Способ измерения амплитуды и фазы радиосигнала

(19) (11) 19 04 801 К 2,5 00 НИЯ ицельюпомяповторавак раиодагла,рнойол,ор ы ния аэу е етичеси углом,ществлеопредео танге СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) 1, СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ РАДИОСИГНАЛА, основанный на квадратурной корреляционной Фильтрации с перемножением исследуемогорадиосигнала на синусную и косинусную составлякщие опорного колебания, интегрированием полученных про" изведений в течение конечного интервала времени, извлечение корня квадратного иэ суммы квадратов реэультатов интегрирования и ленин угла, соответствующег нсу отношения последних, о т л ч а ю щ и й с я тем, что, с повышения точности измерения, у нутую фильтрацию осуществляют но с тем же интервалом интегри ния,но сдвинутым по отношению нее выбранному на четверть пер опорного колебания, величину у определенного в процессе повто фильтрации, корректируют на уг равный произведению периода на четверть относительного отклон частоты радиосигнала от частот ного колебания, искомую амплит находят путем суммирования дву полученных результатов извлече квадратного корня, а искомую ф путем выделения среднего арифм кого между углом, определенным процессе первой фильтрации, скорректированным после осу ния повторной Фильтрации.1046694 2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, .что в случае выполнения квадратурной корреляционной фильтрации на цифровой основе с синхронным квантованием опорного колебания по принципу трех уровней 1Изобретение относится к области электрических измерений и предназначено для использования в радиолокации, радионавигации и других отраслях, где требуются точные изме рения параметров радиосигналов.Известен способ измерения амплитуды и Фазы радиосигнала, предусматривающий корреляционную обработку перемножением исследуемого радио-" сигнала на опорное колебание. В этом способе амплитуда радиосигнала определяется при заданной амплитудеопорного колебания, а фаза - относительно Фазы последнего 111.. Недостаток известного способа связан с возникновением ошибки из мерения при некратном соотношении между интервалом интегрирования и периодом образующего сигнала с суммарной частотой, складывающейся из частоты исследуемого радиосигнала и опорного колебания.Наиболее близким к изобретению является способ измерения амплитуды и Фазы радиосигнала, заключающийся в 25 квадратурной корреляционной Фильтрации с перемножением исследуемого радиосигнала на синусную и косинусную составляющие опорного колебания, интегрировании полученных проиэве дений в течение конечного интервала времени и нахождении искомой ампли туды путем извлечения корня квадратного иэ суммы квадратов результатов интегРирования, а искомой фазы - у путем определения угла, соответствующего тангенсу отношения последних 21Недостаток указанного способа проявляется в том, что компенсация ошибок некратности происходит только при частоте исследуемого радиосигнала равной частоте опорного колебания, При отклонении расстройке) частоты радиосигнала кратность между интервалом интегрирования и периодом об раэующегося сигнала с суммарной частотой радиосигнала и опорного колебания нарушается и возможные ошибки не компенсируются.Цель изобретения - повышение точ ности измерения эа счет обеспечения кОмпенсации ошибок некратности при отклонениях частоты исслегуемого"-1,0+1" сдвиг интервала интегрирования при повторной фильтрации осуществляют добавлением одного такта квантования в начале ( конце ) цикла накопления и изъятием одного такта квантования, в конце начале) цикла накопления. 2радиосигнала от частоты опорного колебания.Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения амплитуды и Фазы радиосигнала, основанном на квадратурной корреляционной Фильтрации с перемножением исследуемого радиосигнала на синусную икосинусную составляющие опорного ко лебания, интегрировании полученных произведений в течение конечного интервалавремени, извлечении корня квадратного из суммы квадратов результатов интегрирования и определении угла, соответствующего тангенсу отношения последнихупомянутую фильтрациюосуществляют повторно с тем же интервалом интегрирования, но сдвинутым по отношению к ранее выбранному на четверть периода опорного колебания, величину угла, определенного в процессе повторной Фильтрации, корректируют на угол, равный произведению периода на четверть относительного отклонения частоты радиосигнала от частоты опорного колебания, искомую амплитуду находят путем суммирования двух полученных результатов извлечения квадратного корня, а искомую Фазу - путем выделения среднего арифметического между углом, определенным в, процессе первой фильтрации, и углом, скорректированным после осуществления повторной фильтрации.