JPH01302178A - Microwave radiation meter - Google Patents
Microwave radiation meterInfo
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- JPH01302178A JPH01302178A JP63133662A JP13366288A JPH01302178A JP H01302178 A JPH01302178 A JP H01302178A JP 63133662 A JP63133662 A JP 63133662A JP 13366288 A JP13366288 A JP 13366288A JP H01302178 A JPH01302178 A JP H01302178A
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- divided
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は例えば人工衛星等に搭載するマイクロ波放射
計に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a microwave radiometer mounted on, for example, an artificial satellite.
第2図は、従来のマイクロ波放射計の構成を示す図であ
り2図において(1)は反射鏡、f41FiR?回路部
、(5)は受信部、(6)は信号処理部、(7)はスカ
イホーンと呼ばれるホーンアンテナ、(8)は標準雑音
源、 f91a一次放射器である。Fig. 2 is a diagram showing the configuration of a conventional microwave radiometer. In Fig. 2, (1) is a reflecting mirror, f41FiR? The circuit section, (5) is a receiving section, (6) is a signal processing section, (7) is a horn antenna called a skyhorn, (8) is a standard noise source, and an f91a primary radiator.
次に動作釦つ込て説明する。反射鏡filを介して一次
放射器(9)よシ受信した入力雑音電波は、RF回路部
(4)を0由して、受信部(5)にて増幅2周波V変換
、検波されて入力雑音電波の雑音温度TM に対応し九
電圧VM が得られる。この関係を第(1)式%式%(
1)
ここでに:比例定数
B:帯域
G:受信機利得
Cd:検波感度
TM二人力緒音瀧度
第(1)式において、測定した雑音温度−のかわシに既
知の雑音温度の雑音電波を与えて電圧vMを校正する事
により、任意のVM に対応した入力軸音湛度TM を
求める事ができる。したがって通常の校正として雑音温
度が既知のスカイホーン(7)と、常温ダミーを用いた
標準雑音源(8)を、R7回路部(4)にて切シ換える
事によって2点校正を行っている。そして、得られた観
測及び校正電圧は信号処理部(6)にてA/D変換され
地上に送信される。Next, the operation buttons will be explained. The input noise radio wave received by the primary radiator (9) via the reflector fil is passed through the RF circuit section (4), then amplified and 2-frequency V-converted and detected at the receiving section (5) before being input. Nine voltages VM are obtained corresponding to the noise temperature TM of the noise radio waves. This relationship can be expressed as Formula (1)% Formula% (
1) Here: Proportionality constant B: Band G: Receiver gain Cd: Detection sensitivity TM Two-person force In equation (1), the measured noise temperature - the noise radio wave at the known noise temperature By calibrating the voltage vM by giving Therefore, for normal calibration, two-point calibration is performed by switching the skyhorn (7) whose noise temperature is known and the standard noise source (8) using a room temperature dummy at the R7 circuit section (4). . Then, the obtained observation and calibration voltages are A/D converted by a signal processing section (6) and transmitted to the ground.
ところで実際の放射計においては地上を走査する必要が
ある為、走査方法の一つとして第3図に示した様に2反
射鏡+11に対向して、ビーム方向の異なる複数(図中
では8素子)の一次放射器のアレイ01を配置し各々の
一次放射器に接続されて騒るスイッチ(3)によシRP
回路部(4)に接続する一次放射器を切り換える事によ
シビーム方向を変え地上を走査するスイッチングアンテ
ナを用いる場合がある。By the way, in an actual radiometer, it is necessary to scan the ground, so as one scanning method, as shown in Figure 3, multiple elements (8 elements in the figure) with different beam directions are placed opposite 2 reflecting mirrors + 11. ) by arranging the array 01 of primary radiators and connecting the switch (3) to each primary radiator.
A switching antenna may be used that scans the ground by changing the beam direction by switching the primary radiator connected to the circuit section (4).
また一般にマイクロ波放射計の温度分解能ΔTは第(2
)式にて表される。Generally, the temperature resolution ΔT of a microwave radiometer is
) is expressed by the formula.
