Способ определения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале Советский патент 1991 года по МПК G01R25/00 

ел

С

Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано в технике связи и радиолокации Цель изобретения повышение точности и определения фазового сдвига На вход анализатора спектра подают фазоманипулированный сигнал с заданной несущей частотой F0, состоящей из двух субимпульсов одинаковой длительности г , Фиксируют положение частоты Рмин, соответствующей ближайшему к несущей частоте минимуму огибающей спектра. Затем подают на вход анализатора спектра тот же сигнал, но без манипуляции. Фиксируют положение верхней Fa и нижней FI частот, соответствующих ближайшим к несущей минимумам огибающей спектра не- манипулированного радиоимпульса Измеряют интервалы частот между F2 и Рмин и между F2 и FI и находят величину фазового сдвига по определенной формуле 5 ил

Изобретение относится к радиоизмерениям, а именно к фазометрии, и может быть использовано в технике связи и радиолокации, где широко применяются фазоманипу- лированные (ФМ) сигналы

Целью изобретения является повышение точности измерения сдвига фаз в фазо- манипулированном сигнале

Способ определения сдвига фаз в фазо- манипулированном сигнале основан на использовании спектрального анализа периодического фазоманипулированного сигнала U(t) с известной несущей частотой, состоящего из двух субимпульсов одинаковой длительности, при котором сначала в процессе анализа фиксируют значение частоты Рмин, соответствующее ближайшему к несущей минимуму огибающей спектра, затем на вход анализатора спектра подают тот же сигнал, но без манипуляции фиксируют положения верхней F2 и нижней FI частот, соответствующих ближайшим к несущей частоте минимумам огибающей спектра, измеряют интервал частот между ними, измеряют интервал частот от F2 до РМин и по измеренным разностям частот определяют величину фазового сдвига по формуле:

О

ю со

СП

о

ю

Д0 2л

F2 - Рмш F2-Fi

(D

Нафиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - зависимость отношения интервалов Fa - Рмин ж д.

частот

F2-Fi

от сдвига фаз

на

фиг.З - периодический фазоманипулиро- ванный сигнал U(t) (а) и спектр этого сигнала вблизи несущей частоты F0 (б); на фиг.4 - тот же сигнал без манипуляции (а) и спектр этого сигнала вблизи несущей частоты (б); на фиг.5 - огибающие спектра сигнала U(t) при одинаковой длительности субимпульсов (кривая I) и длительности субимгульсов, отличающейся на 10%, т.е. 1,05 г- длительность первого и 0,95 т - длительность второго субимпульсов (кривая II).

Величины F2 и FI определяются длительностью радиоимпульса, а с изменением Д0 изменяется величина РМИн. При этом Fi РМин Fa. Если , то если FMKIH FI, то ,если РМин

-fL+fliTO Д0 я.

Устройство состоит из генератора 1 СВЧ-колебаний, подключенного через фазовый манипулятор 2 к входу анализатора 3 спектра, а также из последовательно соединенных генератора 4 импульсов, блока 5 временной задержки и генератора 6 задержанных импульсов, причем выход генератора 4 импульсов подключен одновременно к входу внешней импульсной модуляции генератора 1 СВЧ-колебаний, а выход генератора 6 задержанных импульсов к управляющему входу фазового манипулятора 2.

Измерение с помощью устройства осуществляется следующим образом.

Включают вер блоки устройства. В генераторе 1 СВЧ-колебаний с помощью переключателя режима работы устанавливают режим внешней импульсной модуляции. Генератор 4 импульсов формирует периодически повторяющиеся импульсы с периодом Т и длительностью 2 г, которые поступают на вход внешней импульсной модуляции генератора 1, а через блок 5 временной задержки, с временем задержки г-на запуск генератора В задержанных импульсов. При этом генератор 1 СВЧ-колебаний формирует радиоимпульсы с частотой F0 длительностью 2 Т и периодом следования Т (фиг.4а). Генератор 6задержанных импульсов, при поступлении на его вход запускающих импульсов формирует видеоимпульсы длительностью т , которые подаются на управляющий вход фазового манипулятора 2.

В момент прихода видеоимпульсов на управляющий вход фазовый манипулятор 2 скачкообразно изменяет фазу высокочастотного колебания в радиоимпульсе на величину Д0 . Поскольку благодаря наличию блока 5 временной задержки, импульсы на управляющем входе фазового манипулятора 2 появляются с задержкой на tотносительно переднего фронта радиоимпульса, а длительность последнего равна In, то скачкообразное изменение фазы происходит в

середине радиоимпульса. Таким образом, на выходе фазового манипулятора 2 формируется периодический фазоманипулирован- ный сигнал U(t) (фиг.За) с несущей частотой FO, состоящий из двух субимпульсов одинаковой длительности т с фазовым сдвигом Д# , величину которого необходимо измерить. При высокой скорости манипуляции длительности субимпульсов могут несколько отличаться от величины т(отличие может

составлять несколько процентов).

На экране анализатора 3 наблюдают изображение спектра фазоманипулирован- ного сигнала, состоящее из совокупности линий (фиг.Зб). Огибающая этих линий соответствует огибающей спектра сигнала, а сам спектр близок к сплошному. Фиксируют положение частоты Рмин (фиг.Зб), соответствующее ближайшему к несущей минимуму огибающей спектра. Затем выключают генератор 6 задержанных импульсов и наблюдают на экране анализатора изображение спектра того же сигнала без манипуляции (фиг.4б). Одним из методов, в зависимости от конкретного типа анализатора спектра,

например, с помощью встроенного частотомера и цифрового индикатора измеряют интервалы частот между верхней Р2 и нижней FI частотами, соответствующими ближайшим к несущей частоте минимумам огибающей спектра и между F2 и РМИн и по отношению разностей частот определяют величину фазового сдвига

40

Д0 2тсР;: Р ин F2 -Fl

Таким образом, предлагаемый способ определения сдвига фаз в фазоманипулиро- ванном сигнале не требует знания.значения

величины т , тем самым не требуется при высокой скорости манипуляции проводить измерения на частоте несущей длительности субимпульса на выходе фазового манипулятора, вносящие дополнительную

погрешность в определение Д0 . Это повышает точность определения сдвига фаз Д0 в 1,3-1,4 раза.

Формула изобретения

Способ определения сдвига фаз в фазо- манипулированном сигнале, основанный на использовании спектрального анализа периодического с известной несущей частотой

фаэоманипулированного сигнала, состоящего из двух субимпульсов одинаковой длительности, причем в процессе анализа фиксируют значение первой частоты, ближайшей к несущей и соответствующей ми- нимуму огибающей спектра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения фазового сдвига, дополнительно анализируют спектр того же сигнала, но без манипуляции, фиксируют

Ј-

положение верхней и нижней частот, ближайших к несущей частоте и соответствующих минимумам огибающей спектра, выше и ниже несущей измеряют первый интервал частот между верхней и нижней частотами, а также второй интервал частот меясду верхней и первой частотами и по измеренным интервалам частот определяют величину фазового сдвига, какчастноеот деления второго интервала частот на первый, умноженное на 2 т.

г

а

tit)

5

/TTs

I$U(F)J

ч

К/ггпч/ /

Emln Фи$.3

а

nit)

гг

«

ФигЛ

Isrfrtl

и

Фиг.5