Способ измерения малых изменений разности фаз

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 316636 Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 021970 ( 1400009/26-9) МПК 6 01 г 2728 рисоединением заявкиКомитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров,СССРрит УДК 621.317.373(088.8 публиковано О.Х,1971. Бюллетеньата опубликования описания 2.Х 11.19 Г,1Армянской ССР Авторыизобретени Г. Мирзабек Симонян аявитель Институт радиофизики и электроники Академ ЙОСОБ ИЗМЕРЕНЙЯ МААЪХ ИЗМЕНЕНИЙ РАЗНОСТИ ФАЗ щий фазоачального и величи- раздели- яризовансумматор тогональоде, вра- частотой б поляризации,ализа и р2-,.выделяющий линейно пненту, приемник 7 СВЧдетектором, избирателИчастоте - , низкочасто17,дающий генератор 10 с ляризованную комповолн с квадратичным ный усилитель 8 на тный фазометр 9, зай частотой, буфер Изобретение относится к области СВЧ измерений в антенной технике и может быть использовано для построения эффективных систем фазовых пеленгаторов и для других целей в таких режимах работы, где измеряе мым параметром является относительное изменение соответствующей физической величины.Известны способы измерения малых изменений разности фаз, основанные на умноже нии разности фаз сравниваемых сигналов сверхвысоких частот. Эти способы используют умножители, являющиеся нелинейными элементами, и вследствие этого последние дополнительно увеличивают внутренние шумы 15 системы, а пороговая точность не может быть сделана большей фазовой нестабильности применяемых усилителей.Целью изобретения является повышение точности измерений. Для достижения этой цели преобразуют с помощью селектора поляризации изменение разности фаз двух одинаковых по величине и сдвинутых на четверть периода по фазе сигналов в изменение ориентации эллипса поляризации в круглом волноводе, а затем преобразуют изменение ориентации этого эллипса поляризации в изменение сдвига фаз на низкой частоте.На фиг, 1 приведена блок-схема устройст.ва, реализующего предложенный способ; на фиг. 2 - графики коэффициента умноженизменения разности фаз.Фазометр содержит компенсируювращатель 1 для получения первонсдвига фаз:90 между измеряемымнами сигналов, аттенюаторы 2 и 3,тель 4 поляризации на линейно-полные компоненты, работающий какполяризации в пространственно-орных направлениях в круглом волновщатель 5 плоскости поляризации с 2ый каскад 11 для питания вращателя 5 плосости поляризации и удвоитель 12 частоты,Сущность предложенного способа заключается в следующем.Электромагнитные колебания Е 1 и Е 2, изменение разности фаз которых подлежит измерению, суммируются в пространственно - ортогональных направлениях в круглом волноводе при помощи разделителя 4 поляриза.3ции. Здесь Е,=Е 1 е + и Е,=Е.а" +", где ЕЕ и ср ср 2 - амплитуды и фазы входных сигналов соответственпо, а о - угловая частота.Полученная таким образом поляризованная волна проходит через вращатель 5 плоскости поляризации, а затем поступает на вход приемника 7 СВЧ-волн через анализатор 6 поляризации,сПосле усиления на частоте " - избирательным усилителем 8 сигнал подается на вход низкочастотного фазометра 9. В качестве опорного сигнала для низкочастотного фазометра используется после удвоения частоты напряжение задающего генератора 10.Можно показать, что спектральный состав выходного сигнала, приемника 7 СВЧ-колебаний содержит низкочастотное синусоидальйное колебание с часготой -- и начальной фазой, находящейся в функциональной зависимости от величины изменений разности фаз СВЧ-колебаний.Положим ср=0, а р представим в виде = - +-"1, где Л - малое изменение раз 2ности фаз в окрестности - , подлежащее из 2мерепию, а также обозначим - : Р, и опЕгЕ,ределим коэффициент умножения .К. равенст вом:тсозл( 81 п) 2 Ргде у= является функцией амплитудР 2волн, изменение разности фаз которых подлежит измерению.Тогда график функции (1) для трех значений у будет иметь вид, приведенный на фиг, 2, Из этого графика видно, что с увеличением значения у нелинейность зависимости 10 К, =К, (Л) возрастает, Например, если нелинейность шкалы фазометра равна 5%, то при у=10 интервал изменений измеряемых разностей фаз составит-+1,5, а при у=20 будет +-0,7.15Предложенный спосоо моисет статьпым во всех случаях, когда отношение мощностей измеряемых сигналов остается постоянным, например в радиоинтерферометрах, 20Предмет изобретения25 Способ измерения малых изменений разности фаз, основанный на умножении разности фаз сравниваемых сигналов сверхвысоких частот, отличаюисийся тем, что, с целью повышения точности измерений, преобразуют с по- ЗО мощью селектора поляризации изменениеразности фаз двух одинаковых по величине и сдвинутых на четверть периода по фазе сигналов в изменение ориентации эллипса поляризации в круглом волноводе, а затем преоб разуют изменение ориентации этого эллипсаполяризации в изменение сдвига фаз па низкой частоте.Рц й -18 -16 -14 - 1 Усо орректо едактор га ипография, пр. Сапунова,Составитель Н. Степановехред А. А, Камышников Заказ 3401/6 Изд.1396 Тираж 47314 НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СоветеМосква, Ж, Раушская наб., д. 45 Подписное шьистров СССР