Радиоимпульсный фазометр

 

РАДИОИМПУЛЬСНЫЙ ФАЗОМЕТР, содержащий первый амплитудный детектор , первый И второй пороговые элементы , первый измерительный канал, состоящий из блока фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) и первого смесителя , второй измерительный канал, состоящий из второго смесителя, гетеродин и фазоиндикатор, соединенный с выходами измерительных каналов, о т ли чающий с я тем, что, с целью повьшения помехоустойчивости при одновременном разделении сигналов по каналам, в него дополнительно введены второй амплитудный детектор, два одновибратора, триггер, четыре ключа, при этом в первый измерительный канал введены первый фильтр и пятый ключ, вход которого соединен с вь1ходом блока ФАПЧ, .а выкод - со входом первого смесителя, выходом соединенного с входом первого фильтра, а выход последнего является выходом первого измерительного канала, а во второй измерительный канал введен второй фильтр, выход которого является выходом второго измерительного канала, а вход соединен с выходом второго смесителя, при этом вторые входы смесителей соединены с выходами гетеродина, высокочастотные входы первого, второго третьего и четвертого ключей соединены с входной клеммой фазометра, выход первого ключа через последовательно соединенные первый амплитудный детектор и первый пороговый элемент соединен с входом первого одновибратора и управляющими входами второго ключа (О и блока ФАПЧ, при этом вход последнего соединен с выходом второго ключа, выход третьего ключа через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй пороговый элемент соединен с входом второго одновибратора и управляющими -входами четвертого и пятого ключей, при этом выход четвертого ключа соединен с входом второго смесителя, а выходы одновибраторов 00 соединены соответственно с входами ус;о i тановки нуля и единицы триггера, прямой :АЭ д и инверсный выходы которого соединены с управлянщими входами первого и третьего ключей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

9 2 А

09) (11) ВСЮ 0 R 25 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р

"Э

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3581874/18-21 (22) 20.04.83 (46) 15.10.84. Бюл. В 38 (72) Ю.И. Вешкурцев и И.Ю. Пляскин (71) Омский политехнический институт (53) 621.317.373(088.8) (56) 1. Гамахова О.П. и др. Основы фазометрии. "Энергия", 1976,,с.206.

2. Авторское свидетельство СССР

И - 567149, кл. G 01 R 25/00, 1975. (54) (57) РАДИОИМПУЛЬСНЫЙ ФАЗОМЕТР» содержащий первый амплитудный детектор, первый и второй пороговые элементы, первый измерительный канал, состоящий из блока фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) и первого смесителя, второй измерительный канал, состоящий из второго смесителя, гетеродин и фазоиндикатор, соединенный с выходами измерительных каналов, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при одновременном разделении сигналов по каналам, в него дополнительно введены второй амплитудный детектор, два одновибратора, триггер, четыре ключа, при этом в первый измерительный канал введены первый фильтр и пятый ключ, вход которого соединен с выходом блока ФАПЧ» .а выход - со входом первого смесителя, выходом соединенного с входом первого фильтра, а выход последнего является выходом первого измерительного канала, а во второй измерительный канал введен второй фильтр» выход которого является выходом второго измерительного канала, а вход соединен с выходом второго смесителя, при этом вторые входы смесителей соединены с выходами гетеродина, высокочастотные входы первого, второго, третьего и четвертого ключей соединены с входной клеммой фазометра, выход первого ключа через последовательно соединенные первый амплитудный детектор и первый пороговый элемент соединен с входом первого одновибратора и управляющими входами второго ключа и блока ФАПЧ, при этом вход последнего соединен с выходом второго ключа, выход третьего ключа через последова- тельно соединенные второй амплитудный детектор и второй пороговый элемент соединен с входом второго одновибра- .тора и управляющими входами четверто-го и пятого ключей, при этом выход четвертого ключа соединен с входом второго смесителя, а выходы одновибраторов соединены соответственно с входами ус тановки нуля и единицы триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входами нервозна и третьего ключей.

2 вращателя, выход сумматора через управляющий элемент подключен к входу подстраиваемого генератора (2 3.

Однако указанный фазометр характеризуется недостаточной помехоустойчивостью в случае наличия помех в интервале между радиоимпульсами, обусловленной возможностью ложных срабатываний вследствие прохождения помех через входные блоки и линии задержки на смесители обоих измерительных каналов. Кроме того, фазометр не обеспечивает распределения входной информации по измерительным каналам в случае, если опорный и сигнальный радиоимпульсы следуют по одному каналу.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости при одновременном разделении < игналов по двум каналам.

