Способ измерения частоты одиночного свч-радиоимпульса

 

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ОДИНОЧНОГО СВЧ-РАДИОИМПУЛЬСА, включающий его усиление, детектирование и регистрацию, отличающийс я тем, что, с целью увеличения диапазона измеряемых частот при сохранении точности, исследуемый одиночный СВЧ-радиоимпульс предварительно преобразуют в серию СВЧрадиоимпульс ов путем многократных переотражений, регистрируют номера двух соседних эхо-импульсов с минимальными амплитудами и определяют частоту одиночного СВЧ-радиоимпульса по формуле г-,, N-. где N и N - порядковые номера двух соседних эхо-импульсов с минимальными ампли тудами, К- калибровочный коэффициент , определяемый экспериментально с помощью СВЧ-радиоимпульсов с известной частотой и соответствукмций эхо-импульсам с номерами N и NJ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК 151) G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO 3

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3557438/18-09 (22) 17.02.83 (46) 07.08.84. Бюл. № 29 (72) Ю.В.Гуляев, Б .Д .Зайцев, Н.И.Синицын и В.А.Федоренко (71) Саратовский филиал Института радиотехники и электроники АН СССР и Саратовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. Н.Г.Чернышевского (53) 621.3 17.365 (088.8) (56) 1. Патент США ¹ 3933411, кл. G 01 R 23/09, опублик. 1976.

2. Михайловский К.Л. и др. О возможности одновременного спектрального анализа СВЧ-импульсов на основе набора ферритовых датчиковпреобразователей. Труды МЗИ ¹ 102, 1972, с. 145 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

ОДИНОЧНОГО СВЧ-РАДИОИМПУЛЬСА, включающий его усиление, детектирование и регистрацию, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения

„.SU„„1107067 А диапазона измеряемых частот при сохранении точности, исследуемый одиночный СВЧ-радиоимпульс предварительно преобразуют в серию СВЧрадиоимпульсов путем многократных переотражений, регистрируют номера двух соседних эхо-импульсов с минимальными амплитудами и определяют частоту одиночного СВЧ-радиоимпуль-. са по формуле 12 = " м

2 где N u N — порядковые номера двух

1 2 соседних эхо-импульсов с минимальными амплитудами, 3

К вЂ” калибровочный коэффициент, определяемый экспериментально с помощью СВЧ-радиоимпульсов с известной д частотой и соответствующий эхо-импульсам ра;, с номерами N1,и Н2

3иаий

1107067

2, Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что многократное переотражение исследуемого одиночного СВЧ-радиоимпульса осуществляют

Изобретение относится к радиоизмерительной технике.

Известен способ измерения несущей частотьГ одиночного радиоимпульса, В котором радиоимпульс пропускают чере з дисперсио иную линию з ад ержки

СВЧ с известным законом дисперсии для групповой скорости и по измеренному времени задержки определяют искомую частоту L1j. 10

Однако данный способ обладает малой точностью измерений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения частоты одиночного СВЧ-ра- 15 диоимпульса, включающий его усиление, детектирование и регистрацию 2 J.

Однако известный способ не обеспечивает измерение частот в широком диапазоне при сохранении точности, 20

Цель изобретения — увеличение диапазона измеряемых частот при сохранении точности .

Цель достигается тем, что согласно способу измерения частоты одиночного 25

СВЧ-радиоимпульса, включающему его усиление, детектирование и регистрацию, исследуемый одиночный СВЧ-радиоимпульс предварительно преобразуют в серию СВЧ-радиоимпульсов путем мно- З0 гократных переотражений, регистрируют номера двух соседних эхо-импульсов с MHHHMBJIBHblMH амплитудами и определяют частоту одночного СВЧ-радиоимпульса по формуле

М„+82

2 где N u N — порядковые номера двух

1 2 с ос едних эхо-импульс ов с минимальными амплиту- 40 дами, к калибровочный коэффициент, опрепеляемый экспериментально с помощью СВЧ-р адиоимп ул ь- 4> сов с известной частотой и соответствующий с помощью акустической линии задержки на объемных или поверхностных упругих волнах с непараллельными торцовыми гранями. эхо-импульсам с номерамиМ иИ

При этом многократное переотражение исследуемого одиночного СБЧ-радиоимпульса осуществляют с помощью акустической линии задержки на объемньгх или поверхностных упругих волнах с непараллельными торцовыми гранями, На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства для осуществления предлагаемого способа измерения одиночного СВЧ-радиоимпульса; на фиг. 2 — типичная серия эхоимп ул ьс ов .

