Способ передачи фазы опорного генератора по фидеру произвольной длины Российский патент 2017 года по МПК H03L7/18 

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться в блоках широкого диапазона частот различного назначения.

Известен способ, имеющий в своей основе периодическую калибровку длины фидера [1, 2]. С помощью него осуществляется калибровка за счет применения канала обратной связи, использующего дополнительный фидер, и введение в колебание опорного генератора поправки для компенсации фазового сдвига. Этот способ использует дополнительный фидер, который также подвержен влиянию внешних возмущений, отличающихся по уровню воздействия на основной фидер, и при изменении длины основного фидера требует своей калибровки.

Результатом данного способа передачи фазы опорного генератора к потребителю по фидеру произвольной длины является автоматическое обеспечение равенства начальных фаз колебаний, передаваемых потребителям, начальной фазе колебания опорного генератора, без калибровки фидера, введение канала обратной связи от потребителя к опорному генератору по тому же фидеру и реализацию принципов работы замкнутых систем автоматического регулирования (САР).

Способ передачи фазы опорного генератора потребителю по фидеру произвольной длины имеет в своей основе автоматическую компенсацию фазовых сдвигов в канале передачи колебаний от опорного генератора к нагрузке потребителя посредством введения в делитель частоты на два канала обратной связи по отраженному от нагрузки потребителя колебанию с использованием того же фидера и реализацию принципов работы замкнутых систем автоматического регулирования. Такая система становится адаптивной как к различию электрических длин фидеров, так и к изменению их параметров под воздействием неконтролируемых внешних факторов.

Один из возможных вариантов реализации данного способа представлен на структурной схеме системы автоматического регулирования на основе регенеративного делителя частоты с введением в его состав канала обратной связи, который представляет собой развязывающее устройство и фидер с нагрузкой (Фиг. 1). САР позволяет обеспечить равенство начальной фазы колебаний, передаваемых потребителям, начальной фазе колебаний опорного генератора.

Колебания с выхода опорного генератора (ОГ) подаются на вход 1 смесителя (Вх. 1), далее эти колебания через узкополосный фильтр, настроенный на половинную частоту ОГ, через циркулятор (плечо 1-2) по фидеру (линии передачи) произвольной длины подаются в нагрузку (вход потребителя). Отраженное от нагрузки колебание по этому же фидеру, через циркулятор (плечо 2-3), усилитель (УС), регулируемый фазовращатель (ФВ) подается на второй вход смесителя (Вх. 2).

Работа этой схемы (СМ - УФ - Ц - УС - ФВ - СМ) обеспечивается при выполнении условий баланса фаз и амплитуд.

Условие баланса амплитуд выполняется включением в цепь СМ - УФ -Ц - УС - ФВ - СМ усилителя-ограничителя.

Условие баланса фаз:

ψ'+ϕ₁-2k_фl_ф+ϕ₂ - фаза колебаний на Вх. 2 смесителя.

ψ₀-(ψ'+ϕ₁-2k_фl_ф+ϕ₂)=ψ' - фаза колебаний на выходе СМ на разностной частоте .

Отсюда следует:

ψ₀-ϕ₁-ϕ₂+2k_фl_ф=2ψ';

.

Тогда фаза колебаний на плече 2 циркулятора равна величине

, и на нагрузке (на входе потребителя) фаза колебаний не зависит от длины l фидера, равна

.

При ϕ₁=ϕ₂ имеем .

Равенство сдвигов фаз ϕ₁ и ϕ₂ обеспечивается фазовращателем в цепи обратной связи в процессе настройки устройства.

Вместо циркулятора можно использовать другие развязывающие устройства, в частности направленный ответвитель.

На Фиг. 2 представлены диаграммы работы данной схемы, поясняющие принцип работы системы автоматического регулирования.

На графике 1 показано колебание ОГ, приведенное к половинной частоте, с начальной фазой, равной 0, которое подлежит передачи в нагрузку потребителю. В САР на плече 2 циркулятора автоматически формируется колебание, опережающее по фазе колебание ОГ половинной частоты на величину фазового сдвига в фидере (график 2).

На графике 3 показано колебание, автоматически сформированное в плече 3 Ц, которое сопряжено по фазе относительно колебания в плече 2. Его начальная фаза имеет противоположный знак по отношению к колебанию в плече 2 Ц.

В результате работы схемы в нагрузку потребителя поступает колебание, представленное на графике 4. Видно, что его начальная фаза совпадает с начальной фазой колебания, приведенного на графике 1.

САР представляют собой однотипные устройства, к достоинствам которых относится высокая потенциальная точность и простота изготовления. Данные устройства калибруются на этапе сборки с помощью ФВ и в дальнейшем требуют только периодической поверки.

Данный способ обеспечивает передачу начальной фазы колебаний от опорного генератора к потребителю независимо от электрической длины фидера и возмущающих воздействий. В результате производится автоматическая калибровка фидера в реальном масштабе времени.

Примечание

Источники информации

1. O. Lopez, A. Haboucha, F. Kefelian, H. Jiang, B. Chanteau, V. Roncin, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, G. Santarelli, «Cascaded multiplexed optical link on a telecommunication network for frequency dissemination)), Optics Express. Vol. 18, №16, 16849-16867 (2010).

2. А.В. Вассенков, A.H. Ражев, В.H. Скобелкин Калибровка распределенной антенно-фидерной системы КВ-диапазона // Антенны. - 2010. - №8. - С. 3-9.

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться для подстройки фазы в устройствах широкого диапазона частот различного назначения. Достигаемый технический результат - автоматическое обеспечение равенства начальных фаз колебаний, передаваемых потребителям по фидеру произвольной длины, начальной фазе колебания опорного генератора без калибровки фидера. Способ передачи фазы опорного генератора потребителю по фидеру произвольной длины характеризуется тем, что передаваемую фазу опорного генератора формируют путем деления частоты опорного генератора на два, полученное колебание передают по фидеру произвольной длины в его нагрузку, путем введения канала обратной связи по тому же фидеру передают по нему отраженные от нагрузки фидера колебания в систему управления фазой колебания на выходе делителя, в результате чего реализуют замкнутую систему автоматического регулирования фазы. 2 ил.

Способ передачи фазы опорного генератора потребителю по фидеру произвольной длины, отличающийся тем, что данная фаза формируется путем деления частоты опорного генератора на два, полученное колебание передается по фидеру произвольной электрической длины в его нагрузку, данный фидер используется в качестве канала обратной связи и по нему передается отраженное от нагрузки колебание в систему управления фазой на выходе делителя частоты, реализующего в совокупности с фидером принцип работы замкнутой системы автоматического регулирования.