TA 十TR(2)
ΔT=x ・□
−「7]−
ここでTA二人力雑音温度
TR:アンテナ給電系を含めた放
射計総合雑音温度
B:周波数帯域
τ:受信機内部の積分器による
積分時間
X:受信機方式によル決る係数
(デイッケ型の場合)
〔発明が解決しようとする課題〕
放射計の温度分解能は小さい程望ましい。しかし第(2
)式中でTRは受信機に使用する半導体素子の雑音指数
などの制約があり、またBは使用周波数によって定めら
れたガートバンドの制約がある。TA 10TR (2) ΔT=x ・□ − “7” − Here, TA two-person noise temperature TR: Radiometer total noise temperature including the antenna feed system B: Frequency band τ: Integration by the integrator inside the receiver Time
) In the equation, TR has constraints such as the noise figure of the semiconductor element used in the receiver, and B has constraints on the guard band determined by the frequency used.
その為濁度分解能を改善するには積分時間Tを長(する
必要がある。Therefore, in order to improve the turbidity resolution, it is necessary to lengthen the integration time T.
ところがりえば人工衛星搭載用マイクロ波放射計におい
ては軌道条件によシ対地速度vg が一定きなる為第4
図に示すようにアンテナビームの地上におけるフットプ
リント(走査方向の長さXti3X進行方向の長さy
a2 ) K対して進行方向の重な〕Δya4をなると
すると、走査範囲tanが一定の場合走査周期τが一定
とな汎次式にて表される。However, in a microwave radiometer mounted on an artificial satellite, the ground speed vg remains constant depending on the orbit conditions, so the fourth
As shown in the figure, the footprint of the antenna beam on the ground (length in the scanning direction Xti3X length in the traveling direction y
a2) If Δya4 overlaps K in the traveling direction, it is expressed by a general equation in which the scanning period τ is constant when the scanning range tan is constant.
辷とでム:進行方向ビーム中
心間距離αe
y:ビームスポットの
進行方向の長さα2
Δy:ビームスポットの
進行方向の重ル04
V鑓:衛星対地速度
またこの時積分時間τは次の第(4)式にて表されるO
ここでB:走査方向ビーム中心間
距離αη
X:ビームスポットの走査
方向の長さα謙
ΔX:ビームスポットの走査方向
の重シ@9
!=走査範囲an
T:走査周期
ここで走査範囲ta11及び走査周期Tが一定である為
、積分時間τを長(すると走査方向のビーム中心間距離
B(lηが長(な11終的にはビームスポットのアンダ
ーラップが発生し放射針の距離分解能が劣化する。Length: Distance between beam centers in the traveling direction αe y: Length of the beam spot in the traveling direction α2 Δy: Weight of the beam spot in the traveling direction O is expressed by the formula (4) where B: Distance between beam centers in the scanning direction αη = scanning range an T: scanning period Here, since the scanning range ta11 and the scanning period T are constant, the integration time τ is made long (then the distance between the beam centers in the scanning direction B(lη is long) (11 Eventually, the beam Spot underlapping occurs and the distance resolution of the radiation needle deteriorates.
この為、m変分解能と距離分解能が相反する問題点が6
つ念。For this reason, there is a problem that m-variance resolution and distance resolution conflict with each other.
One thought.
この発明は前述の問題点を解消する為になされたもので
距離分解能(走査方向ビーム中心間距離BQηを一定忙
保ったまま温度分解能(積分時間)を改善できるマイク
ロ波放射計を得る事を目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and the purpose is to obtain a microwave radiometer that can improve the temperature resolution (integration time) while keeping the distance resolution (scanning direction beam center distance BQη constant). shall be.
この発明忙係るマイクロ波放射計唸、複数の一次放射器
で構成されるアレイ+2)を数組に分割し。In the microwave radiometer according to this invention, an array consisting of a plurality of primary radiators is divided into several sets.
その1組ずつ各々にR7回路部(4)、受信部(51及
び校正源を設けたものである。Each set is provided with an R7 circuit section (4), a receiving section (51), and a calibration source.
この発明のマイクロ波放射計においては2例えば一次放
射器アレイ(2)をn組に等分割した場合。In the microwave radiometer of the present invention, for example, the primary radiator array (2) is equally divided into n groups.
対地速度その他が分割前と同一とする。1組のアレイが
走査する走査範囲はもとの走査範囲の〉となる。その結
果同一のビームスポットを受信機が積分する時間はn倍
となりm変分解能ΔTは1/β倍だけ改善される。Ground speed and other conditions shall be the same as before division. The scanning range scanned by one set of arrays is > of the original scanning range. As a result, the time for the receiver to integrate the same beam spot is increased by n times, and the m-variable resolution ΔT is improved by 1/β times.
