Фазометр когерентно-импульсных сигналов

Авторы патента:

Попов Дмитрий Иванович (RU)

G01R25/00 - Устройства для измерения фазового угла между напряжениями или токами (измерение коэффициента мощности G01R 21/00; измерение положения отдельных импульсов в серии импульсов G01R 29/02; фазовые дискриминаторы H03D)

Владельцы патента RU 2513656:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения доплеровских сдвигов фаз (радиальной скорости объекта) когерентно-импульсных периодических радиосигналов на фоне шума; может быть использовано в радиолокационных и навигационных системах для однозначного измерения доплеровской скорости летательных аппаратов. Фазометр когерентно-импульсных сигналов содержит блок задержки, блок комплексного сопряжения, блок комплексного умножения, блок усреднения, блок вычисления фазы, блок коррекции пределов измерения, ключ, блок вычисления модуля, пороговый блок, блок памяти, синхрогенератор, дополнительный блок задержки, дополнительный блок комплексного сопряжения, дополнительный блок комплексного умножения, дополнительный умножитель и дополнительный блок памяти, осуществляющие междупериодную обработку исходных отсчетов с целью однозначного измерения доплеровской (радиальной) скорости движущегося объекта. Применение фазометра когерентно-импульсных сигналов позволяет получить требуемый диапазон однозначно измеряемых доплеровских скоростей при сохранении однозначного измерения дальности, что и является достигаемым техническим результатом. 9 ил.

Известен фазометр среднего значения сдвига фазы [1], содержащий последовательно соединенные фазометр мгновенного значения, блок памяти, блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом фазометра мгновенного значения, блок свертки, тригонометрический преобразователь, два выхода которого соединены с двумя одинаковыми каналами, состоящими из последовательно соединенных перемножителя и блока усреднения, выходы блока усреднения каждого канала соединены с соответствующими входами блока вычисления фазы, вторые входы перемножителя через блок вычисления модуля соединены с входом фазометра мгновенного значения, являющимся входом устройства. Однако это устройство из-за двойного тригонометрического преобразования обладает большой аппаратурной погрешностью, имеет малые пределы измерения фазы [-π/2, π/2].

Известен также фазометр [2], содержащий два сумматора, входы которых являются входами фазометра, к ним также подключены детекторы огибающих, выходы сумматоров соединены через последовательно включенные усилители с АРУ, линии задержки и ключи со вторыми входами сумматоров, вторые входы ключей соединены с выходами детекторов огибающих, а вторые входы усилителей с АРУ подключены к выходам источника опорных напряжений, выходы сумматоров соединены с входами смесителей, выходы которых через последовательно соединенные фильтры нижних частот и избирательные усилители подключены к входам фазоиндикатора, выход одного из фильтров нижних частот соединен с входом системы ФАПЧ, выходы которой соединены со вторыми входами смесителей. Однако данное устройство имеет низкую точность измерения и, кроме того, из-за наличия в нем ФАПЧ обладает повышенной инерционностью.

Наиболее близким к изобретению является фазометр доплеровского сдвига фазы радиоимпульсных сигналов [3], выбранный в качестве прототипа, содержащий блок задержки, выходы которого соединены с входами блока комплексного сопряжения (на основе инвертора), выходы которого соединены с первыми входами блока комплексного умножения, вторые входы которого объединены с входами блока задержки, являющимися входами фазометра, выходы блока комплексного умножения соединены с входами блока усреднения, выходы которого соединены с входами блока вычисления фазы и входами блока вычисления модуля, а также со вторыми входами блока коррекции пределов измерения, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления фазы; выход блока коррекции пределов измерения соединен с входом ключа, управляющий вход которого через пороговый блок подключен к выходу блока вычисления модуля, второй вход порогового блока соединен с выходом блока памяти. Однако данное устройство обладает ограниченным диапазоном измерения доплеровской (радиальной) скорости.

Задачей, решаемой в изобретении, является расширение диапазона однозначно измеряемых радиальных скоростей за счет применения дополнительной обработки когерентно-импульсных сигналов.

Для решения поставленной задачи в фазометр когерентно-импульсных сигналов, содержащий блок задержки, блок комплексного сопряжения, блок комплексного умножения, блок усреднения, блок вычисления фазы, блок коррекции пределов измерения, ключ, блок вычисления модуля, пороговый блок, блок памяти и синхрогенератор, введены дополнительный блок задержки, дополнительный блок комплексного сопряжения, дополнительный блок комплексного умножения, дополнительный умножитель и дополнительный блок памяти.

