Устройство для измерения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к радио i3- мерительной технике и может быть использовано в радиолокации и технике связи, где широко применяются фазоманипулированные (ФМн) сигналы.

Цель изобретения - повьппение чувствительности устройства при измерении малых фазовых сдвигов путем перемножения принимаемого ФМн сигнала с опорным напряжением, вьще- ляемым непосредственно из принимаемого ФМн сигнала, в-синфазном и квадратурном каналах, вьщеления низкочастотных напряжений и перемножения их между собой.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит усилитель 1 промежуточной частоты, перемножитель 2 и фильтр 3 нижних частот, образующие первый фазовый детектор 4, полосовой фильтр 5, второй перемножитель 6, узкополосный ф11льтр 7, фазовращатель 8 на 90, третий перемножитель 9 и фильтр нижних частот 10, образующие второй фазовый детектор 11, масштабирующий перемножитель 12, При этом вход устройства соединен с входом усилителя 1 промежуточной частоты, выход которого чере з последовательно соединенные перемножитель 2, фильтр 3 нижних частот и масштабирующий перемножитель 12 подключен к выходу устройства. Одновременно выход перемножителя 2 через последовательно включенные полосовой фильтр 5, второй перемножитель 6, узкополосный фильтр 7, фазовращатель 8, третий перемножитель 9 и фильтр 10 нижних частот подключен к второму входу масштабирующего перемножителя 12, причем выход узкополосного фильтра 7 подключен к второму входу перемножителя 2, а выход усилителя 1 промежуточной частоты дополнительно подключен к вторым входам перемножителей 6 и 9,

Устройство pa6oi aeT следующим образом,

ФМн сигнал представляет собой колебание, состоящее из N элементарных радиоимпульсов одинаковой амплитуды и, длительности , и частоты (jj, примыкающих друг к другу. Причем фаза радиоимпульсов может принимать одно из возможных значений Ч , .,,, 4 относительно фазы первого импульса или относительно не216102

которой опорной синусоиды той же частоты.

Принимаемый ФМн сигнал на промежуточной частоте

5 Ujt) +(t)l,

где Uj. , uJ - амплитуда и несущая

(промежуточная) частота сигнала, 10 (t) - манипулируемая составК

ляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом, 15причем Чц;(с) const

при ku t (k + Dt и может изменяться скачком при t kt,, т, е, на границах между эле- 20ментарными посылками,

t ,N - длительность и количество элементарных посылок,

с выхода усилителя 1 промежуточной 25 частоты поступает на вход перемножителя 2, На опорный вход последнего подается опорное напряжение с выхода узкополосного фильтра 7i

30

U(t) и cosjt.

В результате перемножения указанных напряжений на выходе перемножителя 2 образуется результирующее колебание в виде совокупности напря- жений суммарной и разностной-частот:

Uj. (t) Uj- cosL2uJc t +4 (t) +

+ Xfy (t) ,

1 ,

где Uj 1/2 , k,- коэффициент передачи перемножйтеля 2,

Низкочастотное напряжение разностной частоты

45

U,(t) и cos M(t),

пропорциональное измеряемому сдвигу фаз в принимаемом ФМн сигнале, выделяется фильтром 3 нижних частот и поступает на первый вход масштаби- рующего перемножителя 12,

Высокочастотное напряжение суммарной частоты

Uj(t) и + fK(t) ,

представляющее собой ФМн сигнал уд- военной промежуточной частоты, вьще- ляется полосовым фильтром 5 и подается на второй вход перемножителя 6, на первый вход которого с второго

3 12216 выхода усилителя 1 промежуточной частоты поступает принимаемый ФМн сигнал. В результате перемножения указанных напряжений на выходе перемножителя 6 образуется следующее ре- зультирующее колебание:

Ur (t) Uj. cosc4t + и + + 4(t)

где Uj. 1/2 IV,, Ос Ч

.,-k,,

коэффициент передачи перемножителя 6, Узкополосным фильтром 7 из колебания Uy--(t) выделяется гармоническое напряжение промежуточной частоты

и„(О U cosuJ t, где и.

и

7Указанное напряжение используется в качестве опорного и поступает на опорный вход перемножителя 2 и на вход фазовращателя 8 на 90°, на выходе которого образуется напряжение

U,(t) .

Это напряжение поступает на опорный вход перемножителя 9, на информационный вход которого с выхода усилителя 1 промежуточной частоты подается принимаемый ФМн сигнал.В результате перемножения указанных напря- жений на выходе перемножителя 9 образуется результирующее колебание в виде совокупности напряжений суммарной и разностной частот:

Uj-(t) Uj-sin uJ,t +4 (t) + « Uj- sinvf(t),

0

5

0

5

104

где Uj, 1/2

kj- коэффициент передачи перемножителя 9.

Низкочастотное напряжение разностной частоты

U3(t) (t)

вьщеляетСя фильтром 10 нижних частот и поступает на второй вход масштабирующего перемножителя 12, на выходе которого образуется продетекти- рованный сигнал с удвоенным значением манипулируемой составляющей фазы:

U(t) U,(t)-U3(t) ,t) sin t) U sin 24(t)..

Таким образом, измеряемые фазовые сдвиги в принимаемом ФМн сигнале в два раза больше, чем у входного сигнала.

Формула изобретен-и я

Устройство для измерения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале по авт. св. № 924612, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности при измерении малых фазовых сдвигов, в него введены, последовательно подключенные к выходу узкополосного фильтра фазовращатель на 90°, дополнительный фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и масштабирующий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора.

Изобретение может быть использовано в радиолокации и технике связи. Устройство содержит усилитель 1 промежуточной частоты, перемножителъ 2 и фильтр 3 нижних частот, образующие первый фазовый детектор 4, полосовой фильтр 5, второй перемножитель 6, узкополосный фильтр 7, фазовращатель 8 на 90°, третий перемножитель 9 и фильтр 10 нижних частот, образующее второй фазовый детектор 11, масштабирующий перемножитель 12. Введение в устройство фазовращателя на 90 и фазового детектора 11 позволяет повысить чувствительность устройства при измерении малых фазовых сдвигов за счет перемножения принимаемого фазоманипули- рованного сигнала с опорным напряиз принимаемого сигнала, в синфазном и квадратурном каналах, выделением низкочастотных напряжений и перемножением их между собой. Изобретение - дополнительное к основному авТо св. № 924612. 1 ил. i (Л Вход