Способ измерения малых изменений разности фаз и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области СВЧ-измерений и может быть использовано для построения эффективных систем фазовых пеленгаторов, высокоточной фазовой подстройки частоты генераторов , а также в системах, где необходимо измерять малые изменения разности фаз СВЧ-сигналов, В устройстве , реализующем способ, на входы щелевого моста 2 подают СВЧ-сигналы, изменение разности фаз которых измеряют . На пути одного из этих сигналов включен регулируемый фазовращатель 1 для установки начальной фазы, где имеет место максимальный циент умножения изменения разности . фаз. Смешаннь е сигналы модулируют с помощью модулятора 3 и 4 импульсным управляющим напряжением определенной скважности, смещенным по фазе на Затем сигналы сумьируют и. подают на сумматор 5, а с его зыхода - на вход квадратичного детектора 6 и затем на вход избирательного усилителя 7. Значение измеренных фаз получают на выходе фазометра 8. На чертеже также показаны задающий генератор 10 и удвоитель 9 частоты. Способ обеспечивает увеличение чувствительности и повьшение точности измерения малых изменений разности фаз. 2 с,п. ф-лы, 3 ил. ро 1чЭ to

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Яэ 4 С 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я

Я

iN е

I,Ь )

Н> д9

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ (2 1) 3892087!24-21 (22) 26.04.85 (46) 07.07.87. Бюл. 11 25 (71) Институт радиофизики и электроники АН АрмССР (72) Г. А. Двоян и Г. А, Пирумян (53) 621, 317. 77 (088. 8) (56) Двоян Г. А. и др. Поляризационный амплифазометр СВЧ-диапазона.

В кн.: Радиоастрономическая аппаратура, антенны и методы. Ереван, АН АрмССР, 1982, с, 25, Авторское свидетельство СССР

Р 316036 ° кл. G O 1 R 27 281 1971 ° (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ИЗМЕНЕНИЙ

РАЗНОСТИ ФАЗ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области

СВЧ-измерений и может быть использо-: вано для построения эффективных систем фазовых пеленгаторов, высокоточной фазовой подстройки частоты генераторов, а также в системах, где необходимо измерять малые изменения

ÄÄSUÄÄ 1322179 А1 разности фаэ СВЧ-сигналов. В устройстве, реализующем способ, на входы щелевого моста 2 подают СВЧ-сигналы, изменение разности фаэ которых измеряют. На пути одного из этих сигналов включен регулируемый фаэовращатель 1 для установки начальной фазы, где имеет место максимальный коэффициент умножения изменения разности фаз. Смешаннь.е сигналы модулируют с помощью модулятора 3 и 4 импульсным управляющим напряжением определенной скважности, смещенным по фазе

/ ь на — —. Затем сигналы суммируют н по2 дают на сумматор 5, а с его зыход на вход квадратичного детектора 6 и затем на вход избирательного усилителя 7. Значение измеренных фаэ получают на выходе фаэометра 8. На чертеже также показаны задающий генератор

10 и удвоитель 9 частоты. Способ обеспечивает увеличение чувствительности и повышение точности измерения малых изменений разности фаэ. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

l 3322) 79

Изобретение относится к области

СВЧ-измерений и мажет ()ьггь использовано для построения эффективных систем Фазовых пеленгагораг., для высокоточной фазавай подстройки частоты генераторов, а также .; системах, где необходимо измерять малые изменения разности фаз СВЧ-сигналов.

Цель изобретения — увеличение чувствительности и повышение точности измерения малых изменений разности

Фаз, На Фиг. 1 представлены диаграм(ы, поясняющие временные соотношения между входными сигнала(л и результирующим сигналом на выходе сумматора; на фиг. 2 — соотношения между коэфФициентам умножения разности фаз

Kg и величиной разности фаэ () ((г,—

-<))„; на Фиг. 3 — блок-схема устройства, реализующего способ,.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Пусть сигналы, изменение разности фаз, которых подлежат измерению, равj (uter,1 ° 3((») ) Ч )

Е Е,е и Г. =E,å

1. .",Де Е,. 9 Ег, ц, У

Ч),, г) — соответственно амплитуды, начальные фазы и частота этих сигналов °

После смешивания сигналы равны а . -Г2

-=-(Е -jE ) и — -(Е -jE ).

2 2 2

Модуляция этих смешанных сигналов производится импульсными напряжения)l ми, смещенными по фазе на -- †. После модуляции сигналы принимают следующий вид

C . и

---f (с) (Е -jE ) — „-t (t) (Е -jE )

2 - (ll где Г, f, — законы модуляции сигна2 ла, Сумма промодулированных сигналов

Е = у ((, (t) (((, -)Ед)+(()(Е -)Е, )).

