Автоматический измеритель напряженности электромагнитного поля Советский патент 1987 года по МПК G01R29/08 

11

Изобретение относится к радиоиэ- мерительной. технике и может быть использовано для измерения напряженно- . сти электромагнитного поля, диаграмм направленности различных антенн и т.д.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На чертеже приведена структурная электрическая схема автоматического измерителя напряженности электромагнитного поля.

Автоматический измеритель электромагнитного поля содержит антенну 1, первый коммутатор 2, радиоприемный блок 3, амплитудный детектор 4, второй коммутатор 5, первую 6 и вторую 7 интегрирующие цепи, компаратор 8, генератор 9, управляемый аттенюатор 10, блок 11 управления. Генератор 9 состоит из генератора 12 промежуточной частоты и смесителя 13, управляемый аттенюатор 10 состоит из управляемого ограничителя 14, блока 15 постоянных аттенюаторов. Блок 11 управления состоит из генератора 16 тактовых импульсов, делителя 17 частоты, блока И 18, первого счетчика 19 импульсов, цифроаналогового преобразователя 20, одновибратора 21, второго счетчика 22 импульсов, дешифратора 23.

Автоматический измеритель напряженности электромагнитного поля работает следующим образом.

Генератор 16 тактовых импульсов вырабатывает импульсы, которые по первому выходу блока 11 управления поступают на управляющие входы первого.-. 2 и второго 5 коммутаторов и на делитель 17 частоты, в котором импульсы делятся по частоте и-поступают на первый вход блока И 18. Так как в исходном состоянии на выходе ком- паратора 8 единичный уровень напря- жения, то импульсы с выхода делителя 17 частоты проходят на первый вход первого счетчика 19, который подсчитывает их. На выходе первого счетчика 19 формируется двоичный код, который цифроаналоговым преобразователем 20 преобразуется в соответствующее напряжение, т.е. каждому двоичному коду на выходе первого счетчика 19 соответствует определенное напряже-- ние на выходе цифроаналогового преобразователя 20, которое по второму выходу блока 11 управления поступает на первый вход генератора 9.

41

апряжение с частотой гетеродина со второго выхода радиоприемного блока 3 поступает на вход генератора 9, на второй вход смесителя 13, где оно смешивается с напряжением, вырабатываемым генератором 12 промежуточной частоты, частота которого стабилизирована и равна промежуточной частоте радиоприемного блока 3, и на выходе смесителя 13 получается напряжение с частотой, на которую настроен ра- диоприемньй блок 3, Это напряжение ограничивается по амплитуде управляемым ограничителем 14, на управляющий вход которого по первому входу генератора 9 поступает управляющее напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 20 блока 11 управле:- ния, И на его выходе получается напряжение с частотой, на которую настроен радиоприемный блок 3 с фиксированными и точно известными значениями амплитуды, задаваемыми блоком 11 управления. Выходное напряжение управляемого ограничителя 14 поступает на выход управляемого аттенюатора 10

Принимаемы антенной 1 радиосигнал и напряжение с выхода управляемого аттенюатора 10 поочередно коммутируются по входу радиоприемного блока 3 первым коммутатором 2. Радиоприемный блок 3 усиливает поочередно коммутируемые входные напряжения, которые далее поступают на детектор 4, где . детектируются. С выхода детектора 4 продетектированные напряжения коммутируются к входам компаратора 8 вторым ком1 гутатором 5 синхронно с первыми импульсами, поступающими на их управляющие входы с первого выхода блока 11 управления. При этом на первом входе компаратора 8 напряжение прямо пропорционально.. напряженности электромагнитного поля, принимаемого антенной 1, а на втором входе - напряжению на выходе управляемого аттенюатора 10. В компараторе 8 входные напряжения сравниваются по амплитуде, причем опорным является напряжение с выхода генератора 9.

Первая и вторая 6 и 7 интегрирую- щие цепи преобразуют импульсную форму напряжений с выходов второго коммутатора 5 в аналоговую для возможности использования в качестве компаратора 8 обычного аналогового компаратора.

.313

По мере увел№ ения напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 20 и, соответственно, на выходе управляемого аттенюатора 10 в компараторе 8 происходит сравнение входных напряжений и, если равенство не наступает до полного заполнения первого счетчика 19, то импульсом с его второго выхода переключается второй счетчик 22, изменившийся двоичный код на выходе которого дешифруется дешифратором 23, и по третьему выходу блока 11 управления происходит переключение аттенюаторов в блоке 15 посто- янных аттенюаторов на аттенюатор с меньшим коэффициентом ослабления, а также - переключение входных аттенюаторов радиоприемного блока 3 на больший коэффициент ослабления во из- бежание его перегрузки входными напряжениями. При этом первый счетчик 19 начинает считать входные импульсы с нулевого двоичного кодового состояния на его выходе. Процесс переклю- чения постоянных аттенюаторов в блоке 15 постоянных аттенюаторов и в радиоприемном блоке 3 и перестройка управляемого аттенюатора 10 происходят до тех пор, пока на входах компаратора 8 не сравняются по амплитуде напряжения, прямо пропорциональные принимаемой антенной 1 напряженности электромагнитного поля и выходному напряжению генератора 9. При этом ком- паратор 8 изменяет свое состояние на выходе, которое, поступая на вход блока 11 управления, блокирует прохождение через блок И 18 импульсов с выхода делителя 17 частоты на первый вход первого счетчика 19 и запускает одновибратор 21.

