Устройство контроля коэффициента отражения Советский патент 1991 года по МПК G01R27/06 

Фие.1

Изобретение относится к измери- тельной технике на СВЧ и может использоваться для контроля коэффициента отражения (КО) на выходе усилите- ля мощности передатчика в условиях сильных помех, наведенных в антенно- фидерном устройстве (АФУ).

Цель изобретения - повышение точности контроля в условиях наведенных JQ в нагрузке помех.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства контроля КО; на фиг. 2 - структурная схема астатического регулятора фазы/ J5 на фиг. 3 - зависимость значения функционала от коэффициента К.

Устройство контроля КО содержит рефлектометр 1, управляемые делители 2 и 3, индикатор 4, фазовращатель 5i 20 астатический регулятор 6 фазы с перемножением падающей и отраженной волн, вычитатели 7, 8 и 9, квадраторы 10 и 11, интегратор 12 и блок 13 управления., 25

Регулятор 6 фазы (фиг. 2) содержит фазовращатель 14 на 90°, перемножитель 15 и интегратор 16. Блок 13 содержит четыре ждущих мультивибратора, первый из которых запускается сигналами оператора Пуск, а последующие - срезом импульса предыдущего ждущего мультивибратора, которые выраба тывают четыре идущих друг за другом импульса управления схемой: обнуления, разрешения 5 интегрирования регулятору фазы, разрешения интегрирования и считывания. Возможна реализация блока 13 на ЭВМ.

Устройство контроля КО работает следующим образом.

30

40

Оператор устанавливает коэффициенты передачи управляемых делителей 2 и 3, причем коэффициент передачи управляемого делителя 2 - Кг, равный . максимально допустимому КО, а управляемого делителя 3 - . Коэффициенты передачи определяют зону,, относительно которой производится контроль КО. Затем оператор устанавливает время интегрирования в астатическом регуляторе и интеграторе Т2, Время интегрирования и ширина зоны, относительно которой производится контроль КО, зависят от ожидаемого уровня помеху точности контроля КО и максимально допустимого времени задержки срабатывания устройства защиты передатчика. Чем больше уровень помехи

5

0

0

5 Q

и выше точность контроля, тем большее время интегрирования необходимо установить. После этого оператор подает команду Пуск на блок 13 и устройство контроля КО переходит в автоматический режим. Блок 13 генерирует сигнал обнуления интеграторов 12 и 16. Затем происходит подстройка фазы. Блок 13 генерирует сигнал разрешения интегрирования на интегратор 16. При этом в регуляторе напряжение падающей волны сдвигается на 90°, перемножается с напряжением отраженной волны и накапливается интегратором 16, на выходе которого формируется сигнал управления фазовращателем 5. При совпадении фаз напряжений падающей и отраженной волны в регуляторе 6 происходит перемножение ортогональных сигналов и выходной сигнал регулятора 6 (при отсутствии помех) равен нулю. В регуляторе 6 реализована корреляционная обработка сигнала, поэтому он обладает повышенной помехоустойчивостью. После подстройки фазы блок 13 генерирует сигнал разрешения интегрирования на интегратор 12, в котором накапливается сигнал разности двух значений функционала, определяемых коэффициентами К и К. Функционал S (К) представляет собой интеграл от квадрата разности между напряжением падающей волны, умноженным на коэффициент К, и напряжением отраженной волны, значения функционала формируются двумя цепями, содержащими управ- ля емый делитель 2, вычитатель 7, квадратор 10, управляемый делитель 3, вычитатель 8, квадратор 11, интегратор 12. Напряжение падающей волны проходит через управляемый делитель 2, где умножается на К, затем в вычитателе 7 от произведения отнимается напряжение отраженной волны и полученный сигнал возводится в квадрат в квадраторе 10. Аналогично работает и вторая цепь, содержащая управляемый делитель 3, вычитатель 8, квадратор 11. С квадраторов 10 и 11 сигналы приходят на вычитатель 9, а после него - на интегратор 12.

Таким образом напряжение на выходе интегратора 12 имеет вид

и I -(к2и„ - и0) - (к,ип - u0) dt-

it .

