Способ измерения амплитуды и фазы радиосигнала
1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ РАДИОСИГНАЛА, основанный на квадратурной корреляционной фильтрации с перемножением исследуемого радиосигнала на синусную и косинусную составляющие опорного колебания , интегрированием полученных произведений в течение конечного интервала времени, извлечение корня квёщратиого из суммы квадратов результатов интегрирования и определении угла, соответствующего тангенсу отношения последних, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, упомянут ю фильтрацию осуществляют повторно с тем же интервалом интегрирования , но сдвинутым по отношению к ранее выбранному на четверть периода опорного колебания, величину угла, определенного впроцессе повторной фильтрации, корректируют на угол, равный произведению периода на четверть относительного отклонения частоты радиосигнала от частоты опорного колебания, искомую амплитуду находят путем суммирования двух полученных результатов извлечения квадратного корня, а искомую фазу - § путем выделения среднего арифметичес (Л кого между углом, определенным в процессе первой фильтрации, и углом, скорректированным после осуществления повторной фильтрации. 4 з: X) .lib
COlO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3279115/18-21 (22) 23.01.81 (46) 07.10.83, Бюл. Р 37 (72) A.В.Чуканов (53) 621.317.7 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
)) 646262, кл. 5 01 R 19/06, 1976.
2. Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации. М., "Советское радио"., 1970, с. 108.(54)(57) 1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ РАДИОСИГНАЛА, основанный на квадратурной корреляционной фильтрации с перемножением исследуемого радиосигнала на синусную и косинусную составлякщие опорного колебания, интегрированием полученных про" изведений в течение конечного интервала времени, извлечение корня квадратного иэ суммы квадратов реэультатов интегрирования и определении угла, соответствующего танген3(51) G 01 R 19 04 (3 01 R 2,5 00 су отношения последних, о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, упомянутую фильтрацию осуществляют повторно с тем же интервалом интегрирования,но сдвинутым по отношению к ранее выбранному на четверть периода опорного колебания, величину угла, определенного в процессе повторной фильтрации, корректируют на угол,. равный произведению периода на четверть относительного отклонения частоты радиосигнала от частоты опорного колебания, искомую амплитуду находят путем суммирования двух полученных результатов извлечения квадратного корня, а искомую фазу — Я путем выделения среднего арифметического между углом, определенным в процессе первой фильтрации, и углом, скорректированным после осуществления повторной фильтрации. Ю
1046694
2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, .что в случае выполнения квадратурной корреляционной фильтрации на цифровой основе с синхронным квантованием опорного колебания по принципу трех уровней I
Изобретение относится к области электрических измерений и предназначено для использования в радиолокации, радионавигации и других отраслях, где требуются точные изме- 5 рения параметров радиосигналов.
Известен способ измерения амплитуды и фазы радиосигнала, предусматривающий корреляционную обработку перемножением исследуемого радио-" сигнала на опорное колебание. В этом способе амплитуда радиосигнала определяется при заданной амплитуде опорного колебания, а фаза — относительно Фазы последнего 517. . Недостаток известного способа связан с возникновением ошибки из мерения при некратном соотношении между интервалом интегрирования и периодом образующего сигнала с суммарной частотой, складывающейся из частоты исследуемого радиосигнала и опорного колебания.
Наиболее близким к изобретению является способ измерения амплитуды:, и фазы радиосигнала, заключающийся в 25 квадратурной корреляционной Фильтрации с перемножением исследуемого радиосигнала на синусную и косинусную составляющие опорного колебания, интегрировании полученных проиэве- 3р дений в течение конечного интервала времени и нахождении искомой ампли туды путем извлечения корня квадратного иэ суммы квадратов результатов интегрирования, а искомой фазы путем определения угла, соответствующего тангенсу отношения последних С27
Недостаток указанного способа проявляется в том, что компенсация ошибок некратности происходит только при частоте исследуемого радиосигнала равной частоте опорного колебания, При отклонении расстройке) частоты радиосигнала кратность между интервалом интегрирования и периодом об- 45 раэующегося сигнала с суммарной частотой радиосигнала и опорного колебания нарушается и возможные ошибки не компенсируются.
Цель изобретения — повышение точ- 5О ности измерения эа счет обеспечения. кОмпенсации ошибок HåкрàTHîcTи при отклонениях частоты исслегуемого
"-1,0+1" сдвиг интервала интегрирования при повторной фильтрации осуществляют добавлением одного такта квантования в начале (конце ) цикла накопления и изъятием одного такта квантования . в конце (начале) цикла накопления.
2 радиосигнала от частоты опорного колебания.
Поставленная цель достигается тем, что в.способе измерения амплитуды и Фазы радиосигнала, основанном на квадратурной корреляционной фильтрации с перемножением исследуемого радиосигнала на -синусную и косинусную составляющие опорного ко лебания, интегрировании полученных произведений в течение конечного интервала времени, извлечении корня квадратного из суммы квадратов результатов интегрирования и определении угла, соответствующего тангенсу отношения последних„ упомянутую фильтрацию осуществляют повторно с тем же интервалом интегрирования, но сдвинутым по отношению к ранее выбранному на четверть периода опорного колебания, величину угла, определенного в процессе повторной
Фильтрации, корректируют на угол, равный произведению периода на четверть относительного отклонения частоты радиосигнала от частоты опорного колебания, искомую амплитуду находят путем суммирования двух полученных результатов извлечения квадратного корня, а искомую фазу — путем выделения среднего арифметического между углом, определенным в, процессе первой фильтрации, и углом, скорректированным после осуществления повторной фильтрации.
