Способ определения полного фазового угла

.Р,Са 1. Бюл,цпник, 1( оъ ритмы устр зовой мног 88 Ехлго ия 3 Еьа ЧЕХОСТ НЕОД каль ек т стехе,е":дьяка и эып. 8, с. Радиот, 2,рох а 5 1 3 кех 1 х С И ц е электрич линий связ змереьхец в АН СССР, 1 др. Нреццзиое ской длины ка .-Сб, Ъазовь радиотехнике77, ,: 27, с. ев измеренибельных110 ды РИ(54) СПОСОБ БОГО УГЛА(57) Изобрет ехник ние относится кСВЧ. Цель изоб измерений на повышение то тени можх 0 стех изм НИЯ ПОЛНОГО зов иуст ,тор 1, баланс СВЧ-ген генерат вычисли оцство содержехт высокочастотныех ый смеситель 3, тотомер 4, перв и, исследуемый первый смесител Изобретение стзмерений на СВЧ спользования в ц носится к техн икео для ор 2, тельель 5 олюси предназначех елях с распреддля определене еле Я ф еи дели ыи ча мощнос ными параметрами зовых углов, преЦелью изобрет шение точности и етырех7, вт ышающепх 2,шхя является п обеспечение во роес к овыели тель ель 9, п ожус или етероатель ей блок уг мерения олосных полного азо но тели проме дин 12, кв 13, фазовр 15 фазовой (ЕАПЧ), фа четырехполюсник редставлена функ ческая схееха устего способ опред ового угла. ов.циола узкНанальна теж электр лизуюг от автоподстроики ча овый детектор 16,еле ства лок полного ПРЕДЕЛЕШИ ПОЛНОГО ФАЗОности ц обеспечение во угла узкополосных четырехполюсников.СВЧ-сигнал разделяется па измерительныйх и опорный сигналы, и измерительным сигналом облучается цсследуемьшчетырехполюсник. Сигнал, провзаимодействующий с четьерехполюсхеиком, иопорный сигнал сххешехваются с сигналомгетеродцна, и выделяются измерительный н опорный сигналы промежуточной.частоты (ПЧ). Опорный сигнал ПЧ сдвигается по фазе на ье"/2. С гомощью фазового детектора сравниваются по фазеопорныех и измерительные сигналы ПЧ.Затем вводятся фазовый сдвиг измерительного сигнала ПЧ, компенсирующийдробную часть фазового цикла, и калиброванный фазовыех сдвиг опорногосигнала ПЧ, гьревышающехех в 5 - 10 разпорог чувствительности Фазового детектора, Изменяется частота СВЧ-сигнала до вэсстановлеххехя пулевого значения выходного сигнала фазового детектора, и по формуле определяетсяполньпь фазовый угол. 1 ил. мощности, второирвый 10 и второй 1жуточной частоты,адратурный фазовраащатель 14,отсчетнавтоподстройки частоты (АПЧ), выключатель 18 и индикатор 19.Способ определения полного фазового угла реализуется следующим образом.СВЧ-сигнал заданной частоты Г разделяют на опорный и измерительный, последний из которых подают на вход исследуемого четырехполюсника. Опорный сигнал П =Б соя(Яг.-,) и измерительный провзаимодействовавший сигнал с исследуемым четырехполюсником Ц=П соя(Яс-(2) смешивают с сигналом гетеродина П =Оп) соя(ОС- и выделяют измерительйый и опорный сигналы промежуточной частоты:=щ соБ ы-ы,) с-ц;Я.Промежуточную частоту Я =Я- Я,=сопя стабилизируют путем Фазовой аатоподстройки частоты гетеродина,Полньп Фазовый угол исследуемого четырехполюсника ( = Ч) - С = 2 пи+ М, где и - целое число Фазовых циклов, Ф - фазовый сдвиг от дробной части фазового цикла на частоте ЕЫопределяется временем запаздывания 1 зондирующего сигнала в исследуемом четырехполюснике.Учитывая, что полный угол (. = = ЯС, измерительный и опорный сигналы промежуточной частотыБ =К К, ББ,соя Ю 21 - Я)Г);5Б. =К Б Б, соя Я 1,4, Ъгде К - коэффициент, характеризующий потери преобразованияв смесителях,К - модуль коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника.Опорный сигнал сдвигают по фазена ф/2 и сравнивают по фазе опорныйи измерительный сигналы промежуточной частоты. Выходной сигнал Фазового детектора, выполняющего операциюперемножения сравниваемых сигналовопределяют как2 2 Я )(Б = КЯК К( Бп) Б,соя(И 1 - 2)=КК Ки Бщ я 1 п(2п + 1 С),где К - коэффициент Фазового детек тирования.т. е, дробная часть фазового цикла 0= МЗатем вводят дополнительньпт калиброванный фазовый сдвиг опорного сигнала промежуточной частоты, которьп выбирают в 5-10 раз больше порога чувствительности Фазового детектора. Выходной сигнал фазового детектора при этомФ Я ЯП = К К,К)(П П, я п(Я - Ч), +я )О.Изменяют частоту измерительного СВЧ-сигнала до восстановления нулевого значения выходного сигнала Фазового детекторая ы Я-Ю) Ь -Щ + 1 ЧД= =я п (2 и и+Ы-ЬИ (Р(+92) = О,10 25 где Ь Ц - изменение частоты СВ 1-сигнала.