Анализатор спектра Советский патент 1981 года по МПК G01R23/16 

(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

однократного режима с частотой заполнения / 3 ГГц.

Цель изобретения - увеличение полосы анализируемых частот.,

Эти цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий дисперсионную линию задержки и детектор, дополнительно введены два детектора, три блока дискретного преобразования импульсов, три аналого-цифровых преобразователя, блок измерения задержек и блок преобразования время-код, причем входы детекторов подключены к началу, средней точке и концу дисперсионной линии задержки, а их выходы подсоединены соответственно ко входу каждого из блоков дискретного преобразования импульсов и входам блока измерения задержек, выход каждо

го из блоков дискретного преобразовав ния импульсов соединен со входом соответствующего аналого-цифрового преобразователя, а выход блока измерения задержек соединен со входом блока преобразования время-код, выход которого и выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к выходу устройства.

На фиг. I представлена функциональная схема анализатора спектра; на фиг. 2 - схема блока дискретного преобразования импульсов.

Устройство содержит дисперсионную линию 1 задержки, детекторы 2, 3 и 4, блоки 5, 6 и 7 дискретного преобразования и-мпульсов, блок 8 измерения за- держек, аналого-цифровые преобразователи 9, 10 и П, блок 12 преобразования время-код, шины 13 связи с ЭВМ.

Блоки 5, 6 и 7 дискретного преобразования импульсов (фиг. 2) содержит тройник 14, линию 15 задержки, синхронизатор 16, полупроводниковый ДИ-. од 17, сверхпроводящую линию 18 задержки, смеситель 19, генератор 20 стробирующих импульсов, расширитель 2 и усилитель-формирователь 22.

Анализатор работает следующим образом.

Радиоимпульс при распространении по дисперсионной линии I задержки изменяет свою форму в зависимости от частотного заполнения. От частоты заполнения зависит также время, через которое появляется отклик на входной импульс в средней точке и на конце дисперсионной линии 1 задержки. Эти йы. ходные импульсы, также как и входной, детектируют детекторами 2, 3 и 4 и подают на блоки 5, 6 и 7 дискретного преобразования импульсов и блок 8 измерения задержек. Блоки 5, 6 и 7 дискретного преобразования импульсов обепечивают представление входного видеоимпульса в виде серии нормализованных по длительности импульсов, амплитуды которых соответствуют мгновенным значениям амплитуды квантовой огибающей импульса, т.е. каждый из блоков 5, 6 и 7 дискретного преобразования импульсов дает изображение огибающей в виде точек, каждая из которых представляется импульсом фиксированной длительности соответствующей ампли-. тудой. Эти импульсы с определенной тактовой частотой поступают в аналого-цифровые преобразователи 9, 10 и 11, из которых результаты измерения амплитуд этих импульсов в кодах подают через шины 13 связи в ЭВМ, туда Же с выхода блока 12 подают результаты Измерения задержек импульса от начала до средней точки, от начала; до конца и от средней точки до конца дисперсионной Линии 1 задержки.

Ключевым элементом в приведенной схеме анализатора спектра является блок дискретного преобразования импульсов, который обеспечивает преобразование огибающей одиночного видеоимпульса (получаемого после детектирования СВЧ-импульса) в форму, подходящую для ввода в ЭВМ. С этой целью может быть использован рециркулятор на сверхпроводящей линии задержки, Который преобразует анализируемый одиночный импульс в серию идентичных по форме импульсов, каждый из которых стробируется. Полученная последовательность аналоговых выборок после расширения и усиления преобразуется в цифровой код с помощью стандартного аналого-цифрового преобразователя.

Блок дискретного преобразования импульсов работает следующим обраЗОМ-.

Видеоимпульс с детектора 2, представляющий собой огибающую анализируемого СВЧ-импульса, поступает на тройник 14, запускает синхронизатор 1 и через линию 15 задержки проходит в систему полупроводниковый диод 17 сверхпроводйщая линия 18 задержки смеситель 19. В результате циркуляции импульса в этой системе на входе смесителя 19 создается входная серия импульсов. Выходные импульсы синхро|низатора 16 запускшот генератор 20 стробируюощх импульсов, который обеспечивает стробирование поступакнцих на первый вход смесителя 19 импульсов входной серии. С выхода смесителя 19 импульсы с амплитудой, пропорциональной мгновенному значению исследуемого сигнала, а точке стробирования расширяются распщрителем 2|, усиливаются усилителем-формирователем 22 и подаются на вход аналого-гщфрового преобразователя 9. Сдвиг стробимпульсов относительно момента стробирования предьщущего импульса входной серии обеспечивается разностью периодов серий синхронизатора 16 и входной серии импульсов, причем синхронизатор 16 введен в схему для уменьшения откачки энергии из циркулирующего в сверхпроводящей линии задержки импульса и Может быть вьтолнен в виде рециркулятора на сверхпроводящем кабеле. Для увеличения широкополосностй линия 15 задержки также может быть выполнена сверхпроводящей.

Таким образом, вводя в ЭВМ данные измерения огибающих и задержек радиоимпульса, а также характеристики дисперсионной линии, находят частотное аполнени« исходного импульса, что b совокупности с известной огибающей, получаемой t.блоков 5, 6 и 7 дискретного преобразования позволяет определить временную форму анализируемого импульса, а по ней рассчитывать фазовый и амплитудный спектры СВЧ-импульса. Полученные результаты могут быть представлены в любом, удобном для оператора, виде /дисплей, график, цифропечать).

Поскольку в прздлаг;аемом анализаторе нет необходимости в обеспечении раз1иицы задержки для крайних частот спектра СВЧ-импульса при его прохождении через дисперсионную линию, задержки много больше длительности импульса (7/lOdi, где d - длительность исследуемого радиоимпульса), то появляется возможность использовать линию с широкой полосой пропус-, кания при небольшой крутизне дисперС1|онной характеристики, и,тем самым,, расширить полосу частот одновременного анализа до нескольких ГГц, что особенно важно при исследовании случайных процессов. Так,в качестве дисперсионной линии задержки в предлагаемом анализаторе можно использовать гладкий волновод, который обеспечивает при работе на низшем типе колебаний полосу частот, близкую к октаве.

Формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий дисперсионную линию задержки и детек.тор, отличающийся тем, что, с целью увеличения полосы анализируеьалх частот, в него введены дополнительно два детектора, три-блока дискретного преобразования импульсов, три аналого-цифровых преобразователя, блок измерения задержек и блок преобразования время-код, причем входы детекторов подключены к началу, средней точке и концу дисперсионной линии задержки, а их выходы подсоединены соответственно ко входу каждого нз блоков дискретного преобразования импульсов и входам блока измерения задержек, выход каждого из блоков дискретного преобразования импульсов соединен со входом соответствующего аналого-цифрового преобразователя, а выход блока измерения задержек соединен со входом блока преобразования время-код, выход которого и выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к выходу устройства.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1.Кушнир Ф.В., Савенко В.Г. и Верник С.М. Измерения в технике . М.,.Связь, 1970, с. 351.

2, Радиотехника и электроника, 1959, Р 9, с. 15-65.

. /