Дополнительные блоки, введенные в предлагаемое устройство, являются известными. Так, соединенные вместе блок задержки, блок комплексного сопряжения и блок комплексного умножения позволяют выделить доплеровский набег фазы за интервал между соседними импульсами. Однако неизвестно совместное применение блока задержки, блока комплексного сопряжения, блока комплексного умножения, дополнительного блока задержки, дополнительного блока комплексного сопряжения и дополнительного блока комплексного умножения. Новыми являются связи дополнительного блока задержки и дополнительного блока комплексного умножения с блоком комплексного умножения, дополнительного блока комплексного умножения с блоком усреднения и дополнительного умножителя с блоком коррекции пределов измерения и ключом, что обеспечивает расширение диапазона однозначно измеряемых радиальных скоростей. Связи между синхрогенератором и всеми блоками фазометра когерентно-импульсных сигналов обеспечивают согласованную обработку когерентно-импульсной последовательности радиоимпульсов.

Сравнение с техническими характеристиками, известными из опубликованных источников информации, показывает, что заявляемое решение обладает новизной и имеет изобретательский уровень.

Заявляемое решение носит технический характер, осуществимо, воспроизводимо и, следовательно, является промышленно применимым.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема фазометра когерентно-импульсных сигналов; на фиг.2 - блоков задержки; на фиг.3 - блоков комплексного сопряжения; на фиг.4 - блоков комплексного умножения; на фиг.5 - блока усреднения; на фиг.6 - блока вычисления фазы; на фиг.7 - блока коррекции пределов измерения; на фиг.8 - блока присвоения знака; на фиг.9 - блока вычисления модуля.

Фазометр когерентно-импульсных сигналов (фиг.1) содержит блок 1 задержки, блок 2 комплексного сопряжения, блок 3 комплексного умножения, блок 4 усреднения, блок 5 вычисления фазы, блок 6 коррекции пределов измерения, ключ 7, блок 8 вычисления модуля, пороговый блок 9, блок 10 памяти, синхрогенератор 11, дополнительный блок 12 задержки, дополнительный блок 13 комплексного сопряжения, дополнительный блок 14 комплексного умножения, дополнительный умножитель 15 и дополнительный блок памяти 16, при этом выходы блока 1 задержки соединены с входами блока 2 комплексного сопряжения, выходы которого соединены с первыми входами блока 3 комплексного умножения, вторые входы которого объединены с входами блока 1 задержки, выходы блока 4 усреднения соединены с входами блока 5 вычисления фазы и входами блока 8 вычисления модуля, а также со вторым и третьим входами блока 6 коррекции пределов измерения, первый вход которого соединен с выходом блока 5 вычисления фазы, выход блока 8 вычисления модуля соединен с первым входом порогового блока 9, выход которого соединен с управляющим входом ключа 7, второй вход порогового блока 9 соединен с выходом блока 10 памяти, входы дополнительного блока 12 задержки соединены с выходами блока 3 комплексного умножения, выходы дополнительного блока 12 задержки соединены с входами дополнительного блока 13 комплексного сопряжения, выходы которого соединены с первыми входами дополнительного блока 14 комплексного умножения, вторые входы которого объединены с входами дополнительного блока 12 задержки, выходы дополнительного блока 14 комплексного умножения соединены с входами блока 4 усреднения, выход блока 6 коррекции пределов измерения соединен с первым входом дополнительного умножителя 15, второй вход которого соединен с выходом дополнительного блока 16 памяти, выход дополнительного умножителя 15 соединен с основным входом ключа 7, выход синхрогенератора 11 соединен с синхровходами блока 1 задержки, блока 2 комплексного сопряжения, блока 3 комплексного умножения, блока усреднения 4, блока 5 вычисления фазы, блока 6 коррекции пределов измерения, ключа 7, блока 8 вычисления модуля, порогового блока 9, блока памяти 10, дополнительного блока 12 задержки, дополнительного блока 13 комплексного сопряжения, дополнительного блока 14 комплексного умножения, дополнительного умножителя 15 и дополнительного блока памяти 16, причем входами фазометра когерентно-импульсных сигналов являются входы блока задержки 1, а первым и вторым выходами - соответственно выходы ключа 7 и порогового блока 9.

Блок 1 задержки и дополнительный блок 12 задержки (фиг.2) содержат две цифровые линии задержки 17 на интервал Т, входами блоков задержки являются входы цифровых линий задержки 17, выходы которых являются выходами блоков задержки.

Блок 2 комплексного сопряжения и дополнительный блок 13 комплексного сопряжения (фиг.3) содержат инвертор 18, первый вход блоков комплексного сопряжения является его первым выходом, вторым входом является вход инвертора, выход которого является вторым выходом блока комплексного сопряжения.

