Устройство измерения фазы Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиоизмерениям и может быть использовано для измерения фазы радиосигнала.

Цель изобретения - повьшение точ- ности измерения с расширением функциональных возможностей устройства.

Цель изобретения достигается за счет введения в устройство блоков, позволяющих производить измерения с повышенной точностью как в установившемся, так и в условиях неустановившегося режимов работы устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства измерения фазы.

Устройство измерения фазы содержит N каналов, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные первый перемножитель 1, усилитель 2, второй перемножитель 3, сумматор А и интегратор 5, выход которого через фазовый модулятор 6 связан с одним из входов первого пе- ремножителя 1. Другой вход которого является входом устройства. Выход интегратора 5 через второй усилитель 7 связан также с вторым входом сумматора 4, в каждый канал, кроме того, входят последовательно соединенные третий перемножитель 8, третий усилитель 9, четвертый перемножитель 10 второй сумматор 11 и второй интег- ратор 12, выход которого подключен к второму входу второг J перемножителя 3, а также через квадратор 13 к второму входу четвертого перемножителя 10 и через четвертый усилитель 14 к второму входу второго сумматора 11, на третьи входы канальных сумматоров 11 каждого канала поступает постоянное напряжение с выхода блока 15 константы, в каждый канал входят также последовательно соединенные пятый перемножитель 16, шестой перемножитель 17, пятый усилитель 18, третий интегратор 19, выход которого через третий сумматор 20 связан с одним и входов пятого перемножителя 16, и делитель 21. При это вторые входы третьего перемножителя 8 и пятого перемножителя 16 соединены с входом устройства, выход фазового модулятора 6 через фазовращатель 22 связан с первым входом третьего перемножителя 8, а также связан с вторым входом шестого перемножителя 17.

5

0

В устройство входят также генератор 23 опорных сигналов, каждый выход которого связан с соответствующим фазовым модулятором 6, блок 24 начготьных значений коэффициентов, каждый выход которого, подсоединен к соответствующему третьему сумматору 20, четвертый сумматор 25, N входами которого являются выходы интеграторов 19 каналов, а выход четвертого сумматора 25 подключен к входам делителей 21, а также решающий блок, включающий N седьмых перемножителей 28, входы которых связаны с вы содами интеграторов 5 и де- лителе г 21 соответствующих каналов, и ПЯТЫЙ сумматор 27, выход которого подключен к выходу устройства, а каждый из N входов соединен с в кодом седьмого перемножителя 26.

Сумматоры 4,11,20,25 и 27 служат ,сц1я сложения сигналов, одновременно поступсшщих на входы этих узлов, и и не содержат элементов памяти. Блок 5 24 начальных значений коэффициентов представляет собой источник N постоянных напряжений, относительные значения которых устанавливаются исходя из априорных сведений о законе рас- ; 0 /пределения фазы. При равномерном законе плотности распределения фазы на пряжения На N выходах блока 24 долж- ;№ быть равными.. Блок 15 константы представляет собой источник постоянного напряжения,, величина которого обратно пропорциональна значению спектргитьной плотности , аддитивно связанного с полезным сигналом. Генератор 23 представляет собой ис- точник синусоидальных сигналов, которые отличаются от друга сдвигом фаз, определяеьилх законом распределения фазы сигнала, фазовращатель 22 j, обеспечивает сдвиг фазы, поступающего на его вход сигнала на Т/2.

Устройство измерения фазы работает следуюг 1им образом,

1

Перед приходом радиосигнала устройство приводится в исходное состояние, для чего обнуляются интеграто- ры 5, 12 и 19 каналов измерителя, а на выходах генератора 23 опорных сигналов и блоков 24 и 15 выставляются соответствующие сигналы. Оценка фазы 55 радиосигнала имеется в форме (

5

0

S

50

ОС; q,:

т.е. определяется взвешенной суммой парциальных (интервальных) оценок, где cf, - оценка фазы на

я1

каждом подинтервале, сС - вес, с ко- торьм эта оценка входит в общую сумму. Важно только, чтобы расстояние между пиками апостериорного распределения не оказалось меньше ширины парциального интервала разбиения, что достигается лишь изменением числа однотипных каналов,(подинтерва- лов разбиения), отличающихся друг от друга начальньми значениями фазы и весовых коэффициентов. Начальные значения фаз парциальных каналов удобно брать в середине каждого интервала . Для определения коэффициентов используется принциц корреляционной обработки. Начальные значения для весовьк коэффициентов задаются исходя из закона априорного распре- деления фазы.