Иа выходе квадратичного детектора напряжение сигнала следующее,", Б =(, ЕЕ где ()(.; — параметр, зависящий ат квадратичного детектора, о4 -г ЕХг (а(г () =- — — — — - соs д +m sin (.) )

II ш +i

)(гos ) 2git .» аr tg (ш»о()

Ч, (l где и =Ч +Ц) е ш =- ctg7); ())г — коэффициент усиления усилителя.

)О Таким образом, на низкой частоте получают значение Фазы

Р = arctg(mtg3 ).

Коэффициент умножения изменения

15 разности фаз

3 йf .гь соь а +ш sin 8

Следовательно, коэффициент умножения разности фаз не зависит от амплитуд СВЧ-сигналов, а желаемую вели чину коэффициента Kg можно получить лишь изменением скважности управляющих импульсов, Максимальное значение коэффициента умножения, равное m получается при значениях () близких к

0 или i80

График функции умножения Кг приведен для трех значений ш (фиг, 2).

При максимальном значении коэффициента умножения амплитуда сигнала

Г "+l уменьшается в )---- раз отнаситель2

2 но линеиного Фазометра, вместо ш раэ, в лучшем случае, в известном способе, ".å. чувствительность реализуемого предлагаемым способом устройства выше °

Таким образом, для реализации предлагаемого способа следует изменить в известном устройстве СВЧ-часть и вид модуляции.

УстРойство, реализующее способ

Фиг ° 3) р содержит фазавращатель соедин енный с одним из входа в щеле ваго моста 2, выходы которого через модуляторы 3 и 4 соединены с входами сумматора 5, к вьмоду которого подключен квадратичный детектор б. Выход детектора 6 через избирательный усилитель 7 соединен с одним из входов

Фазометра 8, другой вход которого через удвоитель частоты 9 соединен с выходом задающего генератора 10.

Вьмод задающего генератора также присоецинен с входу Формирователя tl правпяющих импульсов 9 выходы KoTopQ

1322 l 79 го соединены с управляющими входами модуляторов 3 и 4.

Устройство работает следуюпп»м образом.

На входы щелевого моста 2 подаются СВЧ-сигналы, измение разности фаз которых подлежит измерению. На пути одного иэ этих сигналов установлен регулируемый фаэовращатель 1 для установки начальной фазы, где 1I0 имеет место максимальное значение коэффициента умножения изменения разности фаз, Смешанные сигналы на выходе щелевого моста модулируются с помощью модуляторов 3 и 4 импульсны- 15 ми управляющими напряжениями определенной скважности, смещенными по

Я фазе на †вЂ, Промодулированные таким

2 образом сигналы суммируются суммато- 20 ром 5 и подаются на вход квадратичного детектора 6, Продетектированный сигнал подается на вход избирательного усилителя 7, настроенного на удвоенную модулирующую частоту, НЧ-сиг-25 нал с выхода избирательного усилителя 7 и НЧ-сигнал, сформированный задающим генератором 10 с помощью удво" ителя частоты 9, подаются на входы НЧ-фазометра 8. На выходе фазометра 30 получают значение фазы, равное

Ф = arctg(mtg S), где S =cf Ц,;

m " параметр, зависящий от скваженности управляющих импуль сов, которые формируются с помощью формирователя ll, о

При значениях 3 = 0 и 180 получается максимальный коэффициент умно-40 жения изменения разности фаз, равный ш. р м у л а изобретения 45

1. Способ измерения малых изменений разности фа- заключающийся в том, что один входной сигнал смещают о по фазе относительно другого на 90 и смешивают, полученные смешаннь е сигналы модулируют, выделяют низкочастотный спектр сигнала и измеряют фа" зовый сдвиг. сигналов, о т л и ч а.ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения чувствительности и повьппения точности измерений, образование смешанных сигналов производят путем сложения половины одного сигнала с половиной другого, смещенного на 90 по фазе, модулирование полученных сигналов производят низкочастотными импульсами переменной скважности, смещенными относительно друг друга на й/2, а результирующий сигнал с умноженной разностью фаэ получают суммированием огибающей промодулированных сигналов.

2, Устройство для измерения малых изменений разности фаз, содержащее фазовращатель, квадратичный детектор, выход которого через избирательный усилитель соединен с первым входом фазометра, второй вход которого через удвоитель частоты соединен с первым выходом задающего генератора, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности и Ilo вышения точности измерений, в него введены два модулятора, сумматор я щелевой мост, а также формирователь управляющих импульсов, вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора, при этом первый вход щелезого моста соединен через фазовращатель с шиной первого входного сиг" нала, шина второго входного сигнала подключена к второму входу щелевого моста, первый и второй выходы которого соответственно через первый и второй модуляторы соединены с вхо" дами сумматора, выход которого соединен с входом квадратичного детектора, а первый и второй выходы формирователя управляющих импульсов соединены с управляющими входами первого и второго модуляторов.

l 322179

1322179

04

1 3 !

Составитель В. Шубин

Редактор М. Бланар Техред Л. Олийнык Корректор А. Зимокосов

4 ъюю м.ю

Заказ 2858/40 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4