以下この発明の一実施例を図について説明を行うO
ここでは例として第3図に示したスイッチングアンテナ
方式の放射計において、一次放射器アレイ0I(8素子
)を、4素子ずつ2等分したものを第1図に示す。An embodiment of the present invention will be explained below with reference to the drawings. Here, as an example, in the switching antenna type radiometer shown in Fig. 3, the primary radiator array 0I (8 elements) is divided into two equal parts of 4 elements each. The object is shown in Figure 1.
第1図において、(1)は反射鏡、(2)は分割した一
次放射器アレイ、(3)は切シ換えスイッチ、(4)は
RF回路部、(5)は受信部、(6)は信号処理部、(
7)はスカイホーン、(8)は標準雑音源である。In Figure 1, (1) is a reflector, (2) is a divided primary radiator array, (3) is a changeover switch, (4) is an RF circuit section, (5) is a receiver section, (6) is a is the signal processing section, (
7) is a skyhorn, and (8) is a standard noise source.
その他の衛星対地速度vg アンテナビーム幅。Other satellite ground speed vg antenna beam width.
走査範囲1等の条件はこの発明による放射計も従来の放
射計も全て同一とする。この時、この発明のマイクロ波
放射計においては一次放射器アレイ(8素子)が2分割
されて4素子ずつとなっている為、各アレイに対応する
地上のビームスポットは第4図における右4つ及び左4
つに分割される。The conditions for the scanning range 1, etc. are the same for both the radiometer according to the present invention and the conventional radiometer. At this time, in the microwave radiometer of this invention, the primary radiator array (8 elements) is divided into two, each with 4 elements, so the beam spot on the ground corresponding to each array is 4 on the right in Figure 4. 1 and left 4
divided into.
衛星対地速度Vg 及びビーム幅が一足である為。Because the satellite ground speed Vg and beam width are one foot.
本放射計を用いた場合走査周期は従来と同様となる。一
方走査範囲は分割した一次放射器アレイ1つに対し従来
の走査範囲lαυの/ となる。この発明の放射針の構
成では分割した一次放射器アレイ1つに対し一つ受信部
(積分器)5)が接続されている為それぞれの受信部(
積分器)(5)の積分時間τ′は次の式で表される。When using this radiometer, the scanning period is the same as the conventional one. On the other hand, the scanning range is / of the conventional scanning range lαυ for one divided primary radiator array. In the configuration of the radiation needle of this invention, one receiving section (integrator) 5) is connected to each divided primary radiator array, so each receiving section (
The integration time τ' of the integrator (5) is expressed by the following equation.
1/2
これより分割し九場合の一つのビームスポットに対する
積分時間は従来のものの2倍となる。これよシこの発明
による温度分解能△T′ ¥i第(2)式1式%
この結果、この発明を用いる事により、温度分解能ΔT
は従来の放射計に比べ1/f′2だけ改善される。1/2 From this, the integration time for one beam spot in the case of nine divisions is twice that of the conventional one. As a result, by using this invention, the temperature resolution ΔT′ ¥ith equation (2) 1 equation %
is improved by 1/f'2 compared to conventional radiometers.
なお本実施例では2等分の場合を示したが、同様にアレ
イをn等分し、n系統の受信部(積分器)を用いた場合
も温度分解能は従来の1/F/″n倍だけ改善される。Although this example shows the case of dividing into two equal parts, if the array is divided into n equal parts and n systems of receivers (integrators) are used, the temperature resolution is 1/F/''n times that of the conventional one. only improved.
またアレイを等分割せずに適当な比率で分割した場合も
総合ではそれに対応した温度分解能の改善効果が得られ
る。Furthermore, even if the array is not divided equally but divided at an appropriate ratio, a corresponding improvement in temperature resolution can be obtained overall.
またアンテナはスイッチングアンテナでな(とも同様の
構成で走査範囲の分割が可能であれば分割したアンテナ
の各々に受信部(PR分器)を接続する事により、同様
の改善効果が得られる。Furthermore, even if the antenna is a switching antenna (if the scanning range can be divided with a similar configuration, the same improvement effect can be obtained by connecting a receiving section (PR divider) to each of the divided antennas.
