Способ измерения временного положения радиосигнала
Изобретение может быть использовано в радиолокации и системах сличения шкал хранителей времени в разнесенных пунктах, при измерении фазовременных характеристик четырехполюсников . Цель изобретения - повышение точности определения временного положения радиосигнала относительно лы времени и расширение интервала однозначной привязки к фазе его высокочастотного заполнения. Устройство , р еализующее способ, содержит преобразователи 1 и 2 частоты, гетеродины 3 и 4, хранитель 5 времени, измеритель 6 разности фаз, вычислительный блок 7 и блок 8 привязки к огибающей. Определение временного положения радиосигнала производят на основании измерения сдвига фаз между двумя вспомогательными сигналами, полученными в результате переноса спектра принятогр радиосигнала вниз по оси частот-гетеродинными колеба- . ниями, начальные фазы которых жестко (Л связаны с местной шкалой, а неоднозначность фазового отсчета устраняют амплитудной привязкой к огибающей на интервале времени, обратно пропорциональном ширине спектра радиосигнала. Предложенный способ позволяет выполнить измерения сдвига фаз на более низкой частоте.2 ил. 35 Ю Вшод
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (S1) 4 G 04 F 10 06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
/ ®С, ..
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l3
К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
l,,, -"":(21) 3838009/24-21
{22) 03.01.85 (46) О?.10.86. Бюл. Р 37 (71) Харьковский ордена Трудового
Красного Знамени институт радиоэлектроники им. акад. М.К. Янгеля (72) Г.В. Нестеренко (53) 621.317.17(088.8) (56) Труды радиотехнического института АН СССР, 1976, В 27, с.7 1-78.
Кинкулькин И.Е. и др. Фазовый метод определения координат. М.:
Советское радио, 1979, с. 60. (54) СПОСОЬ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ РАДИОСИГНАЛА (57) Изобретение может быть использовано в радиолокации и системах сличения шкал хранителей времени в разнесенных пунктах, при измерении фазовременных характеристик четырехполюсников. Цель изобретения — повышение точности определения временного положения радиосигнала относительно шкалы времени и расширение интервала однозначной привязки к фазе его высокочастотного заполнения. Устройство, реализующее способ, содержит преобразователи 1 и 2 частоты, гетеродины 3 и 4, хранитель 5 времени, измеритель 6 разности фаз, вычислительный блок 7 и блок 8 привязки к огибающей. Определение временного положения радиосигнала производят на основании измерения сдвига фаз между двумя вспомогательными сигналами, полученными в результате переноса спектра принятого радиосигнала вниз по оси частот.гетеродинными колеба- . ниями, начальные фазы которых жестко связаны с местной шкалой, а неоднозначность фазового отсчета устраняют амплитудной привязкой к огибающей на интервале времени, обратно пропорциональном ширине спектра радиосигнала. Предложенный способ позволяет выполнить измерения сдвига фаз на более низкой частоте.2 ил.
1262444
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокации и системах сличения шкал хранителей времени в разнесенных пунктах, а также при измерении фазо- 5 временных характеристик четырехполюс.ников, таких как фазочастотная характеристика и групповое время запаздыsaeva, и при измерении параметров каналов связи.
Цель изобретения - повьппение точности определения временного положения радиосигнала относительно шкалы времени и расширение интервала однозначной привязки к фазе его высокочастотного заполнения.
На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 †. временные диаграммы, поясняющие способ.
Устройство содержит преобразователь 1 и 2 частоты, синхронизированные гетеродины 3 и 4, хранитель 5 времени, измеритель 6 разности фаз, вычислительный блок 7 и блок 8 привязки к огибающей.
Первые входы преобразователей 1. и 2 частоты, а также вход блока 8 привязки к огибающей соединены с входной клеммой устройства, вторые входы преобразователей 1 и 2 частоты соединены с выходами синхронизированных гетеродинов 3 и 4, причем синхрониэирующие входы этих гетеродинов соеди" иены с хранителем 5 времени, выходы преобразователей 1 и 2 частоты соединены с входами измерителя 6 разности фаз, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока
7, второй вход которого соединен с 40 выходом блока 8 привязки к огибающей, а третий вход — с выходом хранителя
5 времени, а выход вычислительного блока 7 соединен с выходной клеммой устройства. 45
Устройство работает следующим образом, В момент времени t 0 (фиг. 2а, б, в)„ принимаемый за начало отсчета, синхронно производится синфаэный запуск гетеродинов 3 и 4, причем начальные фазы гетеродинных колебаний
U„,(t) фиг. 2б) и Uq (t) (фиг.2а) равны нулю, а частоты расположены вне спектра принимаемого сигнала 55
Uã, (t) U<, sinMã,t, (1)
Пг (t) = U sinus t° . (2)
Гп О . Г
Спектр принимаемот о в момент времени t=t сигнала U (t) (фиг.2r) под воздействием гетеродинных колебаний переносится вниз по оси частот преобразователями 1 и 2 частоты. Огибающие сигналов на выходах преобразователей 1 н 2 частоты идентичны огибающей принятого сигнала U (t) (фиг.2г), а фазы высокочастотного заполнения в пределах главного лепестка сигнальной функции отличаются из-за различия полных фаз гетеродинных напряжений в окрестности момента прихода сигнала t, (фиг.2д,е) . Моменты, и (фиг,2д,е) однозначного перехода высокочастотных заполнений вспомогательных сигналов через нуль зависят от разности полных фаэ гетеродинных колебаний в окрестности точки t=t (фиг.2r).
