Устройство взаимного фазирования пространстенно разнесенных усилительных каналов Советский патент 1990 года по МПК H03L7/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многоканальных передатчиках, приемниках и интерферометрах с пространственно разнесенными каналами.

Целью изобретения является повышение точности взаимного фазирования.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства взаимного фазирования пространственно разнесенных усилительных каналов.

Устройство содержит генератор 1 промежуточной частоты, первый генератор 2 синхросигналов, первый пере- ключатель 3 синхросигналов, первый преобразователь k частоты, второй переключатель 5 синхросигналов, второй генератор 6 синхросигналов, третий переключатель 7 синхросигналов, второй преобразователь 8 частоты,

четвертый переключатель 9 синхросигналов, а также линию 10 связи и усилительные каналы 11. Каждый усилительный канал 11 содержит первый направленный ответвитель 12, первый делитель 13 мощности, смеситель 1 выходного сигнала, переключатель 15 промежуточной частоты, фазометр 16, смеситель 17 синхросигналов, второй направленный ответвитель 18, первый, второй 20, третий 21 ключи, инвертор 22, первый накапливающий суммато 23, четвертый ключ 2k, вычитатель 25 второй накапливающий сумматор 26 и усилительный тракт 27 выходного сигнала, включающий в себя управляемый фазовращатель 28, делитель 29 мощности и усилитель 30.

Устройство работает следующим об- разом.

Помимо штатного режима функционирования с усилением в пространственно разнесенных каналах 11 рабочего сигнала с циклической частотой 2 СО предусматривается режим калибровки, который может производиться периодически. В режиме калибровки первый 2 и второй 6 генераторы синхросигналов генерируют синхросигналы с циклической частотой со1 , а генератор 1 промежуточной частоты - с частотой Q . Переключатель 15 промежуточной частоты в этом режиме обеспечивает прохождение сигнала от генератора 1 промежуточной частоты на второй вход фазометра 16. Первый 3 и второй 5 переключатели синхросигналов находятся в положении, при котором осуществляется распространение сигнала от первого генератора 2 синхросигналов в линию 10 связи через первый преобразователь k частоты, а третий 7 и четвертый 9 переключатели синхросигналов подключают второй генератор 6 синхросигналов непосредственно к линии 10 связи.

В этом режиме первый 19, второй 20 и четвертый 2Ц ключи разомкнуты, а третий ключ 21 замкнут.

При этом в линию 10 связи поступают с разных концов синхросигналы cos ( со + П.) t + Ц, + (после смещения частоты в преобразователе 0 и cos(co t ) (непосредственно из генератора 6), где (f1, , q и (if - фазы колебаний генераторов 2 и 6 синхросигналов и генератора 1 промежуточной частоты соответственно (амплитуды их не играют роли в последующих выкладках). Если х - длина линии 10 связи от генератора 2 синхросигналов до первого направленного ответвителя 12 1-го усилительного канала 11, а у ; - от генератора 6 сихросигналов до второго направленного ответвителя 18 того же канала, то в смеситель 17 синхросигналов через первый направленный ответвитель 12 и первый делитель 13 мощности поступает сигнал

cos(CO +Q)t + + -(K +K)xJ ,

где К и К - волновые числа сигнало частоты Сх)1 и S2 соответственно,

и через второй направленный ответвитель 18 - сигнал

cos (cj t + U4 - K V ).

Смеситель 17 синхросигналов преобразует эти сигналы в сигнал разностной частоты $2 с начальной фазой - с у - к (х; - у,)-Кх; , которая измеряется фазометром 16 относительно фазы ( сигнала от генератора 1 в i-м усилительном канале 11. Значение

Ф + V - W к (х; - у;)- - Кх; + 2ТГп, п 0, ±1, ±2

измеренное таким образом фазометром 16 поступает через третий ключ 21

5

и инвертор 22 в первый накапливающий сумматор 23, где запоминается.