Блок 3 комплексного умножения и дополнительный блок 14 комплексного умножения (фиг.4) содержат два канала (I, II), каждый из которых включает первый перемножитель 19, последовательно включенные второй перемножитель 20 и сумматор 21, выход первого перемножителя 19 одного канала соединен со вторым входом сумматора 21 другого канала, а первыми и вторыми входами блока комплексного умножения соответственно являются объединенные между собой первые входы первого и второго перемножителей 19, 20 каждого из каналов, объединенные вторые входы вторых перемножителей 20 и объединенные вторые входы первых перемножителей 19, а выходами блока комплексного умножения являются выходы сумматоров 21 каналов.

Блок 4 усреднения (фиг.5) содержит два канала (I, II), каждый из которых состоит из N-3 последовательно включенных цифровых линий задержки 22 на интервал T и N-3 сумматоров 23, входами блока усреднения являются объединенные входы первой линии задержки 22 и первого сумматора 23 каждого канала (I, II), а выход k-й [k=1…(N-3)] линии задержки 22 соединен со вторым входом k-гo [k=1…(N-3)] сумматора 23 каждого канала (I, II), выходами блока усреднения служат выходы (N-3)-го сумматора.

Блок 5 вычисления фазы (фиг.6) содержит последовательно соединенные делитель 24 и функциональный преобразователь 25, входами блока вычисления фазы являются входы делителя 24, а выходами блока вычисления фазы являются выходы функционального преобразователя 25.

Блок 6 коррекции пределов измерения (фиг.7) содержит последовательно включенные модульный блок 26, сумматор 27, блок 28 присвоения знака, первый ключ 29 и сумматор 30, при этом первый вход блока коррекции пределов измерения через второй ключ 31 соединен со вторым входом сумматора 30, выход блока памяти 32 соединен со вторым входом сумматора 27, второй вход блока коррекции пределов измерения соединен с управляющими входами первого 29 и второго 31 ключей, второй вход блока 28 присвоения знака является третьим входом блока коррекции пределов измерения, выход сумматора 30 является выходом блока коррекции.

Блок 28 присвоения знака (фиг.8) содержит блоки 33, 36 умножения, блок 34 памяти и ограничитель 35, причем второй вход блока присвоения знака является первым входом блока 33 умножения, второй вход которого соединен с выходом блока 34 памяти, выход блока 33 умножения соединен со входом ограничителя 35, выход которого соединен с первым входом блока 36 умножения, второй вход которого является первым входом блока присвоения знака, выходом блока присвоения знака служит выход блока 36 умножения.

Блок 8 вычисления модуля (фиг.9) содержит два блока 37 умножения, сумматор 38 и блок 39 извлечения квадратного корня, входами блока вычисления модуля являются входы блоков 37 умножения, выходы которых соединены с первым и вторым входами сумматора 38, выход которого соединен с входом блока 39 извлечения квадратного корня, выход которого является выходом блока вычисления модуля.

Фазометр когерентно-импульсных сигналов работает следующим образом.

В заявляемом фазометре обрабатывается когерентно-импульсная последовательность N радиоимпульсов, несущие частоты излучения которых с начального значения ƒ₀ линейно перестраиваются от импульса к импульсу на величину Δƒ, т.е частота k-го импульса ƒ_k=ƒ₀+{k-1)Δƒ, k=1…N. При

отражении радиоимпульсов от движущейся цели их несущие частоты приобретают доплеровские сдвиги фазы (φ_k=φ+(k-1)Δφ, причем

φ=4πƒ₀Tν_r/c, Δφ=4πΔƒTν_r/c,

где Т - период повторения импульсов, ν_r - радиальная скорость цели, с - скорость распространения радиоволн.

Отраженные от цели радиоимпульсы поступают на вход приемника, в котором усиливаются, в квадратурных фазовых детекторах переносятся на видеочастоту, а затем подвергаются аналого-цифровому преобразованию (соответствующие блоки на фиг.1 не показаны). На вход фазометра в одном элементе разрешения по дальности поступают цифровые отсчеты комплексной огибающей

$U_{k} = u_{1 k} + i u_{2 k} = | U_{k} | \exp {i (θ_{k} + ϕ_{0})}, k = 1 \dots N,$

где $u_{1 k}$ , $u_{2 k}$ - действительная и мнимая части отсчетов U_k,

$θ_{k} = \sum_{l = 1}^{k} ϕ_{l} = k ϕ + \frac{k (k - 1)}{2} Δ ϕ$ - суммарный сдвиг фазы k-го импульса,

φ₀ - начальная фаза.