Блок 8 привязки к огибающей осуществляет грубое определение временного положения максимума принятого сигнала (фиг.2r), что дает возможность выделить период разностной частоты Я = М, — рг,, в пределах которого находится максимум огибающей сигнала Uz(t) фиг,2в).
Подлежащий точному определению момент прихода принятого сигнала
О определяется из соотношения
2 и 2t=n — — — — +t=n.— --+t
О Я, — C3r О Яр О (3) где t — истинный момент прихода о сигнала
n — число периодов .частоты,равной разности частот гетеродинных напряжений
Я =Я вЂ” Я «Япу 2 Г1 с р
l — поправка, величина которой определяется вычислительным блоком 7.
Номер п также фиксируется вычислительным блоком 7, на третий вход которого поступает напряжение раэностной частоты от хранителя 5 времени, а на второй - сигнал с выхода блока 8 привязки к огибающей. На фиг. 2ж показаны входные импульсы измерителя б разности фаэ. Определеl ние поправки t производится в соответствии со следующими положениями.
Воспользовавшись известным тригонометрическим соотношением
Sino(-sing= — (соэ(а -P) -cos(k+P))
1262444 и замечая, что спектры колебаний на выходах преобразователей 1 и 2 частоты содержат суммарные и разностные компоненты, произведем частотную фильтрацию продуктов преобразования фильтрами нижних частот для устранения компонент преобразований с суммарными частотами. Напряжение сигнала, формируемого корреспондентом, U (t) =U (t) si n я, t. Подразумевая когерентное формирование сигнала на передающей стороне, начальную фазу колебаний сигнала выбираем равной нулю. Принятый задержанный сигнал
U,(t-t ) подвергаем гетеродинированию частотами и и (д„ = я + 2д(д . г< г г, с
Тогда для разностных компонент продуктов преобразования можно записать
f5
U (t — t ) cas p„„ < 20
to) оэ "г<<чг > полная фаза соответствующего колебания (сигнала, гетеродина либо промежуточный частоты) 25
Нпч, ""2 где (г<
<< «ч<= 4 г, — V<.. = 1г< t- ос(" о) <, "«ч, Чг, 4 с г," г1ос("о) или
У„„ = („ +2 дг.<,е- ц„с- д„е,.
Напряжение на выходе измерителя разности фаз с точностью до постоянного множителя оказывается равным оггпч = Vn«z-Ьч, = 2 д, °
Величина 0 „ измеряется в окрестности точки t, которая определяет 4О момент прихода сигнала относительно местной шкалы времени. Следовательно, в окрестности этой точки .будет
4 г<ч г — Vnч <
2ды, t = n
Qr - 2дц (45 Цс Но для определения сдвига полных фаз необходимо знать номер периода и разностной частоты гетеродинных на< пряжений, в пределах которого произ- 5О водится точное измерение величины Ьг „„ . Момент прихода сигнала находится из соотношения или 1 (дг< + 2< ) о пч с (6) Ф ормула иэ обр ет ения Способ измерения временного положения радиосигнала, основанный на точном измерении времени прихода сигнала по фазе высокочастотного заполнения и устранения многозначности результата измерения измерением по характерной точке огибающей радиосигнала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения временного положе:ния радиосигнала относительно шкалы времени и расширения интервала однозначной привязки к фазе его высокочастотного заполнения, выполняют преобразование входного сигнала на низкие частоты с помощью двух взаимно расстроенных гетеродинных колебаний, начальные фазы которых жестко привязаны к шкале времени, при этом измерение сдвига фаз, по которому судят о временном положеВеличина д <<, в окрестности точки — может быть определена измерителем 6 разности фаз, номер периода раэностной частоты и определяется с помощью блока 8 привязки к огибающей. Необходимая точность привязки к огибающей для снятия неоднозначности фаэовых измерений определяется разностной частотой гетеродинных напряжений или, что то же самое, шириной спектра принятого радиоимпульсного сигнала. Выбор абсолютных значений частот гетеродинов на оси частот относительно спектра принимаемого сигнала может быть произвольным, однако в случае неперекрытия спектра сигнала и интервала между чаСтотами гетеродинов реализации способа упрощается. Способ измерения временного положения радиосигнала позволяет повысить точность за счет выполнения измерений сдвига фаэ на более низкой частоте с использованием двух синхррниэированных гетеродинов, а также расширить интервал однозначной привязки к фазе его высокочастотного заполнения. 1262444 Составитель М. Катанова Техред И.Попович Редактор А. Козориз Корректор В. Бутяга Заказ 5425/44 Тираж 398 ВНИИПИ ГосударСтвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Подпис ное производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная нии радиосигнала, выполняют между преобразованными выходными сигналами непосредственно после момента Ж 0 времени, соответствующего получени1о временной отметки характерной точки (максимума) огибающей радиоимпульса