- J S(K2)dt - J S(K,)dt, (1)

- напряжение отраженной волны.

где Un - напряжение падающей волны

По окончании времени интегрирова- ния блок 13 снимает сигнал разрешения интегрирования и устанавливает сигнал считывания на индикаторе 4, если напряжение на выходе интегратора 12- положительно или равно нулю - КО в норме - на индикаторе 4 загорается надпись Норма, если сигнал отрицательный - Авария. Это решающее правило можно пояснить следующим ; напряжение U является приращением функционала на участке между К и К-, если оно равно

нулю-минимум функционала (истинный .КО) находится между К,, и К2 если меньше нуля - КО больше К, а в случае положительного значения - меньше К2, максимально допустимого КО в контролируемом тракте. В точке минимума Функционала S(K) его производная меняет знак с отрицательного на положительный, если в точке К производная положительна, то можно сделать вывод, что минимум функционала лежит левее по оси X точки К (фиг, 3). Напряжение на выходе интегратора - приращение функционала - дает оценку знака его производной, по которой мы делаем вывод о положении КО по оси X относительно К„.

По сравнению с прототипом устройство контроля КО обладает повышенной точностью контроля КО в условиях сильных наведенных в нагрузке помех. Это достигается повышением помехоустойчивости благодар я корреляционной обработке сложного сигнала с базой больше единицы, которым являются ВЧ-колеба- ния при работе с модуляцией. Если представить отраженную волну как

и,

U«Ko

+ V,

где К0 - коэффициент отражения,

V - напряжение помехи, и подставить его в выражение (1), получаем

U f ( - K U2n - 2(Кг - К(), xK0U - 2(К2 - K)U Vdt.(2K

Интеграл от квадратов нарастает значительно быстрее, чем интеграл от произведения падающей волны и помехи. Увеличивая время интегрирования и сужая зону контроля (сближая К,, и Кд), оператор можел1 повышать точность контроля до необходимой величины. Формула изобретения

5

С

0

0

Устройство контроля коэффициента отражения, содержащее рефлектометр, два управляемых делителя и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля в условиях наведенных в нагрузке помех, введены последовательно соединенные блок управления, астатический регулятор фазы с перемножением падающей и отраженной волн, фазовращатель, первый вычитатель, первый квадратор,второй вычитатель и интегратор, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, последовательно соединенные третий вычитатель и второй квадратор, при этом выход падающей волны рефлектометра соединен с вторым входом астатического регулятора фазы с перемножением падающей и отраженной волн и входами первого и - второго управляемых делителей, выхо- ды которых соединены с вторыми входами соответственно, первого и третьего вычитателей, выход второго квадратора соединен с вторым входом второго вы- читателя, выход интегратора соединен с входом индикатора, выход отраженной волны рефлектометра соединен с вторым входом фазовращателя, а выход фазовращателя подключен к третьему входу астатического регулятора фазы с перемножением падающей и отраженной волн и второму входу третьего вычита- теля.

5

Фиг.г

Изобретение относится к измерительной технике на СВЧ и может использоваться для контроля коэффициента отражения (КО) на выходе усилителя мощности передатчика в условиях сильных помех, наведенных в антенно-фидерном устройстве. Цель изобретения - повышение точности контроля в услови- ях наведенных в нагрузке помех. Устройство контроля КО содержит рефлектометр 1, управляемые делители 2, 3, индикатор 4. Цель достигается введением фазовращателя 5,. астатического регулятора 6 фазы с перемножением падающей и отраженной волн, вычитателей 7, 8, 9, квадраторов 10, 11, интегратора 12, блока 13 управления. Устройство обеспечивает повышение помехоустойчивости благодаря корреляционной обработке сложного сигнала с базой больше единицы, которым являются ВЧ- колебания при работе с модуляцией. 3 ил. с S

Редактор Н.Швьщкая

Составитель М.Кромин Техред М.Двдык

Заказ 1520

Тираж 423

В11ИИНИ Государетнеиного кочнтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113013, Mi i-квл, Ж-35, Раушская наб,, . 4/5

Производствсшю-издательскип комбинат Патент, i. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор Л.

Подписное