Входные отсчеты U_k фазометра (фиг.1) в блоке 1 задержки (фиг.2) задерживаются на период повторения Т. В блоке 2 комплексного сопряжения (фиг.3) осуществляется комплексное сопряжение задержанного отсчета $(U_{k - 1}^{*})$ . Далее в блоке 3 комплексного умножения (фиг.4) реализуется обработка отсчетов в соответствии с алгоритмом

$\begin{array}{l} X_{k} = U_{k - 1}^{*} U_{k} = (u_{1, k - 1} - i u_{2, k - 1}) (u_{1 k} + i u_{2 k}) = \\ = u_{1, k - 1} u_{1 k} + u_{2, k - 1} u_{2 k} + i (u_{1, k - 1} u_{2 k} - u_{2, k - 1} u_{1 k}) = \\ = | X_{k} | \exp {i [ϕ + (k - 1) Δ ϕ]}, k = 2 \dots N . \end{array}$

После задержки в дополнительном блоке 12 задержки (фиг.2) и комплексного сопряжения в дополнительном блоке 13 комплексного сопряжения

(фиг.3) отсчеты $X_{k - 1}^{*}$ умножаются с отчетами Х_k в дополнительном блоке 14 комплексного умножения (фиг.4), на выходе которого образуются отсчеты

$\begin{array}{l} Y_{k} = X_{k - 1}^{*} X_{k} = {(U_{k - 2}^{*} U_{k - 1})}^{*} U_{k - 1}^{*} U_{k} = \\ = U_{k}_{- 2} U_{k - 1}^{*} U_{k - 1}^{*} U_{k} = | Y_{k} | \exp (i Δ ϕ), k = 3 \dots N . \end{array}$

С выхода дополнительного блока 14 комплексного умножения отсчеты поступают в блок 4 усреднения (фиг.5), осуществляющий с помощью линий задержки 22 и сумматоров 23 скользящее вдоль азимута суммирование, что приводит к образованию на выходе блока 4 усреднения величины

$V = ν_{1} + i ν_{2} = \sum_{k = 3}^{N} Y_{k} = \sum_{k = 3}^{N} U_{k - 2} U_{k - 1}^{*} U_{k - 1}^{*} U_{k} = | V | \exp (i Δ ϕ) .$

Величины ν₁ и ν₂ поступают на соответствующие входы блока 5 вычисления фазы (фиг.6), где на основе блока 24 деления и функционального преобразователя 25 вычисляется оценка

$Δ \hat{ϕ} = \arg V = a r c t g (ν_{2} / ν_{1}) .$

Последующие преобразования оценки $Δ \hat{ϕ}$ происходят в блоке 6 коррекции пределов измерения (фиг.7) и зависят от знака ν₁. При ν₁>0 открыт второй ключ 31, и оценка $Δ \hat{ϕ}$ через сумматор 30 непосредственно поступает на выход блока коррекции пределов измерения. При ν₁<0 открыт первый ключ 29, а второй ключ 31 закрыт. При этом в модульном блоке 26 образуется $| \arg V |$ , вычитаемый в блоке 27 из величины π, поступающей от блока 32 памяти. Полученной разности в блоке 28 присваивается знак величины ν₂.

Блок 28 присвоения знака (фиг.8) работает следующим образом. На второй вход блока присвоения знака поступает величина ν₂, где в блоке 33 умножения производится ее умножение на постоянный множитель из блока 34 памяти с целью масштабирования и дальнейшего ограничения в ограничителе 35 по уровню ±1. Таким образом, после ограничения величина на выходе ограничителя 35 имеет смысл знака величины ν₂, который, поступая на первый вход блока 36 умножения, присваивается разности $π - | \arg V |$ , поступающей на первый вход блока присвоения знака, т.е. на второй вход блока 36 умножения с выхода сумматора 27.

Рассмотренные операции позволяют найти в блоке 5 вычисления фазы оценку доплеровского сдвига фазы, находящуюся в интервале [-π/2, π/2], а затем в блоке 6 коррекции пределов измерения расширить пределы ее однозначного измерения до интервала [-π, π] в соответствии с алгоритмом

$Δ \hat{ϕ} = {\begin{cases} \arg V, п р и ν_{1} > 0; \\ (sgn ν_{2}) (π - | \arg V |) п р и ν_{1} < 0. \end{cases}}$

Дополнительный блок 15 умножения (фиг.1) осуществляет умножение найденной оценки сдвига фазы $Δ \hat{ϕ}$ на коэффициент a, хранящийся в дополнительном блоке 16 памяти, что позволяет найти однозначную оценку радиальной скорости в соответствии с алгоритмом

${\hat{ν}}_{r} = Δ \hat{ϕ} \frac{c}{4 π T Δ ƒ} = Δ \hat{ϕ} a$ .

Выигрыш в диапазоне однозначного измерения вытекает из сравнения доплеровских частот предложенного устройства ƒ_д.пр=2ν_rΔƒ/c и известного (прототипа) ƒ_д.из=2ν_rƒ₀/c. Так как в обоих случаях интервал однозначности доплеровской частоты соответствует [-1/2T, 1/2T], то интервал однозначного измерения радиальной скорости расширяется в ƒ₀/Δƒ раз, что соответствует решению поставленной задачи изобретения. Если в соответствии с условием ƒ_{д пр}≤1/2T для максимально возможной скорости цели ν_{r max} выбрать разнос несущих частот Δƒ≤c/4ν_{r max}, то во всем диапазоне реальных скоростей цели может быть осуществлено их однозначное измерение. При этом сохраняется однозначность измерения дальности, которая обеспечивается соответствующим выбором периода повторения импульсов Т.

