Способ измерения флуктуаций частоты линейно-частотно- модулированного сигнала

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик 996951 (61) Дополнительное к авт. свид-ву р М gw з (22} Заявлено 260681 (21 ) 3310087/18-21

G 01 R 23/16 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений . и открытий (33) УДК 621. 317 (088.8) Опубликовано 1502.83. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 150283 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФЛУКТУАЦИЙ ЧАСТОТЫ ЛИНЕЙНОЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиолокации для проверки монохроматичности источников линейно-частотно-.модулированных {ЛЧМ) колебаний.

В современных радиолокационных станциях непрерывного излучения (РЛС НИ) обнаружение целей и опреде- 0 ление их координат существенным об.разом зависит от спектрального состава излучаемого. сигнала, т.е. от шири ны спектральной характеристики и мощности отдельных. составляющих. Существующие способы измерения флуктуаций частоты и фазы генераторов не позво-. ляют оценить уровень спектральных составляющих сигналов с.линейно-частотной модуляцией, либо не обладают достаточной чувствительностью настоль. ко, чтобы можно было говорить о. невозможности их использования.

Известен способ измерения флуктуации частоты, в котором исследуемый сигнал подают на высокодобротный колебательный контур, в котором флуктуации частоты преобразуют в флуктуации а;амплитуды, полученный сигнал де» тектируют, фильтруют, а затем флук-.:туации амплитуды анализируют $1) .ЗО

Недостатком этого способа является отсутствие возможности измерения флуктуации частоты ЛЧМ сигнала, так как в этом способе флуктуации частоты преобразуют в флуктуации амплитуды строго фиксированном среднем значении частоты, а частота при ЛЧМ изменяется.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является гетеродинный способ измерения Флук туаций частоты, в котором исследуемый сигнал и сигнал гетеродина берут почти идентичными и вычитают, полу ченный сигнал разности Фильтруют, флуктуации частоты сигнала разности преобразуют в флуктуации амплитуды, усиливают, детектируют и затем анализируют. Указанный способ позволяет измерять флуктуации частоты ЛЧМ сиг" нала по симметричному закону f 2), Недостатками известного способа являются отсутствие воэможности изме- рения флуктуации частоты ЛЧМ сигнала по пилообразному закону из-за искажений результатов измерений во время. быстрого и неуправляемого обратного хода модуляции, а также малая чувствительность на низких частотах анализа так как всегда существующая раэ996951 ность между гетеродинным и исследуемым сигналами предусматривает преобразование флуктуаций частоты в амплитуде флуктуации, реализация которого на низких частотах представля ет значительные трудности.

В радиолокационных станциях непрерывного излучения, работающих в приэемном -слое, всегда велик уровень мер;ающих отражений от земпи и местных предметов, поэтому уровень спектральных составляющих Излучаемого ЛЧИ сигнала, определяющий чувствительность станции в режиме измерения дальности, должен быть низким, а чувствительность измерителя, соответственно, высокой.Иэ эа отсутствия способа невозможно оценить спектральные характеристики сигнала ЛЧИ серийно выпускаемых изделий. Эту проверку осуществляют в станции в полигон ных условиях, что значительно дороже и требует больше времени.

° .

Цель изобретения. — повышение чувствительности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения флуктуаций частоты линейно-частотно-модулированного сигнала, основанному на взаимном вычитании двух идентичных сигналов, полученный сигнал разности фильтруют, дополнительно в конце одновременной модуляции двух сигналов запоминают фазу сигнала разности, в интервалах между модуляциями определяют среднее значение частоты сигнала разности, по значениям частоты и фазы сигнала разности вычисляют начало следующей модуляции одного иэ сигналов и формируют задержку модуляции другого сигнала относительно первого,во время одновремен" ной модуляции сигнал разности анали" эируют.

На чертеже представлены временные диаграммы, поясняющие принцип рабо, ты .способа.

Операции способа осуществляют в следующей очередности.

1. Как и в известном устройстве, вначале вычитают два идентичных -cHzнала, а затем полученный сигнал разности фильтруют от несущей частоты.

2. B конце одновременной модуляции двух сигналов запоминают фазу сигнала разности.

3. В интервалах между модуляциями определяют среднее значение частоты сигнала разности.

4. По полученным в п. 2 и 3 значениям частоты р фазы сигнала разности текущего .периода модуляции вычисляют начало следующей модуляции одного из сигналов и формируют задержку модуляции другого сигнала от» носительно первого.

5. Во время одновременной модуляции сигнал разности анализируют.

Способ реализуется следующим образом.