Затем с помощью первого 3 и второго 5 переключателей синхросигналов первый генератор 2 синхросигналов подключается непосредственно к линии 10 связи, а третий 7 и четвертый 9 переключатели синхросигналов устанавливаются в положение, которое обеспечивает прохождение сигнала от второго генератора 6 синхросигналов в линию 10 связи через второй преобразователь 8 частоты. При этом первый 19, третий 21 и четвертый 2k ключи разомкнуты, а второй ключ 20 замкнут

8линию 10 связи в этом случае поступают синхросигналы cos((Jt + ,) и cos (GD -C2)t + . Ч 3 (после смещения частоты в преобразователе 8). Фазометр 16 в этом случае измеряет величину

+ V -V; - К (х{ - у;) - - К,,; + 27m, т 0, +1 +2,...,

которая через второй ключ 20 поступает в первый накапливающий сумматор 23, где вычисляется и запоминается значение

р (р;; ;, 2;ч п-м) + к(х; - у;).

(D

В штатном режиме работы на выходе усилителей в пространственно разнесенных усилительных кчналах 11 присутствует сигнал cos(2cOt + ), где - его начальная фаза в i-м кана- ле 11, часть которого через делитель 29 мощности подается в смеситель 14 выходного сигнала. Переключатель 15 промежуточной частоты в этом режиме обеспечивает прохождение сигнала с выхода смесителя 1 выходного сигнала на второй вход фазометра 16. Первый и второй переключатели 3 и 5 синхросигналов находятся в положении, при котором осуществляется распространение сигнала от первого генератора 2 синхросигналов в линию 10 связи через первый преобразователь 4 частоты, а третий 7 и четвертый

9переключатели синхросигналов устанавливаются в положение, при котором второй генератор 6 синхросигналов подключается через второй преобразователь 8 частоты к линии 10 связи.

55861

В этом режиме второй 20 и третий 21 ключи разомкнуты, а первый 19 и четвертый 24 ключи замкнуты. , Генераторы 2 и 6 синхросигналов генерируют сигналы с частотой со и начальными фазами tp, и соот- вественно. В линию 10 связи после преобстзователей 4 и 8 частоты посJQ тупают синхросигналы cos ( СО + S )t + + Cf, +ty и cos (СО - $1 )t -Ц . Смеситель 17 синхросигналов выделяет сигнал на разностной частоте 2 S2 с начальной фазой

15

С(, -Цг+ 2Ц - K(xj-y;) -К(х;+У;),

где К - волновое число сигнала частоты СО .

20 На смеситель 14 выходного сигнала, кроме самого выходного сигнала cos(2cOt + Cf; ) , через первый направленный ответвитель 12 и первый делитель 13 мощности поступает синхро25 сигнал

cos (« + Si)t +Cf, + ч/ -(К+Юх-.

Смеситель 14 преобразует эти сиг- зо налы в сигнал зеркальной частоты 2 Q с начальной фазой

2Ц, + 2(у - 2(К + К)х ; - .

Фазометр 16, включенный между выходами смесителей 14 и 17 измеряет на частоте 2 Q значение разности фаз

40 v

, + К(х; + у, ) +

К(х; - у;) + 2fr 1, 1 0,±1

±2, ..., (2)

которое поступает через первый ключ 19 на соответствующий вход вычитате- ля 25. На другой его вход с выхода первого накапливающего сумматора 23 через четвертый ключ 24 приходит вычисленная в режиме калибровки величина Ф; . Определенное вычитателем 25 значение фазовой ошибки &i - Ф суммируется на втором накапливающем сумматоре 26 и подается на управляющий вход управляемого фазовращателя

28, который изменяет фазу выходного сигнала усилительного тракта 27 до тех пор, пока значение фазовой ошибки Д1 на выходе вычитателя 25 не

станет равной нулю. В этом случае начальная фаза выходного сигнала с учетом (1) и (2) имеет значение

If; Ц, + Цг- К(х; + у;) + + 2/ц(п -т - 1).

Полученное значение ср; одинаково с точностью до целого числа длин вол для всех каналов, т.е. выходные сигналы всех усилительных каналов устройства синфазны. По окончании штатного режима показания первого накапливающего сумматора обнуляются.