Для уменьшения вероятности работы устройства по шумам в нем исключается выдача полученной оценки на выход в отсутствие отраженного от цели сигнала. С выхода блока 4 усреднения (фиг.1) величины ν₁ и ν₂ поступают на вход блока 8 вычисления модуля (фиг.9), реализующего алгоритм

$ν = | V | = \sqrt{ν_{1}^{2} + ν_{2}^{2}} \geq ν_{0} .$

Далее величина ν поступает на первый вход порогового блока 9, в котором сравнивается с пороговым уровнем ν₀, записанным в блоке 10 памяти. Если происходит превышение порогового уровня ν₀, то с выхода порогового блока 9 поступает сигнал разрешения на прохождение результата вычисления с выхода дополнительного блока 15 умножения через ключ 7 на первый выход фазометра когерентно-импульсных сигналов. В противном случае ключ 7 разомкнут. Кроме того, сигнал с выхода порогового блока 9, являющегося вторым выходом фазометра когерентно-импульсных сигналов, может быть использован для отсчета других координат цели, например дальности.

Синхронизация фазометра когерентно-импульсных сигналов осуществляется подачей на все блоки заявляемого устройства последовательности синхронизирующих импульсов, вырабатываемых синхронизатором 11 (фиг.1), с периодом повторения t_к, определяемым из условия требуемой разрешающей способности по дальности.

Таким образом, фазометр когерентно-импульсных сигналов позволяет получить требуемый диапазон однозначно измеряемых доплеровских скоростей при сохранении однозначного измерения дальности.

Библиография

1. А.С. №737860 (СССР), МКИ G01R 25/00. Фазометр среднего значения набега фазы. / Э.В.Арбенин, А.В.Касаткин и В.А.Острожинский. Опубл. 30.05.1980. - Изобретения. - 1980. - №20. - С.226.

2. А.С. №1195279 (СССР), МКИ G01R 25/00. Радиоимпульсный фазометр. / В.Я.Суньян и Э.Е.Пашковский. Опубл. 30.11.1985. - Изобретения. - 1985. - №44. - С.204.

3. А.С. №1748086 (СССР), МКИ G01R 25/00. Фазометр доплеровского набега фазы радиоимпульсных сигналов. / Д.И.Попов, С.В.Герасимов и Е.Н.Матаев. Опубл. 15.07.1992. - Изобретения. - 1992. - №26. - 6 с.

Фазометр когерентно-импульсных сигналов, содержащий блок задержки, блок комплексного сопряжения, блок комплексного умножения, блок усреднения, блок вычисления фазы, блок коррекции пределов измерения, ключ, блок вычисления модуля, пороговый блок, блок памяти и синхрогенератор, при этом выходы блока задержки соединены с входами блока комплексного сопряжения, выходы которого соединены с первыми входами блока комплексного умножения, вторые входы которого объединены с входами блока задержки, выходы блока усреднения соединены с входами блока вычисления фазы и входами блока вычисления модуля, а также со вторым и третьим входами блока коррекции пределов измерения, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления фазы, выход блока вычисления модуля соединен с первым входом порогового блока, выход которого соединен с управляющим входом ключа, второй вход порогового блока соединен с выходом блока памяти, выход синхрогенератора соединен с синхровходами блока задержки, блока комплексного сопряжения, блока комплексного умножения, блока усреднения, блока вычисления фазы, блока коррекции пределов измерения, ключа, блока вычисления модуля, порогового блока и блока памяти, отличающийся тем, что введены дополнительный блок задержки, дополнительный блок комплексного сопряжения, дополнительный блок комплексного умножения, дополнительный умножитель и дополнительный блок памяти, при этом входы дополнительного блока задержки соединены с выходами блока комплексного умножения, выходы дополнительного блока задержки соединены с входами дополнительного блока комплексного сопряжения, выходы которого соединены с первыми входами дополнительного блока комплексного умножения, вторые входы которого объединены с входами дополнительного блока задержки, выходы дополнительного блока комплексного умножения соединены с входами блока усреднения, выход блока коррекции пределов измерения соединен с первым входом дополнительного умножителя, второй вход которого соединен с выходом дополнительного блока памяти, выход дополнительного умножителя соединен с основным входом ключа, выход синхрогенератора соединен с синхровходами дополнительного блока задержки, дополнительного блока комплексного сопряжения, дополнительного блока комплексного умножения, дополнительного умножителя и дополнительного блока памяти, причем входами фазометра когерентно-импульсных сигналов являются входы блока задержки, а первым и вторым выходами - соответственно выходы ключа и порогового блока.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в радиотехнике, метрологии и других отраслях промышленности для прецизионного измерения разности фаз пары сигналов и ее изменения во времени.