Сигнал разности после операции вычитания из сигнала с частотой { сигнала с частотой )Дом. чертеж

5 эпюрай) и фильтрации, бвз задержки между модуляциями, имеет вид, представленный на эпюре О в интервале

0 t ° Иэ эпюры видно, что до обратного хода мо™ уляции исследуемый сиг о нал разности имеет среднюю частоту в4 gate

Анализ сигнала разности такого вида невозможен из-эа того, что операция вычитания является нелинейным ,преобразованием,и, следовательно, в

>5 ñèãíàëå разности присутствуют гармо ники на частотах 2(М -Щ), 3(и -и ) и т.д., которые резко снижают чувствительность измерений на низких час-.. тотах айализа.

20 Поэтому частотные флуктуации сигнала разности с ненулевым значением средней частоты вначале преобразуют в амплитудные, детектируют, усиливают, а затем анализируют. Но операция та«.

Я кого преобразования на низких частотах не позволяет получить чувстви" . тельность измерений лучше 50-70 дБ/Гц.

В случае с быстрым и неуправляемым обратным ходом модуляции спектр сигчп нала разности во время. обратного хода расширяется и чувствительность падает до значений, при которых измерение теряет смысл.

В предлагаемом изобретении сигнал

35 В азности анализируют pmua io время одновременной модуляции, устраняя твм самым влияние обратного хода модуляции. Это достигается тем, что в конце интервала анализа (точка tg) на» .

40 пряженив фазы запоминают Иежду моду .ляциями (интервал t<-t>) определяется среднее значение частоты сигнала разности. Go значению частоты формируется задержка начала модуляции второго сигнала относительно начала

45 модуляции первого сигнала и фаза сигнала разности, при которой следует включить модуляцию первого сигнала

Щ;. Время задержки выбирается из усл< рия

50 а1-а)а 3 : д где ф - скорость модуляции, .а фаза сигнала разности иэ условия

lf а 6»)

Ива

СР1 Я

Выбор фазы обеспечивает в точке нулевое значение исследуемого сигнала, равное запоминаемому - исклю4ф чается скачок исследуемого сигнала в начале анализа.

Выбор задержки обеспечивает среднюю разнбсть частот, близкую к нулю.

На участке от й4 до +- исследуемый б5 сигнал содержит флуктуации частоты рованного сигнала с острым обратным ходом относительно закона модуляции с чувствительностью 150 дБ/Гц. Это дает возможность осуществлять эффективный контроль аппаратуры серийного производства с меньшими затратамн в цехе, отказавшись от дорогостоящего контроля на позиции. Способ может применяться и для исследования частотных флуктуаций вновь разрабатываеаеес устройств линейно-частотной моду-

1© ляции, что облегчает задачу получения подобных сигналов с высокой монохроматичностью.

Формула изобретения

Способ измерения флуктуаций частоты линейно-частотно модулированного сигнала, основанный на взаимном

Щ вычитании двух идентичных сигналов, полученный сигнал разности фильтруют отличающийся тем, что, с целью повыаения чувствктельности измерения, в конце одновременной мо -. дуляции двух сигналов запоминают фазу сигнала разности, в интервалах. между модуляциями измеряют среднее значение частоты сигнала разности, по значениям частоты и фазы сигнала

30 разности вычисляют Наиаао следующеl

З » модуляции одного из сигналов н формируют задержку модуляции другого сигнала относительно первого, во время одновременной модуляцик скт иал разности анализируют.

35,Источники .ийформацни, принятые во внимание при экспертизе

1. Малахов A.Í. Флуктуации в as токолебательных системах. М., "Наука", 1968, с. 588-592.

40 2. Там же, с. 616 (прототип).

5 ...:.-..- ;:::: 9 9.6

Э

ЛЧМ сигнала относительно закона моду.ляции в "чистом виде", уровень кото-. рык определяется флуктуациямн фазы сигнала разности около среднего значения. На этом участке сигнал анализируют. Вполне возможно, что фаза исследуемого сигнала в моментg имеет не нулевое значение. Новое значе- ние фазы 1у запоминается (см.эпюру®

С учетом знака и величины запоминае-. мой фазы, а т»кже значения частоты между модуляциями на участке от t6 до: формируется новая задержка yegg из условия

Я сюу й9» о*2 «ъ «ът,»е рде T - время одновременной модуляции, и новое значение фаэыфсрм, при котором следует начать следующую «io- дуляцию первого сигнала нз условия

2:

"ep - + »1

Новое значение задержки позволяет не

1только приблизить разность частотМ -.tea к.нулю, но добиться того, чтобы за счет этой разности значение фазы сигнала разности .в конце следующего интервала анализа lg в томке -t> стало по абсолютному значению меньше

Ч». Это позволяет удерживать фазу исследуемого сигнала в пределах 4 ® что важно для правильной работы%пособа.

Новое значение фазыф» исключает скачок фазы в начале нового кнтервала анализа с учетом запоминаемого значения фазы 9<. Далее все повторяется, Примененке способа позволяет впервые количественно измерить флуктуации частоты линейно-частотно-модулиВНИИПИ Заказ 926/63

Тирам 708 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

\Ю