В случае выполнения квадратурной корреляционной фильтрации на цифровой основе с синхронным квантованием опорного колебания по принципу трех уровней "-1,0+1" сдвиг интервала интегрирования при повторной фильтрации осуществляют добавлением одного такта квантования в начале конце) цикла накопления и изъятием одного такта квантования в конце (начале) цикла накопления.
На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ измерения амплитуды и фазы радиосигнала.
Устройство содержит два квадратурных корреляционных фильтра с включенными на входах блоками умножения 1 и 2 и 3 и 4 исследуемого радиосигнала X=Pcos(et+9) на синус104бб94 ную 51н 0Llog и косинусную С05 0IJot составляющие опорного колебания (Р, Ч, (e — амплитуда, начальная фаза и частота радиоимпульса; ц о — частота опорного колебания), интеграторами 5 6. и 7,8, входы которых подключены к выходам блоков 1 — 4 умножения, блоками 9 и 10 возведения в квадрат, суммирования и извлечения квадратного корня, входы которых соединены с выходами интеграторов
5-8, блоками 11 и 12 определения отношений результатов извлечения квадратного корня и углов, соответствующих этим отношениям, входы которых также соединены с выходами интеграторов 5 — 8. В состав устройства входят, кроме того, блок 13 угловой корректировки, вход которого подключен к выходу блока 12, блок
14 суммирования ° входы которого соединены с выходами блоков 9 и 10, и блок 15 выделения среднего арифметического, входы которого подключены к выходам блоков 11 и 13.
Интервалы интегрирования интеграторов 5 и б .выбраны равными Г, а интеграторов 7 и 8 - со сдвигом gp i(9 . Угловая коррекция йЧ, осу: ществляемая блоком 13, соответству ет gg -ZK — — где bà — отклоне4 ..601
4 / 0 ние (расстройка)частоты е радиосигнала от частоты)(Юв опорного колеба" ния, Предложенный способ реализуется . следующим образом.
При поступлении на вход устройства исследуемого радиосигнала Х, на выходах блока 1 и 3 умножения вырабатывают,ся сигналы Х51и ЮО1, а на выходах блоков 2 и 4 — сигналы
XC05LUОC. В интеграторах 5-8 произ-. водится интегрирование указанных. сигналов. В результате на выходе интегратора 5 формируется напряжение
+ Ц2
A„= I-Хаим, аt, - C/1 на выходе интегратора 6 - напряжение
&„= t w +o dC>
- 5 /2 иа выходе интегратора 7 — напря+ с(1- /Ф @
А J 7 В1иЩр
- Ц2-7г /2 Щ и на выходе интегратора 8 - напряжение t8; Тс /i2u)o
Ь f x. со6UJoC 9. С ц 2- х / 2.0)о Полученные интегральные напряжения Q, В1 и А, В подаются на входы соответственно блоков 9 и 10 возведения в квадрат, суммирования и извлечения квадратного корня. После осуществления соответствующих преобразований на выходах указанных блоков образуются сигналы 4A +В и A Â, суммирование л у которых в блоке 14 позволяет найти и скомую амплитуду Р и сследуемого радиосигнала. 10 Полученные интегральные напряжения А, В,/ и А, В подаются также на входы соответственно блоков 11 и 12 определения отношений и углов, соответствукицих отношениям. 15 после осуществления соответствунших преобразований на выходах указанных Вч блоков образуются сигналы arCCg— Ва. Aq и О "С А ..Последний иэ ниМ кор0 20 ректируется в блоке 13 на угол дщ — Выделение в блоке 15 "о среднего арифметического между выходными сигналами 11 и 15 позволяет найти искомую начальную фазу / исследуемого радио си гнала. Предложенный способ основывается, . таким образом, на положении, согласно которому сдвиг интервала интегри30 рования в фильтре в любую сторону на половину периода суммы несущей частоты радиосигнала и частоты опорного колебания предопределяет изменение знака ошибки некратности на 35 противоположный. Это вытекает из следующего соотношения: g +- Ц2 J co@ (m4+y) cosa C d4- /2 40 = о5Ч cog >tat+ — со5 У Ю -Х!1 2Л + (2 ° 7 Со9 (gg+ geo)а, -C/2 45 в котором указанная ошибка отображается вторым интегралом. При обработке исследуемого радиосигнала в цифровой форме, когда его квантование производится синхронно 50 с квантованием опорного колебания по принципу трех уровней "-1,0, +1" и такт Тк8 квантования выбирается по формуле 55 требуемый сдвиг д. интервала интегрирования в интеграторах 7 и 8 достигается сдвигом на один такт квантсг ния для любого значения коэффициента К. Величина 59 угловой коррекции вычисляет ся при э том по формуле ь| 2 „, (-к+1). Преимущество предложенного спо65 соба перед известными заключается 1046694 Составитель Л.Мороэов Редактор Т.Портная Техред И Гайду Корректор C.Øåêìàð Закаэ 7723/44 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеннй и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 в том, что он поэволяет получить ав- томатическую компенсацию ошибок крат ности при отклонениях частоты иссле-, дуемого радиосигнала от частоты опорного колебания и обеспечивает тем самым существенное повышение точности иэмерения амплитуды и фаэы радиосигнала