Учитывая, что 2 па +М - Ь равно 30целому числу Фазовых циклоп Я С= Ц 2, откуда полный Фазовый угол начастоте Я СВЧ-сигнала ( = Я= а( Целое число Фазовых циклов определяют из соотношенияа дробную часть Фазового цикла - изсоотношения О( Щ45 п Устройство, реализующее способ,работает следующим образом. СВЧ-сигнал генератора 1 частоты (Д балансно модулируется сигналом высокой частоты Д,генератора 2 в балансном смесителе 3. Модулированньп сигнал разделяется на опорный и измерительный делителем 5 мощности, Измерительньп 1 55сигнал проходит через исследуемьп( четырехполюсник 6 и поступает на первый смеситель 7, а опорный сигнал - на второй смеситель 9, на гетеродинные входы которых через втоВводят компенсирующий Фазовьп сдвиг ЬЦ), на промежуточной частоте и добиваются нулевого значения выход 5 ного сигнала фазового детектора; я 1 п(2 и и +16 - ЬЯ,) = О,25 Затем фаэовращателем 14 вводят калиброванный фазовьй сдвиг ЬЯ и замыкают ключ 18, Под действием выходного сигнала фазового детектора 16 с помощью блока 17 АПЧ подстраивают частоту генератора 2 в направлении уменьшения выходного сигнала фазового детектора 16 до нуля. Установившееся значение частоты Я генератора 2 измеряют и запоминают с помощью частотомера 14, В память частотомера 14 через пульт управления вводят значения фазовых сдвигов ДЦги Я, значение частоты СВЧ- сигнала Я, В микропроцессоре частотомера 18 вычисляется изменение частоты зондирующего СВЧ-сигнала ЬЯ = = М+,-(,)-(Я+0 -) =0,-0 Учитывая, что частота СВЧ-сигнала М )7 Д, то целую и дробную части1фазовых циклов вычисляют по формулам: 30 35 40 45 2 Я 2)ДФ2 (Д, - Ц )ИДи =2 а результат индицируется на таблочастотомера 14, Полный фазовый уголи фазовый сдвиг от дробной части55последнего цикла Ц также выводятся рой делитель 8 мощности подают СВЧ- сигналы частоты Я гетероднца 12, Из смешанных сигналов первым 1 О и вторым 11 усилителями промежуточной частоты выделяют сигналы промежуточной (раэностной) частоть 1, равной частоте опорного генератора блока 15 ФАПЧ. При этом гетеродин 12 настраивают ца одну из боковых частот модулированных колебаний (Я - 7, +63 + Я,), В результате фазовый угол/м ЛеЦ = 2и +ОС= 2и + Д и), вносимьй исследуемым четырехполюсником, переносится на промежуточную частоту, 15 например Я + Д,-Я,. Фазовращателем 13 вводят фаэовьй сдвиг и компенсируют фазовый угол от дробной части фазового цикла, добиваясь нулевого показания индикатора 19 (ключ 18 20 разомкнут), Значение частоты Я ге нератора 2 измеряется и запоминается вычислительным частотомером. из памяти частотомера на табло в градусах по команде с пульта частотомера 14.Формула изобретенияСпособ определения полного фазового угла, заключающийся в разделении СВЧ-сигнала на измерительньй и опорный сигналы, облучении измерительным сигналом исследуемого четырехполюсника, смешивания поовзаимодействовавшего с исследуемым четырехиопюсником сигнала и опорного сигнала с сигналом гетеродина соответственно, выделении измерительного и спорного сигналов промежуточной частоты, сдвиге опорного сигнала промежуточной частоты по фазе ца/2, сравнении по фазе опорного и измерительного сигналов промежуточной частоты посредством Фазового детектора и изменении частоты СВЧ-сигцала до компенсации дробной части Фазового цикла, о т л и ч а ю ц и й с я тем, что, с целью повышения точности и обеспечения возможности измерения полного Фазового угла узкополосных четырехполюсников, перед изменением частоты СВЧ-сигнала вводят Фазовыйсдвиг измерительного сигнала промежуточной частоты, компецсируюций дробную часть Фазового ци:ла, ц калиброваггг,йг Фаэовьй сдвиг опорного сигнала промежуточной частоты, превышающий в 5 - 10 раз порог чувствительности Фазового дете:тора, а полньй фазовьп угол определяют по ФорС= 2 (и +Ди),где и = (Г ДЦ) - ЬЕ Щ)/(2ДЕ) - целое число Фазовых цикловД и = Ьф /2- дробная часть Фазового цикла,начальная частота СВ 1-сигнала;ДГ - изменение частоты СВ-сигнала;гъч - Фазовьй сдвиг измерительногосигнала промежуточной частоты,ЬЦ- калиброванньп Фазовьй сдвигопорного сигнала промежуточной частоты.1651230Составитель В.Гончаров Редактор И.Дербак Техред А,Кравчук. Корректор Н.Ревская Заказ 1605 Тиран 425 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101