Для достижения указанной цели в радиоимпульсный фазометр, содержащий первый амплитудный детектор, первый и второй пороговые элементы, первый измерительный канал, состоящий из блока ФАПЧ и первого смесителя, второй измерительный канал, состоящий из второго смесителя, гетеродин и фазоиндикатор, присоединенный к выходам измерительных каналов, дополФ нительно введены второй амплитудный детектор, два одновибратора, триггер, четыре ключа, при этом в первый измерительный канал введены первый фильтр, и пятый ключ, вход которого соединен с выходом блока ФАПЧ, а выход †с входом первого смесителя, выходом соединенного с входом первого фильтра,.а выход последнего является выходом первого измерительного канала, а во второй измерительный канал введен второй фильтр, выход которого является выходом второго измерительного канала, а вход соединен с выходом второго смесителя, при этом вторые входы смесителей соединены с выходами гетеродина, высокочастотные входы первого, второго, третьего и четвертого ключей соединены с входной клеммой фазометра, выход первого ключа через последовательно соединенные первый амплитудный детектор и первый пороговый элемент, соединен с входом первого одновибратора и управляющими входами второго ключа и блока ФАПЧ, при этом вход последнего соединен с выходом второго клича, выход третьего ключа через посгедовательно соединенные второй ам1.1итудный детектор и второй пороговый =-лемент соединен

1 1118932

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнических фазовых системах.

Известен радиоимпульсный фазометр, 5 содержащий два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных входного блока и смесителя, выход которого связан с фазоиндикатором, причем гетеродинные входы сме". сителей подключены к подстраиваемому генератору, общему для обоих каналов(1).

Недостатком этого фазометра является значительная погрешность измерения при большой скважности и малой длительности радиоимпульсов, обусловленная тем, что фазоиндикатором в этом случае усредняется ограниченный объем данных о фазовом сдвиге.

Известен также.радиоимпульсный фазометр, содержащий два входных блока, два смесителя, два измерительных канала, соединенных своими первыми входами со смесителями, а выходами— с фазоиндикатором, две линии задержки, амплитудный детектор, усилительограничитель и опорный генератор (гетеродин), причем выходы первого и второго входных блоков присоединены соответственно через первую и вто30 рую линии задержки к первым входам первого и второго смесителей, выход первого входного блока через последовательно включенные амплитудный детектор и усилитель-ограничитель присоединен к вторым входам каналов, выходы опорного генератора подключены к треть" им и четвертым входам каждого из двух каналов, выход каждого из каналов присоединен соответственно к гетеродинно-, му входу первого и второгосмесителей, 40 каждый из измерительных каналов содержит первый и второй фазовые детекторы, фазовращатель, пороговое устройство, подстраиваемый генератор, управляющий элемент, ключ управления, запоминающее 45 устройство,формировательуправляющего напряжения и сумматор, причем первые входы первого и второго фазовых детектора соединены с выходами смесителя, а выход первого фазового детектора через ключ управления и запсминающее уст- ройство подключен к первому входу сумматора, второй вход которого через последовательно включенные формирователь управляющего напряжения и пороговое 55 устройство присоединены к выходу вто- рого фазового детектора, второй вход которого подсоединен к выходу фазо1118932 канала 13. К гетеродинным входам измерительных каналов 8 и 13 подключен гетеродин 14, а выходы измерительных каналов 8 и 13 подсоединены к фазоин»

Высокочастотные входы первого ключа 1, второго ключа 2, третьего ключа 3, четвертого ключа 4 присоеди-, нены к входной клемме фазометра. Выход первого ключа 1 через последовательно соединенные амплитудный детектор 5 и пороговый элемент б подключен к управляющим входам ключа 2 и блока 18 ФАПЧ, а также к входу одновибратора 7. Выход одновибратора 7 4О подключен к входу установки нуля триггера 9. Выход третьего ключа 3 через последовательно соединенные амплитудный детектор 10 и пороговый элемент 11 подключен к управляющим 4 входам четвертого и пятого ключей 4 и 19, а также к входу одновибратора 12. Выход одновибратора 12 подключен к входу установки единицы триггера 9. Прямой выход триггера 9 подключен к управляющему входу первого ключа 1. Инверсный выход триггера 9 подключен к управляющему входу третьего ключа 3. Выход второго ключа 2 подключен к сигнальному входу ерво- Ы го измерительного канала 8. Выход четвертого ключа 4 подключен к сигнальному входу второго измерительного з с входом второго одновибратора и управляющими входами четвертого и пятого ключей, при этом выход четвертого ключа соединен с входом второго смесителя, а выходы одновибраторов соединены соответственно с входами установки нуля и единицы триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входами первого и третьего ключей. 10