Устройство для измерения одиночного СБЧ вЂ” радиоимпульса содержит циркулятор 1, преобразователь 2 одиночного импульса в серию СВЧ-радиоимпульсов, включающий непосредственно преобразователь 3 и акустическую линию 4 задержки, усилитель 5, детектор 6 и регистрирующую аппаратуру 7.

Устройство для измерения одиночного СБЧ-р@диоимпульса работает следующим образом.

Исследуемый сигнал подают через циркулятор 1 в преобразователь 2 одиночного СВЧ-радиоимпульса в серию

СВЧ-радиоимпульсов. Этим устройством может быть открытый резонатор, акустическая линия 4 задержки на объемных или поверхностных упругих волнах, радиоволноводы и т.д. с непараллельными или неплоскими отражающими поверхностями или с неоднородными волновыми свойствами волноведущей среды в поперечном сечении.

Рассмотрим акустическую линию 4 задержки на объемных или поверхностных упругих волнах с непараллельными торцовыми гранями, работающую в режиме на отражении с одним преобразователем 3. В случае невысокой эффективности преобразования акустический импульс, начавший свой путь.1107067! О 20 30 40 50 70 100 150 500 1000

N о1

f 4,8 2,, 4 1,,6 1,2 1 0,7 0 5 0,33 0,1 0 05 от преобразователя 3, в результате многократных отражений внутри акустической линии 4 задержки дает на выходе циркулятора серию эквидистантных задержанных эхо-импульсов.

Далее эти импульсы усиливают (с помощью усилителя 4), детектируют (с помощью детектора 6) и подают на регистрирующую аппаратуру 7. При этом для образцов с параллельными торцовыми гранями высоты эхо-импульсов будут спадать по экспоненциаль;ному закону с показателем степени равным полному поглощению гиперзвука за двойной проход. Ослабив дополнительно мощность каждого импульса за счет непараллельных торцов и зафиксидОВав HoMepG N и Nz pB сосед них эхо-импульсов с мйнимальными амплитудами, находят несущую частоту f как гдс — калибровочный коэффициент.

Этот коэффициент определяется экспериментально путем калибровки с помощью радиоимпульсов с известной несущей частотой. Предположив, что амплитуда N-го эхо-импульса равна нулю (т.е. N = N — 1 и N

1 z

= N + 1), из формулы при N >7 1 следует: и = 2К/N.

При этом относительная точность измерений равна:

Й„+ N

Е

Результаты расчета по этой формуле для некоторых значений N, 5 (при N> — N„= 1) представлены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемый способ позволяет обеспечить практически любую точность измерения.

10 Основная трудность, которая встречается при его реализации — большое

; затухание упругих волн в СВЧ-диапазоне. Однако для ее преодоления можно использовать охлаждение акустической !

5 линии задержки 4 до азотных или гелиевых температур и тем самым существенно снижать затухание.

Предлагаемый способ увеличивает рабочий диапазон частот на 1-2 порядка при сохранении высокой точности.

Кроме того, он характеризуется простотой измерений (нет повышенных требований к квалификации оператора), возможностью реализации на любой частоте СВЧ-диапазона и повышенной надежностью соответствующей аппаратуры.

Предлагаемый способ измерения может.найти широкое применение в радиоизмерительной технике, радиоастрономии и ряде других отраслей в науке и технике при обработке одиночных и редко повторяюпщхся кратковременных СВЧ-радиоимнульсов.

1107067

Ампли пуЯа

Л(Ф

Фиг, Я

Иоиера Эко - имаульсод

С оста вит ель В . Ежов

Редактор A Козориз Техред Л. Коцюбняк

Корректор А.Тяско

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5752/31 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5