В случае выполнения квадратурной корреляционной фильтрации на цифровой основе с синхронным квантованием опорного колебания по принципу трех уровней "-1,0+1" сдвиг интервала интегрирования при повторной фильтрации осуществляют добавлением одного такта квантования в началеконце) цикла накопления и изъятием одного такта квантования в конце начале) цикла накопления.На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ измерения амплитуды и фазы радиосигнала.Устройство содержит два квадратурных корреляционных фильтра с включенными на входах блоками умножения 1 и 2 и 3 и 4 исследуемого радиосигнала Х=со(%1+У) на синус-Ц 2-Х(2.Юо НУЮ 1 И Юо и косинУСНУЮ С 05 Ы/01составляющие опорного колебания1, Ч,Ж - амплитуда, начальная фазаи частота радиоимпульса; Ио - частота опорного колебания), интеграторами 5,6 и 7,8, входы которых подключены к выходам блоков 1 - 4 умножения, блоками 9 и 10 возведенияв квадрат, суммирования и извлечения квадратного корня, входы которыхсоединены с выходами интеграторов5-8, блоками 11 и 12 определенияотношений результатов извлеченияквадратного корня и углов, соответствующих этим отношениям, входыкоторых также соединены с выходамиинтеграторов 5 - 8. В состав устрой.ства входят, кроме того, блок 13угловой корректировки, вход которого подключен к выходу блока 12, блок14 суммированиявходы которогосоединены с выходами блоков 9 и 10, иблок 15 выделения среднего арифметического, входы которого подключенык выходам блоков 11 и 13.Интервалы интегрирования интеграторов 5 и б выбраны равными Г, аинтеграторов 7 и 8 - со сдвигомд=7 С(9 ио. Угловая коррекция 6 Ч, осу:ществляемая блоком 13, соответствует аф-Юь -- 1 где Ьа - отклоне.МОф фОниерасстройка)частоты а радиосигнала от частоты) Щ опорного колеба"ния,Предложенный способ реализуется. следующим образом.При поступлении на вход устройства исследуемого радиосигнала Х,на выходах блока 1 и 3 умножениявырабатывают,ся сигналы Х 51 и ЮО 1, ана выходах блоков 2 и 4 - сигналыХС 05 ЮоС. В интеграторах 5-8 произ-.водится интегрирование указанных.сигналов. В результате на выходеинтегратора 5 формируется напряжениелЦ 2А=У Хаим,аС,-Ц 1 на выходе интегратора 6 - напряжениеВ=Г ХС 0 фоаС /2 иа выходе интегратора 7 - напряг С(2-7 С(2 фоА 2,У э 1 иао 1 Ю.-С/2-1 С(ЯЩи на выходе интегратора 8 - напря- жение Полученные интегральные напряжения А, В 1 и А 2, Во подаются на входы соответственно блоков 9и 10 возведения в квадрат, суммирования и извлечения квадратногокорня, После осуществления соответствующих преобразований на выходахуказанных блоков образуются сигналы (Аф+Ви 1 А+В, суммированиел л гфкоторых в блоке 14 позволяет найтии скомую амплитуду Я и сследуемогорадиосигнала.10 Полученные интегральные напря-"жения А, В,/ и А, В подаются также на входы соответственно блоков11 и 12 определения отношений и углов, соответствукицих отношениям.15 После осуществления соответствующихпреобразований на выходах указанныхЬблоков образуются сигналы ОГС -Ва. Али О"С А .,Последний иэ ниМ кор 20 ректируется в блоке 13 на уголдщ- ОЬ 4. Выделение в блоке 15Восреднего арифметического между выходными сигналами 11 и 15 позволяетнайти искомую начальную фазу Ц исследуемого радиосигнала.Предложенный способ основывается,. таким образом, на положении, согласно которому сдвиг интервала интегри рования в фильтре в любую сторонуна половину периода суммы несущейчастоты радиосигнала и частоты опорного колебания предопределяет изменение знака ошибки некратности на 35 противоположный. Это вытекает изследующего соотношения: л +ФтУ сОВ (сюФ+М)сои(юона,Ю" 40 = со 5 ЧжьЫВ+ - соМЮ -х 1И-С /245 в котором указанная ошибка отображается вторым интегралом.При обработке исследуемого радиосигнала в цифровой форме, когда егоквантование производится синхронно 50 с квантованием опорного колебанияпо принципу трех уровней "-1,0, +1"и такт Тк 8 квантования выбираетсяпо Формуле55требуемый сдвиг д интервала интегрирования в интеграторах 7 и 8 достигается сдвигом на один такт квант-гния для любого значения коэффициента К. Величина Ь 9 угловой коррекции вычисляется при этом поФормулеЬ 2Клл). Преимущество предложенного спо 65 соба перед известными заключаетсяЗакаэ 7723/44 Тираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретеннй и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная, 4 в том, что он поэволяет получить ав-томатическую компенсацию ошибок кратности при отклонениях частоты иссле-,дуемого радиосигнала от частоты опорного колебания и обеспечиваеттем самым существенное повышениеточности иэмерения амплитуды и фаэырадиосигнала,