Если он неизвестен, тогда 1/N. для каждого ,...,N. При этом необходимо вьтолнение условия нормировN

1 весовых коэффициентов. Ui

Проходящий радиосигнал поступает на измерители, в которых производятся определения текущей оценки Q , и на канальные измерители весовых коэффициентов . На выходах интеграторов 19 формируются текущие оценки oi; весовых коэффициентов, которые при помощи сумматора 5 и делителей 21 нор«:;

мируютсяск:; -frи поступает на

.Z«

перемножители 26. С выходов перемноителей взвешенные текущие оценки (У; q); отдельных каналов поступают на сумматор 27 и образуют на выходе последнего текущее значение оценки фазы.

Формула изобретен и. я

Устройство измерения фазы, содержащее генератор опорных сигналов, блок начальных значений коэффициентов, первый N-входовой сумматор, решающий блок, состоящий из N перемножителей, выходы которых соединены с вторым N-входовым сумматором, и N каналов, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные первый перемножитель и первьй усилитель, первый интегратор, фазовЕ й модулятор, последовательно соединенные второй и третий перемножите- ли, второй усилитель, второй интегратор и делитель, и третий сумма37989

тор, причем первые входы первых перемножителей .являются входом устройства измерения фазы, выходе | первых интеграторов каждого канала подклю5 чены к первым входам каждого из N перемножителей рещающего блока.вторые входы которых соединены с выходами делителей каждого канала, первый вход второго перемножителя подклю10 чен к первому входу первого перемножителя, выход вто рого интегратора соединен с первым входом третьего сумматора,- выход которого подключен второму входу второго neperf5 множителя, вторые входы третьих сумматоров каждого канала подсоединены к соответствующим выходам блока начальных значений коэффициентов, выходы генератора опорных сиг20 налов подключены к первым входам фазовых модуляторов, вторые входы которых соединены с выходами первых интеграторов каждого канала, выходы фазовых модуляторов подсоединены к

25 вторым входам первых и третьих перемножителей, выходы вторых интеграторов соединены с соответствующими входами первого К-входового сумматора, выход которого подключен к

30 вторым входам делителей, выход второго Ы-входового сумматора является выходом устройства для измерения фазы, о тличающее ся тем, что, с целью повышения точности изме3 рения фазы радиосигналов в стационарных и нестационарных режимах работы устройства, в него введен блок константы, а в каждый канал - последовательно соединенные четвертый пе40 ремножитель и четвертый сумматор, третий усилитель, квадратор, четвертый усилитель, фазовращатель, а также последовательно соединенные пятый перемножитель, пятый усилитель, шес45 той перемножитель, пятый трехвходо- вой сумматор и третий интегратор, причем первый вход четвертого пере- множителя подсоединен к выходу первого усилителя, второй вход четвер50 того перемножителя подключен к вьрсо- ду третьего интегратора, соединенного также с входами квадратора и чет- вертого усилителя, выход которого подсоединен к второму входу пятого

55 трехвходового сумматора, выход квадратора подключен к второму входу шестого перемножителя, выход блока константы соединен с третьими

пятых трехвходовых сумматоров каждого канала, выход первого интегратора подключен к входу третьего усилителя, выход которого соединен с вто-,

рым входом четвертого сумматора, вы- 5 теля,первый входкоторого подключенк ход четвертого сумматора подсоеди- входу устройствадля измерения фазы.

нен к входу первого интегратора, выход фазового модулятора подключен к входу фазовращателя,выходкоторого соединен свторым входомпятого перемножиСоставитель В.Шубин Редактор И.Слободяник Техред Л.Сердюкова

Заказ 3284/45 Тираж 728 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор М.Пожо

Устройство относится к области радиоизмерений. Может использоваться для измерения фазы радиосигналов. Цель изобретения - повьппение точности измерения с расширением функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается введени:ем в устройство блоков, позволяющих производить измерения с повьшенной точностью как в установившемся, так и в условиях неустановившегося режимов работы. Устройство имеет N каналов, каждый из каналов содержит перемножители 1,3,8,10,16,17 и 26, усилители 2,7,9,14 и 18, сумматоры 4,11, 20,25 и 27, интеграторы 5, 12 и 19, фазовый модулятор 6, квадратор 13, блок 15 константы, делитель 21, фазовращатель 22, генератор 23 опорных сигналов, блок 24 начальных значений коэффициентов. Сумматоры 4, 11, 20 25 и 27 служат для сложения сигналов и не содержат элементов памяти. Блок 24 представляет собой источник N постоянных напряжений, относительные значения которых устанавливаются исходя из априорных сведений о законе , распределения фазы. Особенности блока 1 5 и генератора 23 указываются в описании изобретения. 1 иЛ. ю Од 00