Выходное напряжение управляемого аттенюатора 10, выраженное и записанное в двоичном коде в первом счет- чике 19, поступает с его выхода по пятому выходу блока 11 управления на третий вход блока 24 индикации и согласования, значение диапазона измерения, выраженное и записанное в дво- ичном коде во втором счетчике 22, поступает с его выхода по четвертому выходу блока 1t управления на второй вход блока 24 индикации и согласования. Импульс разрешения, являющийся выходным импульсом одновибратора 21, поступает по шестому выходу блока 11 управления на четвертый выход устройства. Напряжение с частотой гетеро1

дина радиоприемного блока 3 поступает с его второго выхода на первый выход устройства,

Для обработки информации может использоваться ЭВМ, входы которой на четвертый подключены к выходам устройства. При этом производится обработка поступающих на его первый и четвертый входы значений выходного напряжения управляемого аттенюатора 10 и диапазона измерений для приведения их к значению измеряемой напряженности электромагнитного поля путем учета эффективности антенны на рабочей частоте (частота гетеродина измеряется в блоке 24 управления и согласования) . Измеренная напряженность электромагнитного поля записывается в память ЭВМ и одновременно может быть выведена на его индикацию. Кроме того, если к пятому (дополнительному) входу ЭВМ подключены датчики (аппаратура) определения местоположения, например аппаратура радиотехнической системы ближней навигации, определяющая с борта летательного аппарата дальность и азимут до маяка системы, координаты которой известны, то одновременно со значением измеренной напряженности поля записываются в память значения координат, где проводились измерения. Таким образом может быть произведено накопление результатов измерения и при подключении к выходу ЭВМ устройства печати или графопостроителя результаты могут, быть распечатаны или вычерчены (например, в виде диаграмм направленности) .

По окончании импульса одновибратора 21 егозадним фронтом производится сброс первого 19 и второго 22 счетчиков в нуль, при этом напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 20 становится таким, что на выходе управляемого ограничителя 14 напряжение становится максимальным, в блок 15 постоянных аттенюаторов подключается аттенюатор с максимальным ослаблением, и в радиоприемном блоке 3 входные аттенюаторы отключаются для обеспечения максимального усиления. Компаратор 8 возвращается в исходное (единичное) состояние, тем самым разрешая прохождение импульсов с выхода делителя 17 частоты на первый вход первого счетчика 19, тем самым начинается новый цикл измерения.

513

Формула изобретения Автоматический измеритель напря- .женности электромагнитного поля, содержащий антенну, соединенную с первы входом первого коммутатора, выход которого подсоединен к первому входу ; радиоприемного блока, вгорой вход радиоприемного блока соединен с первым выходом блока управления и первым уп- равляемым входом управляемого аттенюатора, второй выход блока управления соединен с входом управления первого .коммутатора, первый вход блока управления соединен с выходами компа- ратора, первый выход радиоприемного блока подсоединен к входу амплитудного детектора, а второй выход радиоприемного блока соединен с входом генератора, отличающийся тем, что, с целью повьшения быстродействия, введены второй коммутатор, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, первая и вторая интегрирующие цепи, включенные соот- ветственно между первым и вторым выходами второго коммутатора и первым и вторым входами компаратора, вход управления второго коммутатора подсоединен к второму выходу блока уп- равленйя, управляемый аттенюатор выполнен в виде последовательно соединенных управляемого ограничителя и блока постоянных аттенюаторов, управляющий вход которого является первым

управляющим входом управляемого аттенюатора, а выход - выходом управляемого аттенюатора, вход и управляющий

, Q 5 0 5 о

5

16

вход управля€ мого ограничителя являются соответственно входом и вторым управляющим входом управляемого аттенюатора, блок управления выполнен в виде последовательно соединенных генератора тактовых импульсов, делителя частоты, блока И, первого счетчика импульсов, второго счетчика им- пульсов и дешифратора, одновибратора и цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, а выход одновибратора соединен с входами сброса первого и второго счетчиков импульсов, при этом выходы дешифратора, генератора импульсов и цифроаналогового преобразователя является соответственно первым, вторым и третьим выходами блока управления, входы блока И и одновибратора объединены и являются входом блока управления, третий выход блока управления соединен с вторым управляющим входом управляемого аттенюатора, вход которого подсоединен к выходу генератора, который выполнен в виде последовательно соединенных генератора промежуточной частоты, равной промежуточной частоте радиоприемного блока, и сме- сителя, второй вход которого является входом генератора, а выход - выходом генератора, второй выход радиоприемного блока, выходы первого и второго счетчиков импульсов и выход одновибратора являются соответственно перт, вым, вторым, третьим и четвертым выходами устройства.

Изобретение относится к радио- измерительной технике. Цель изобретения - повьшение быстродействия. Из меритель содержит антенну 1, коммутаторы 2 и 5, радиоприемный блок 3, амплитудньш детектор 4, интегррфующие цепи (ИЦ) 6 и 7, компаратор 8, г-р 9, управляемый аттенюатор (УА) 10 и блок управления (БУ) 11. Принимаемый антенной 1 радиосигнал и напряжение с УА 10 поочередно коммутируются. усиливаются и детектируются. Затем, продетектированные напряжения синхронно коммутируются коммутатором 5 : ко входам компаратора 8, на первом входе которого напряжение прямо пропорционально напряже нности электромагнитного поля, принимаемой антенной 1, а на втором входе - напряжению на выходе УА 10. В компараторе 8 входные напряжения сравниваются по амплитуде, причем опорным является напряжение г-ра 9. По результатам сравнения осуществляется регулировка УА 10, по значениям которого измеряется напряженность электромагнитного поля путем учета эффективности антенны 1 на рабочей частоте. Цель достигается введением коммутатора 5 и ИЦ 6 и 7, которые преобразуют импульсную форму напряжений с выходов коммутатора 5 в аналоговую для возможности использования обычного аналогового компаратора 8. Даны примеры выполнения г-ра 9, УА 10 и БУ 11. 1 ил. с (Л 00 4 СП