Фазометр с гетеродинным преобразованием частоты // 2470312

Цифровой способ измерения фазового сдвига гармонических колебаний // 2419098

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

Фазовый способ обнаружения несанкционированного подключения к телефонным линиям связи // 2416885

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах защиты информации для обнаружения устройств несанкционированного съема информации в телефонной линии связи.

Способ определения параметров конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора // 2402026

Изобретение относится к области систем обработки информации и может быть использовано при функциональном контроле и диагностировании конденсаторной установки на основе использования последовательной схемы замещения конденсатора.

Измеритель разности фаз радиосигналов // 2388001

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для точного определения разности фаз радиосигналов, принимаемых в пространственно разнесенных точках. .

Способ и устройство для определения фазового подключения напряжения произвольной неизвестной фазы относительно напряжения опорной фазы // 2348938

Изобретение относится к определению подключенной фазы напряжения неизвестной фазы относительно напряжения опорной фазы в системе распределения электроэнергии, имеющей многофазную линию электропередачи.

Способ определения угла сдвига фаз между двумя сигналами, представленными цифровыми отсчетами // 2338213

Изобретение относится к измерительной технике. .

Способ определения угла сдвига фаз между двумя сигналами, представленными цифровыми отсчетами // 2338212

Изобретение относится к измерительной технике. .

Способ определения текущих первичных и вторичных параметров линии электропередачи для построения ее прямой г-образной адаптивной модели // 2334990

Изобретение относится к области систем обработки информации и может быть использовано при функциональном контроле и диагностировании ЛЭП. .

Способ измерения сдвига фаз // 2527665

Изобретение относится к радиотехнике, а именно измерительной технике. Формируют третий и четвертый сигналы путем задержки первого и второго сигналов на один интервал, все произведения четных и нечетных сигналов, из которых формируют первую и вторую величины, оценку измеряемого сдвига фаз между первым и вторым сигналами как арктангенс отношения усредненных по времени значений первой и второй величин. Дополнительно формируют пятый, седьмой и девятый сигналы путем задержки первого сигнала на два, три и четыре интервала, соответственно, шестой, восьмой и десятый сигналы путем задержки второго сигнала на два, три и четыре интервала, соответственно, формируют третью величину как разность произведения второго сигнала на девятый сигнал и произведения первого сигнала на десятый сигнал, четвертую величину как разность произведения четвертого сигнала на седьмой сигнал и произведения третьего сигнала на восьмой сигнал, пятую величину формируют как разность произведения четвертого сигнала на седьмой сигнал и произведения пятого сигнала на шестой сигнал, шестую величину как разность произведения третьего сигнала на восьмой сигнал и произведения пятого сигнала на шестой сигнал, седьмую величину как сумму произведения четвертого сигнала на седьмой сигнал и произведения третьего сигнала на восьмой сигнал, восьмую величину как сумму произведения третьего сигнала на четвертый сигнал и произведения седьмого сигнала на восьмой сигнал, причем измерение проводится в два этапа, на первом этапе первую величину формируют как произведение четвертой величины на сумму пятой и шестой величин и на квадратный корень разности квадрата удвоенной четвертой величины и квадрата третьей величины, а вторую величину формируют как произведение квадрата суммы пятой и шестой величин на сумму удвоенной четвертой и третьей величин, на втором этапе первую величину формируют как произведение модуля четвертой величины на разность произведений третьей и седьмой величин и удвоенной четвертой и восьмой величин и на квадратный корень разности квадрата удвоенной четвертой величины и квадрата третьей величины, а вторую величину формируют как квадрат разности произведения третьей и седьмой величин и произведения удвоенной четвертой и восьмой величин, и из полученных на первом и втором этапах оценок сдвига фаз выбирается оценка, имеющая минимальное среднеквадратичное отклонение. Технический результат заключается в уменьшении погрешности измерения сдвига фаз квазигармонических сигналов с медленно меняющимися амплитудами и частотой при наличии аддитивной и мультипликативной помех. 5 ил.