На фиг. 1 показана структурная схема радиоимпульсного фазометра; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Радиоимпульсный фазометр содержит первый ключ 1, второй ключ 2, третий ключ 3, четвертый ключ 4, первый амплитудный детектор 5, первый пороговый элемент 6, первый одновибратор 7, первый измерительный канал 8, триг- 2б

rep 9, второй амплитуднь!й детектор 10, второй пороговый -элемент 11, второй одновибратор 12, второй .измерительный канал 13, гетеродин 14, фаэоиндикатор 15. В состав второго измери- ZS тельного канала 13 входят смеситель

16 и фильтр 17. В состав первого измерительного канала 8 входят блок 18

ФАПЧ, пятый ключ 19, смеситель 20 и фильтр 21.

30 дикатору 15. Во втором и"мерительном канале 13 один вход смесителя 16 подключен к сигнальному входу канала 13 а другой вход — к гетеродинному вхо-, ду канала 13. К выходу смесителя 16 присоединен фильтр 17, выход которого является выходом. измерительного канала 13. В первом измерительном канале 8 сигнальный и управляющий входы канала подключены к одноименным входам блока 18 ФАПЧ, выход которого. присоединен к входу ключа 19. Выход ключа 19 соединен с одним входом смесителя частот 20, другой вход которого служит гетеродинным входом первого измерительного канала 8. Выход смесителя 20 подключен к входу фильтра 21, выход которого является выходом первого измерительного канала 8 ° а запрещающий вход первого канала 8 подключен к управляющему входу ключа 19.

Радиоимпульсный фазометр работает следующим образом.

Блок 18 ФАПЧ, состоящий из соединенных в кольцо ФАПЧ фазового детектора, ключа, запоминающего блока, элемента управления и перестраиваемого генератора, подстраивается под частоту высокочастотного заполнения радиоимпульсного сигнала при наличии высокого потенциала на его управляющем входе.

В противном случае блок 18 ФАПЧ отключен от сигнального входа канала 8 и работает в режиме хранения фазы высокочастотного заполнения ранее действовавшего радиоимпульса.

В исходном состоянии на прямом выходе триггера 9 присутствует сигнал "1" на инверсном выходе тригге ра 9 - сигнал "0", на выходах пороговых элементов 6 и 1 1 присутствуют сигналы "0". Таким образом, первый ключ 1 открыт, а второй ключ 2, третий ключ 3 и четвертый ключ 4 закрыты. -Следовательно, на сигнальные входы измерительных каналов 8 и 13 сигналы не поступают. Фазоиидикатор 15 показывает нулевой сдвиг фаэ.

На вход фазометра радиоимпульсы поступают парами в таком виде, как это показано на фиг. 2ск- ° причем между первым и вторым радиоимпульсами, 1118932 а также между отдельными парами ра; диоимпульсов всегда присутствуют помехи,.которые в паузах между радиоимпульсами могут исказить результаты измерения фазовых сдвигов. 5

Пусть на вход фазометров поступила первая пара радиоимпульсов, „между высокочастотными заполнениями которых требуется измерить фазовый сдвиг. Первый из поступивших радио10 импульсов через открытый первый ключ поступает на вход амплитудного детектора 5, напряжение на выходе которого повторяет форму огибающей радиоимпульса (фиг. 2h). Когда на- 15 пряжение на выходе детектора 5 достигает уровня срабатывания элемента 6, I I )! на его выходе появляется сигнал 1 (фиг. 2 8 ), которой открывает второй ключ 2 и поступает на управляющий вход измерительного канала 8, подготавливая к работе блок 18 ФАПЧ. Через открытый второй ключ 2 первый радиоимпульс (фиг. 2 к) проходит на сигнальный вход измерительного канала 8,, 25 в результате чего в работу включается блок 18 ФАПЧ. По окончайии первого радиоимпульса на выходе порогового элемента б сигнала "1" переходит в . сигнал "0", который с выхода порога- 30 ваго элемента 6 закрывает второй ключ

2 и переводит блок 18 ФАПЧ в режим хранения фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов. Таким образом, на сигнальный вход измерительного ка-35 нала 8 сигналы и помехи не поступают, не воздействуют на блок 18 ФАЛЧ и не . мешают его работе в режиме хранения фазы. В момент перехода на выходе порогового элемента 6 1 в "0".од- 4р новибратор 7 вырабатывает короткий импульс (фиг. 2 ъ ), который поступает на вход установки нуля триггера 9.