以上の様に、この発明によれば、マイクロ波放射計のス
イッチングアンテナの一次放射器アレイを分割し、その
各々に受信部(積分器)を設ける事によって一定の距離
分解能を確保した上で、温度分解能が改善できる効果が
ある。As described above, according to the present invention, the primary radiator array of the switching antenna of the microwave radiometer is divided, and a receiving section (integrator) is provided in each of them to ensure a certain distance resolution. This has the effect of improving temperature resolution.
第1図はこの発明の一′実施例によるマイクロ波放射計
を示すブロック図、第2図は従来のマイクロ波放射計の
ブロック図、第3図はスイッチングアンテナ方式のマイ
クロ波放射計のブロック図。
第4図はマイクロ波放射計の地上のフットプリントの説
明図である。
図中(1)は反射鏡、(2)は分割した一次放射器アレ
イ、 +31Fi切シ換えスイッチ、(4ンはRF回路
部、(5)は受信部、f6)は信号処理部、(7)はス
カイホーン。
+81 #′ii準雑音源、(9+H一次放射B、 0
1は一次放射器アレイ、αυは走査範囲t、a’aFi
ビームスポットの進行方向の長さy、aiはビームスポ
ットの走査方向の長さX、α心はビームスポットの進行
方向重りΔy、 asFiビームスポットの走査方向の
重〕ΔZ、aSは進行方向のビームスポット中心間距離
A、 Qηは走査方向のブームスポット中心間距離Bを
示す。
なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。Fig. 1 is a block diagram showing a microwave radiometer according to a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of a conventional microwave radiometer, and Fig. 3 is a block diagram of a switching antenna type microwave radiometer. . FIG. 4 is an explanatory diagram of the footprint of the microwave radiometer on the ground. In the figure, (1) is a reflector, (2) is a divided primary radiator array, +31Fi changeover switch, (4) is an RF circuit section, (5) is a receiver, f6 is a signal processing section, (7) ) is Skyhorn. +81 #'ii quasi-noise source, (9+H primary radiation B, 0
1 is the primary radiator array, αυ is the scanning range t, a'aFi
The length of the beam spot in the scanning direction is y, ai is the length of the beam spot in the scanning direction The distance A between the spot centers and Qη indicate the distance B between the boom spot centers in the scanning direction. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
放射器アレイと、上記一次放射器に接続され上記一次放
射器を切り換えてアンテナビーム走査を行うためのスイ
ッチと、上記スイッチの出力端に接続されたRF回路部
と、上記RF回路部を経由して取得した雑音電波の雑音
温度に対応した電圧値を得る受信部と、上記受信部の出
力電圧をA/D変換、データ処理する信号処理部とを具
備したマイクロ波放射計において、上記一次放射器アレ
イ及びスイッチを数組に分割し、その一組毎、各々に上
記RF回路部及び受信部を設けた事を特徴とするマイク
ロ波放射計。a reflector, a plurality of primary radiator arrays installed opposite to the reflector, a switch connected to the primary radiator for switching the primary radiators to perform antenna beam scanning, and an output of the switch. An RF circuit section connected to the end, a receiving section that obtains a voltage value corresponding to the noise temperature of the noise radio waves acquired via the RF circuit section, and A/D conversion and data processing of the output voltage of the receiving section. The microwave radiometer is characterized in that the primary radiator array and the switch are divided into several sets, and each set is provided with the RF circuit section and the receiving section. Microwave radiometer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133662A JPH07111448B2 (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Microwave radiometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133662A JPH07111448B2 (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Microwave radiometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01302178A true JPH01302178A (en) | 1989-12-06 |
| JPH07111448B2 JPH07111448B2 (en) | 1995-11-29 |
Family
ID=15109996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63133662A Expired - Lifetime JPH07111448B2 (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Microwave radiometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111448B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2353104A1 (en) * | 2010-12-29 | 2011-02-25 | Universidad Politecnica De Madrid | Antenna for monitoring the environmental electromagnetic field in real time. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63124926A (en) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Nec Corp | High-accuracy microwave radiometer |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP63133662A patent/JPH07111448B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63124926A (en) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Nec Corp | High-accuracy microwave radiometer |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2353104A1 (en) * | 2010-12-29 | 2011-02-25 | Universidad Politecnica De Madrid | Antenna for monitoring the environmental electromagnetic field in real time. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07111448B2 (en) | 1995-11-29 |
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