Способ измерения сдвига фаз // 2541373

Изобретение относится к радиотехнике. Способ заключается в том, что посредством двух АЦП и двух распределителей отсчетов сигналов на четные и нечетные из первого и второго сигналов формируют третий и четвертый сигналы путем задержки первого и второго сигналов на один фиксированный временной интервал, все произведения четных и нечетных сигналов, первую величину как разность произведения второго сигнала на третий и первого сигнала на четвертый, вторую величину как сумму произведения первого сигнала на второй и третьего сигнала на четвертый и оценку фазового сдвига между первым и вторым сигналами как арктангенс отношения усредненных по времени значений первой и второй величин. Формируют пятый и шестой сигналы путем задержки третьего и четвертого сигналов на фиксированный временной интервал. Формируют третью величину как разность произведения первого сигнала на четвертый сигнал и произведения второго сигнала на третий сигнал, четвертую величину как разность произведения третьего сигнала на шестой сигнал и произведения четвертого сигнала на пятый сигнал, пятую величину как разность произведения первого сигнала на шестой сигнал и произведения второго сигнала на пятый сигнал, шестую величину как сумму произведения первого сигнала на шестой сигнал и произведения пятого сигнала на второй сигнал, седьмую величину как сумму произведения первого сигнала на второй сигнал и произведения пятого сигнала на шестой сигнал, восьмую величину как разность квадрата третьей величины и суммы квадратов первой и второй. Первую величину формируют как произведение пятой величины на квадратный корень разности учетверенного произведения квадратов третьей и четвертой величины и квадрата восьмой величины на разность удвоенного произведения третьей, четвертой и седьмой величин и произведения шестой и восьмой величин, а вторую величину формируют как квадрат разности удвоенного произведения третьей, четвертой и седьмой величин и произведения шестой и восьмой величин. Технический результат заключается в уменьшении погрешности измерения сдвига фаз квазигармонических сигналов с медленно меняющимися амплитудами и частотой при наличии аддитивной и мультипликативной помех. 4 ил., 1 табл.

Фазометр радиоимпульсных сигналов // 2547159

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения доплеровских сдвигов фаз (радиальной скорости объекта) неэквидистантных когерентно-импульсных радиосигналов на фоне шума; может быть использовано в радиолокационных и навигационных системах для однозначного измерения доплеровской скорости летательных аппаратов. Фазометр радиоимпульсных сигналов содержит блок задержки, блок комплексного сопряжения, блок комплексного умножения, блок усреднения, блок вычисления фазы, блок коррекции пределов измерения, ключ, блок вычисления модуля, пороговый блок, блок памяти, синхрогенератор, первый и второй двухканальные ключи, дополнительный блок усреднения, блок управления, дополнительный блок задержки, дополнительный блок вычисления модуля, дополнительный блок комплексного сопряжения, дополнительный блок комплексного умножения, сумматор, дополнительный умножитель и дополнительный блок памяти, осуществляющие междупериодную обработку исходных отсчетов с целью однозначного измерения доплеровской (радиальной) скорости движущегося объекта. Технический результат заключается в возможности получать требуемый диапазон однозначно измеряемых доплеровских скоростей при сохранении однозначного измерения дальности. 11 ил.

Доплеровский фазометр пассивных помех // 2550315

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения доплеровских сдвигов фазы пассивных помех; может быть использовано в адаптивных устройствах режектирования пассивных помех для измерения тригонометрических функций (косинуса и синуса) текущих значений доплеровской фазы многочастотных пассивных помех. Доплеровский фазометр пассивных помех содержит блок оценивания фазы, блок комплексного умножения, блок задержки, синхрогенератор, первый умножитель, первый функциональный преобразователь, второй умножитель, второй функциональный преобразователь, первый блок памяти, комплексный сумматор, дополнительный вычислитель фазы, второй блок памяти, дополнительный блок оценивания фазы, третий и четвертый функциональные преобразователи, дополнительный блок комплексного умножения и дополнительный блок задержки, осуществляющие когерентную обработку исходных отсчетов с целью измерения тригонометрических функций (косинуса и синуса) текущих значений доплеровской фазы многочастотных пассивных помех. Технический результат заключается в повышении точности измерения доплеровских сдвигов фазы многочастотных пассивных помех. 9 ил.

Синхронизируемый измеритель фазовых сдвигов // 2551788

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для определения фазового сдвига как синусоидальных сигналов, так и последовательностей импульсов. Технический результат - повышение эффективности функционирования измерителя фазовых сдвигов за счет исключения ошибки, связанной с нарушением порядка поступления входных сигналов, и повышения точности формирования временных интервалов, определяющих искомый фазовый сдвиг. Для этого синхронизируемый измеритель фазовых сдвигов содержит два формирователя импульсов, два делителя частоты, синхронизатор, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и измеритель временных интервалов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фазометр с гетеродинным преобразованием частоты // 2551837

