Устройство для измерения фазы

(19) И 1) БРЕТ ГГИЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ ость бщес.б 0,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Московский ордена Ленина и ордеи на Октябрьской Революции авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (53) 621,317.77(088.8)(56) 1.Первачев С.В, и др.Статистическая динамика радиотехнических систем. М Сов.Радиоф, с.327, рис.11.32.фомин А.ф. Помехоустойчив системпередачи непрерывных сооний. М., Сов,Радиоф, 1975,рис.2.3 а (прототип),(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯФАЗЫ,фсодержащее генератор опорныхсигналов, решающее устройство, состоящее из И перемножителей, выходыкоторых соединены с Н -входовым сумматором и М каналов, каждый из которых включает в себя последователь-но соединенные первый перемножитель,первый усилитель и первый иитеграторр причем первые входы первых перемножителей являются входом устройства для измерения Фазы, выходы первых ицтеграторов каждого каналаподключены к первым входам перемножителей .решающего устройства, авыход М -входового сумматора решающего устройства является выходомустройства для измерения Фазы,отлич ющееся тем, чтог :с целью п ышения точности измерения фазы радиосигнала, введен пер-.вый )( -входовый сумматор, блок начальных значений коэффициента, а вкаждый канал - Фазовый модулятор,второй сумматор, последовательносоединенные второй, третий перемножители, второй усилитель, второйинтегратор и делитель, причем первый вход второго перемножителя подключен к первому входу первого перемножителя, выход второго интегратора соединен с первым входом второго сумматора, выход второго сумматора подключен к второму входувторого перемножителя, выход делителя каждого канала соединен с вторым входом соответствующего перемножителя решающего устройства,выходы генератора опорных сигналовподключены к первым входам Фазовыхмодуляторов, вторые входы которыхподключены к выходам первых интеграторов каждого канала, выходы Фазовых модуляторов подсоединены квторым входам первых и третьих соответствующих перемножителей, выходы вторых интеграторов соединеныс соответствующими входами первого-входового сумматора, выходы которого подключены к вторым входамделителей, а вторые входы вторых сумматоров каждого канала соединены ссоответствующим выходом блока начальных значений коэффициентов.Изобретение относится.к радиотехнике, в частности в радиоиэмерениям, и может быть использовано для измерЪ.- ния фазы радиосигналов.Известно устройство измерения фаэ, представляющее собой следящий изме ритель, содержащий последовательносоединенные.перемножитель, усилитель, интегратор и фазовый модулятор, вто" , рой вход которого подключен к выходу опорного генератора Я . 10Недостатком известного устройства является низкая точность его работы при малых отношениях сигнал/шум и при многопиковом характере распределения фазы. 15Наиболее близким о технической сущности .к предлагаемому является устройство измерения параметров сигнала, состоящее:нз многоканального коррелятора, генератора опорных сигналов и решающего устройства, со-. стоящего иэ М перемножителей, выра" батывающего оценку параметра по максимуму Функций правдоподобия, выходы которых соединены с М -входами сумматоров. Каждый канал многоканального коррелятора содержит перемножитель и интегратор. На одни входы перемножителей поступает входная реализация, являющаяся смесью сигнала и шума, на другие - напряжение с вы ходов генератора опорных сигналов. Выходы первых интеграторов подключены к первым входам перемножителей решающего устройства, а выход И -входового сумматора является выходом 35 устройства 2 .Недостаток этого устройства -. ниэкая точность измерения Фазы радиосигналов, Это обусловлено тем, что на практике, как правило, отношение сигнал/шум невелико,а апостериорное распределение измеряемого параметра носит многопиковый характер. В частности при измерении Фазы даже гармонического сигнала апостериор ное распределение Фазы имеет негауссовский характер, особенно заметный при малом отношении сигнал/шум. В этом случае, а также при многопиковом характере функции распределе" ния, схема прототипа измеряет фазу сигнала с большой погрешностью.Цель изобретения - повышение точности измерения Фазы.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения фазы, содержащее генератор опорных сигналов, решающее устройство, состоящее иэперемножителей, выходы которых соединены с Й -входовым сумматором, и 8 каналов, каждый иэ которых вклюф 0 чает в себя последовательно соединенные первый перемножитель, первый уси" литель и первый интегратор, причем первые входы первых перемножителей являются входом устройства для изме рения Фазы, выходы первых интеграторов каждого канала подключены к первым входам перемножителей решающегоустройства,а выход,М -входового сумматора решающего устройства являет-.