должен быть не очень большим, чтобы точнее отслеживать изменения мощности сигнала при сканировании источника излучения. Цель. Целью статьи является выяснение возможностей повышения чувствительности радиометра и точности измерений мощности принимаемого радиосигнала за счёт несимметричной модуляции генератора шума и приёмного устройства. Метод. Вычисляется коэффициент эффективности, равный отношению чувствительности радиометра при несимметричной модуляции к чувствительности радиометра при обычной симметричной модуляции меандром. Рассматриваются три режима работы радиометра: модуляция меандром при времени накопления шумов, превышающем интервал накопления сигнала; несимметричная модуляция при одинаковых интервалах накопления сигнала и шума; несимметричная модуляция при несимметричном накоплении. Результат. Режим несимметричного накопления сигнала и шумов даже при симметричной модуляции приёмного устройства меандром позволяет повысить чувствительность спектрально-селективного радиометра на 21–29 % по сравнению с радиометром, работающим в обычном режиме симметричного (на одинаковых интервалах времени) накопления сигнала и шумов. Этот способ легко реализовать на радиотелескопах РТ-32. В режиме несимметричной модуляции при несимметричном накоплении можно дополнительно немного (на 3–6 %) повысить чувствительность радиометра, но это требует совершенствования модулируемых узлов приёмного устройства. Режим несимметричной модуляции при симметричном накоплении неприемлем, так как только ухудшается чувствительность радиометра.

Цитирование