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в радиотехнике, метрологии и других отраслях промышленности для прецизионного измерения приращений фазы или разности фаз пары сигналов и их изменения во времени. Фазометр содержит средство сбора и обработки данных, времязадающее средство и по меньшей мере один канал обработки сигналов, причем каждый этот канал обработки сигналов содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и четыре регистра, при этом вход аналого-цифрового преобразователя является входом фазометра и входом канала обработки сигналов, времязадающее средство своими выходами подключено к тактовым входам аналого-цифрового преобразователя, четырех регистров и средства сбора и обработки данных, выходы канала обработки сигналов подключены к входам средства сбора и обработки данных; при этом в каждый канал обработки сигналов этого фазометра введены два вычитателя, сумматор и два удвоителя кода, причем входы сумматора подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя и к выходу четвертого регистра, входы первого вычитателя подключены к выходам первого и третьего регистров, входы второго вычитателя подключены к выходу сумматора и через первый удвоитель кода к выходу второго регистра, вход второго удвоителя кода подключен к выходу первого вычитателя, выходами канала обработки сигналов являются выход второго вычитателя и выход второго удвоителя кода. Технический результат заключается в упрощении устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ измерения фазового сдвига фильтра низкой частоты синхронного детектора // 2577828

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения фазового сдвига фильтра низкой частоты синхронного детектора. Сущность изобретения состоит в двукратном измерении напряжения выходного сигнала U1, U2 детектора, получая первоначально значение U1 при модуле разности частот ωпр опорного и информационного сигналов, подаваемых на его входы, равной частоте, на которой необходимо определение фазового сдвига, а затем при изменении одной из входных частот до значения, соответствующего максимальному значению U2 выходного сигнала детектора, фиксируют модуль разности ωр подаваемых при этом на входы частот, с последующим расчетом фазового сдвига φ в соответствии с выражением Неравномерность Δ амплитудно-частотной характеристики детектора сигналов определяется в соответствии с выражением Технический результат заключается в повышении точности измерения фазового сдвига. 1 з.п. ф-лы.

Фазометр когерентно-импульсных радиосигналов // 2609438

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения доплеровских сдвигов фаз (радиальной скорости объекта) неэквидистантных когерентно-импульсных радиосигналов на фоне шума; может быть использовано в радиолокационных и навигационных системах для однозначного измерения доплеровской скорости летательных аппаратов. Фазометр когерентно-импульсных радиосигналов содержит блок задержки, блок комплексного сопряжения, блок комплексного умножения, блок усреднения, блок вычисления фазы, ключ, блок вычисления модуля, пороговый блок, блок памяти, синхрогенератор, первый и второй двухканальные ключи, дополнительный блок усреднения, блок управления, дополнительный блок задержки, дополнительный блок комплексного сопряжения, дополнительный блок комплексного умножения, дополнительный умножитель и дополнительный блок памяти, осуществляющие межпериодную обработку исходных отсчетов с целью однозначного измерения доплеровской (радиальной) скорости движущегося объекта. Технический результат заключается в возможности получения требуемого диапазона однозначно измеряемых доплеровских скоростей при сохранении однозначного измерения дальности. 10 ил.

Цифровое фазосмещающее устройство // 2612055

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для задания фазового сдвига электрических сигналов, и может быть использовано в цифровых системах управления полупроводниковыми преобразователями. Цифровое фазосмещающее устройство включает формирователь прямоугольных импульсов 1, первый 2 и второй 3 формирователи коротких импульсов, логический элемент НЕ 4, первый 5 и второй 6 логический элемент И, суммирующий счетчик 7, вычитающий счетчик 8, числовой компаратор 9, блок памяти 10, генератор 11 импульсов стабильной частоты, задающий регистр 12 и диод 13. На выходе задающего регистра 12 устанавливается код угла управления. Устройство с высокой точностью обеспечивает компенсацию искажения кривой переменного напряжения. Устройство обеспечивает практически плавное изменение заданного угла управления и высокую его стабильность в условиях нестабильности частоты питающей сети. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. 2 ил.

Способ измерения разности фаз и отношения уровней двух гармонических сигналов // 2618046

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения отношения уровней и разности фаз двух гармонических сигналов. Заявлен способ измерения разности фаз и отношения уровней двух гармонических сигналов, согласно которому измеряют синхронно мгновенные значения двух сигналов через равные промежутки времени. В результате измерений получают по три мгновенных значения опорного и измерительного сигналов. Применяя аналитическое соотношение, связывающее первое, второе и третье мгновенные значения измерительного сигнала с его амплитудой, вычисляют значение амплитуды измерительного сигнала, а применяя аналитическое соотношение, связывающее первое, второе и третье мгновенные значения измерительного сигнала с его мгновенной фазой, вычисляют значение мгновенной фазы измерительного сигнала. Аналогично вычисляют значение амплитуды и мгновенной фазы опорного сигнала. Разделив вычисленное значение амплитуды измерительного сигнала на вычисленное значение амплитуды опорного сигнала, находят отношение уровней двух сигналов. Аналогично находят разность фаз двух сигналов. Технический результат - повышение точности измерения разности фаз двух гармонических сигналов и расширение возможностей способа. 2 ил.