На прямом выходе триггера 9 появляется сигнал "0" (фиг. 2 Э ), а на инверс- 45 ном выходе триггера 9 появляется сигнал "1" (фиг. 2 и ). Сигнал "0" с прямого выхода триггера 9 закрывает первый ключ 1 и тем самым предотвращает поступление на вход амплитудного де- 5р тектора 5 второго радиоимпульса и помех. Сигнал "1" с инверсного выхода триггера 9 открывает третий ключ 3, подготавливая фазометр к приему Рторого радиоимпульса. 55

При поступлении на вход фазометра второго радиоимпульса последний следует через открытый третий ключ 3 на вход амплитудного детектора 10, напряжение на выходе которого повторяет форму огибающей радиоимпульса (фиг. 2 8 ), Когда напряжение на выходе амплитудного детектора 10 достигает уровня срабатывания порогового элемента 11, на его выходе появляется сигнал "1" (фиг. 2 ), который открывает четвертый ключ 4 и пропуска-, ет второй радиоимпульс на сигнальный вход измерительного канала 13 (фиг. 2я), i

Кроме того, сигнал с выхода порогового элемента 11 поступает на запрещающий вход измерительного канала 8 и открывает ключ 19. Таким образом, на смеситель 20 приходит сигнал с выхода блока 18 ФЛПЧ, а на смеситель

16 — высокочастотное заполнение второго исследуемого радиоимпульса.

В изм рительных каналах 8 и 13 происходит перенос фазовых сдвигов на сигналы промежуточной частоты, которые выделяются фильтрами 17 и 21.

Сигналы промежуточной частоты поступают на фазоиндикатор 15, где фазовый сдвиг измеряется и индицируется, причем измерение происходит до тех пор, пока на входе фазометра присутствует второй радиоимпульс.

По окончании исследуемого радиоимпульса на выходе порогового элемента 11 сигнал "1" переходит в "0" (фиг. 2ж ), который с выхода порогового элемента 11 закрывает четвертый ключ 4 и ключ 19. В момент перехода сигнала "1" в "0" одновибратор 12 формирует короткий импульс (фиг. 23), который поступает на вход установки единицы триггера 9. Таким образом, на прямом выходе. триггера 9 появляется сигнал "1" (фиг. 2 Ь ), открывающий первый ключ 1, а на инверсном выходе триггера 9 появляется сигнал "0" (фиг. 2 и ), закрывающий третий ключ 3.

Цикл измерения фазового сдвига на этом заканчивается. В конце цикла измерения второй ключ 2 и четвертый ключ 4 закрыты, поэтому помехи не воздействуют на измерительные каналы 8 и 13 и не могут исказить результат измерения, зафиксированный в фазоиндикаторе 15. Первый ключ 1 в конце цикла измерения открыт и тем самым устройство " готово к следующему циклу измерения. Команды, разрешающие прохождение входных сигналов в измерительные каналы, подаются на второй ключ 2 и четвертый ключ 4 только при

7 111893 поступалении на вход устройства следующей пары радиоимпульсов, и как результат этого предотвращаются ложные срабатывания измерительных каналов

8 и 13. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет распределить следующие по одному каналу первый (опорный и второй исследуемый радиоимпульсы по дв ум различным каналам фа зометр а.

Использование новых элементов и 1О связей выгодно отличает предлагаемое

2 8 устройство от известного: становится возможным измерение фазовых сдвигов между высокочастотными, заполнениями радиоимпульсов, следующих как по одному, так и по двум каналам; ловышается помехоустойчивость устройства, поскольку помеха воздействует на вод измерительного канала в течение года, равного длительности радиоимпульса, что позволяет понизить мощность помехи. фиг.1

1118932 фиг. 2

Составитель И. Катанова

Редактор А. Гулько Техред Л.Коцюбняк . . Корректор А..Обручар

Заказ 7445/32 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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