ся выходом устройства для измеренияфазы, введен первый 8 -входовый сумматор, блок начальных значений коэффициентов, а в каждый канал - Фазовый модулятор, второй сумматор, последовательно соединенные второй, тре"тий перемножители, второй усилитель,второй интегратор и делитель, причемпервый вход второго перемножителяподключен к первому входу первого перемножителя, выход второго интегратора соединен с первым входом второго сумматора, выход второго сумматора подключен к второму входу второго перемножителя, выход делителякаждого канала соединен с вторым входом соответствующего перемножителярешающего устройства, выходы генератора опорных сигналов подключенык первым входам Фазовых модуляторов,вторые входы которых подключены квыходам первых интеграторов каждогоканала, выходы Фазовых модуляторовподсоединены к вторым входам первых и третьих соответствующих перемножителей, выходы вторых интеграторов соединены с соответствующимивходами первого М -входового сумматора, выход которого подключен квторым входам делителей, а вторыевходы вторых сумматоров каждогоканала соединены с соответствующимивыходами блока начальных значенийкоэффициентов,На чертеже представлена функциональная схема устройства дляизмерения фазы.Устройство для измерения фазысодержит Н каналов, каждый иэ которых включает в себя последователь."но соединенные перемножитель 1, усилитель 2 и интегратор 3, выход которого через фазовый модулятор4 связан с одним. из входов перемножителя 1, Другой вход перемножителя1 является входом устройства. В каждый канал, кроме того, входят последовательно соединенные второй перемножитель 5, третий перемножитель б, второй вход которого подключен к выходу фазового модулятора4, второй усилитель 7, второй интегратор 8, выход которого черезсумматор 9 связан с одним из входовперемножителя 5, и делитель 10. Приэтом второй вход перемножителя 5 соединен с входом устройства.В устройство входят также генератор 11 опорных сигналов, каждый выходкоторого связан с соответствующим Фазовым модулятором 4, блок 12 начальных значений коэФфйциЬнтов, каждыйвыход которого подключен к соответствующему сумматору 9, сумматор 13, входами которого являются выходы ин-, теграторов 8 каналов, а выход сум,матора 13 подключен к входам делите= лей 10, , а также решающее устройство, включающее 5 перемножителей 14, входы .которых связаны с выходами интеграторов 3 и делителей 1 0 соответствующих каналов, и сумматор 15, выход которого подключен к выходу устройства, а входы соединены с выходами перемно жителей 14.Устройство работает следующим образом.Перед приходом радиосигнала устройство приводится в исходное состояние, для чего обнуляются интеграторы 3 и 8 каналов измерителя, а на выходах генератора 11 опорных сигналов и блока 12 начальных значений выставляются соответствующие сигналы. Оценка фазы радиосигнала ищется в Форме цмфй К; д т.е. определяется взвешен-, .ной суммой парциальных (интервальных) оценок,где с; - оценка фазы на каждом" подинтервале, а к; - вес, с кото рым эта оценка входит в общую сумму. Важно:. только, чтобы расстояние. между пиками апостериорного распределения не оказалось меньше ширины парциального интервала разбиения, что дости гается лишь изменением числа. однотипных каналов (подинтервалов разбие-. ния), отличающихся один от другого начальными значениями Фазы и весовых коэффициентов. Начальные значения фаз З 5 парциальоых каналов удобно брать в середйне каждого подинтервала. Для определения коэфФициентов, так же как и для определения оценок ; используется принцип корр ляционной 40 обработки. Начальные значения для весовых коэффициентов задаются исходя из закова априорного распределения фазы,. Если ой неизвестен, тогда к; 1 И для каждогоий 1К,При этом необходимОвыполнение усло 1 1вия нормировки Л- К; весовых(коэФфициентов. Приходящий радиосигнал поступает на измерители; в которых производится определение текущей оценки д; , и на канальные измерители весовых коэФФициентов. Навыходахинтеграторов 8 формируютсятекущие оценки е, весовых коэффициентов:, которые при помощи .сумматора 13 и делителей 10 нормируются и поступают на перемножители 14,С выходов перемножителей взвешенные текущие оценки М; , 0; отдельных каналов поступают на сумматор 15и образуют на выходе последнего телкущее значение оценкифазы,Сумматоры 9,13 и 15 служат длясложения сигналов, одновременно по-.ступающих на входы этих узлов, и несодержат элементов памяти. Блок .12начальных значений коэффициентовпредставляет собой источник к постоянных напряжений, относительныезначения которых устанавливаютсяисходя из априорных сведений о законе распределения фазы. В частности,при равномерном законе плотностираспределение фазы напряжения на Мвыходах блока 12 должны быть равнымн. Блок 11 представляет собой источник синусоидальных сигналов, которыеотличаются друг от друга сдвигом фаз,определяемых законом распределенияФазы сигнала,Проведенный сравнительный анализэффективности предлагаемого устройства измерения Фазы с базовым объектом показывает увеличение точностив 3-5 раз при изменении отношениясигнал/шумот 1 до 10, причемвыигрыш возрастает с уменьшением -,что предйолагает практическую целесообразность использования устройства, особенно в случае малого сигнала,. 4/5 Патент, г,ужгород, ул.Проектная иа з 9.445/36 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, МоТираж арственн изобрете ква, Ж-З го комитий и открРаушск Подпа СССтий наб,