Формула изобретения

Устройство взаимного фазирования пространственно разнесенных усилительных каналов, содержащее первый и второй генераторы синхросигналов, генератор промежуточной частоты, пер

0

динен с вторым входом смесителя выходного сигнала, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности взаимного фазирования, в него введены последовательно соединенные первый и второй переключатели синхросигналов, последовательно соединенные третий и четвертый переключатели синхросигналов, причем входы первого и третьего переключателей синхросигналов подключены соответственно к первому и второму генераторам синхросигналов, выходы второго и четвертого переключателей синхросигналов подключены соответственно к первому и второму концам линии связи, а второй выход первого переключателя синхросигналов и второй выход третьего переключателя синхросигналов соединены соответственно с вторым входом второго переключателя синхросигналов и вторым входом четвертого переключателя синхросигналов соответ

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности взаимного фазирования. Устройство содержит г-р 1 промежуточной частоты (ПЧ), г-ры 2 и 6 синхросигналов, переключатели 3, 5, 7 и 9 синхросигналов, преобразователи 4 и 8 частоты, линию 10 связи и усилительные каналы 11, каждый из которых состоит из направленных ответвителей 12 и 18, делителя 13 мощности, смесителя 14 выходного сигнала, переключателя 15 ПЧ, фазометра 16, смесителя 17 синхросигналов, ключей 19 - 21 и 24, инвертора 22, накапливающих сумматоров 23 и 26 и усилительного тракта 27 выходного сигнала, который содержит управляемый фазовращатель 28, делитель 29 мощности и усилитель 30. Данное выполнение устройства помимо штатного режима функционирования с усилением в пространственно разнесенных каналах 11 рабочего сигнала с циклической частотой 2 ω обеспечивает режим калибровки, который может производиться периодически. Цель достигается введением переключателей 3, 5, 7 и 9 и выполнением каналов 11. 1 ил.

вый и второй преобразователи частоты, ственно через первый и второй преоб,30

35

подключенные к генератору промежуточной частоты, линию связи и разнесенные пространственно усилительные каналы, содержащие каждый последовательно соединенные первый направленный ответвитель, подключенный к линии связи, первый делитель мощности и смеситель выходного сигнала, последовательно соединенные второй направленный ответвитель, подключенный к линии связи, смеситель синхросигналов, второй вход которого соединен с вторым выходом первого делителя мощности, и фазометр, а также усилительный тракт выходного сигнала, содержащий последовательно включенные управляемый фазовращатель, усилитель и делитель мощности, причем вход управляемого фазовращателя является входом устройства, первый выход делителя мощности - выходом устройства, 45 а второй выход делителя мощности сое40

разователи частоты, и в каждом усилительном канале введены переключатель промежуточной частоты, первый вход которого подключен к генератору промежуточной частоты, второй вход соединен с выходом смесителя выходного сигнала, первый ключ, второй ключ и последовательно соединенные третий ключ, вход которого соединен с входами первого и второго ключей и с выходом фазометра, инвертор, первый накапливающий сумматор, вход которого также подключен к выходу второго ключа, четвертый ключ, вы- читатель, другой вход которого соединен с выходом первого ключа, и второй накапливающий сумматор, выход которого подключен к управляющему входу управляемого фазовращателя, а выход переключателя промежуточной частоты подключен к второму входу фазометра.

0

5

45

0

разователи частоты, и в каждом усилительном канале введены переключатель промежуточной частоты, первый вход которого подключен к генератору промежуточной частоты, второй вход соединен с выходом смесителя выходного сигнала, первый ключ, второй ключ и последовательно соединенные третий ключ, вход которого соединен с входами первого и второго ключей и с выходом фазометра, инвертор, первый накапливающий сумматор, вход которого также подключен к выходу второго ключа, четвертый ключ, вы- читатель, другой вход которого соединен с выходом первого ключа, и второй накапливающий сумматор, выход которого подключен к управляющему входу управляемого фазовращателя, а выход переключателя промежуточной частоты подключен к второму входу фазометра.