Способ определения частоты одиночного свч-радиоимпульса

СОЮЗ СОБЕ 1 СКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 51)5 6 01 Й 23/175 101 М ,юафОаМА Б ТОРСКОМУ С СТВ еты аТзад Тпр ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(56) Авторское свидетельство СССРЬ 1228034, кл. 6 01 К 23/175, 1977.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫОДИНОЧНОГО СВЧ-РАДИОИМПУЛЬСА(57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть применено для измерения закона частотноймодуляции одиночных редкоповторяющихся кратковременных СВЧ-радиоимИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть примененодля измерения распределения мгновеннойчастоты одиночных и редкоповторяющихсякратковременных радиоимпульсов при любом законе внутриимпульсной амплитудночастотной модуляции и является дополнительным к авт.св. й 1228034,Целью изобретения является повышние точности определения закона частоодиночных и редкоповторяющихся СВЧ-рдиоим пульсов,Поставленная цель достигается тем, чтопосле детектирования сигнала преобразуютпоследовательность эхо-импульсов в цифровую форму и разбивают длительности эхо-импульсов на Й равных временных интервалов,где Й определяется выражением пульсов. Целью изобретения является обеспечение возможности измерения распределения мгновенной частоты одиночных и редкоповторяющихся СВЧ-радиоимпульсов и достигается тем, что в известном способе по авт.св. М 1228034 измерения одиночного СВЧ-радиоимпульса, включающем его преобразование в серию эхо-импульсов путем многократных переотражений, детектирование, измерение амплитуд эхо-импульсов и сравнение их с калибровочными кривыми, разбиваютдлительности эхо- импульсов на временные интервалы и определение отношений амплитуд проводят на каждом временном интервале. 3 ил,и определяют закон частотной модуляции путем определения значений мгновенной частоты на каждом временном интервале, где таад - время задержки устройства, преобразующего одиночный радиоимпульс в серию эхо-импульсов; т пр - минимальный с интервал временной дискретизации цифро- ф, ваго осциллографа, используемого для из- О( мерения амплитуд, С Сущность способа поясняется фиг.1 - 3, р В начале преобразуют исследуемый одиночный радиоимпульс в серию эхо-импульсов с помощью циркулятора и линии задержки, работающей на отражение, в качестве которой может быть использована М акустическая линия задержки, система радиоволноводов и т;д, Затем получившуюся последовательность радиоимпульсов детектируют, т,е. преобразуют в тождественную последовательность видеоимпульсов. В дальнейшем под эхо-импульсами будем понимать последовательность видеоимпульсов,Далее осуществляется масштабно-временное преобразование последовательности в цифровую форму с помощью цифрового запоминающего осциллографа (например, типа С 9-8) по следующей методике. 5Перед проведением измерений развертка цифрового осциллографа устанавливается в ждущий режим без временного сдвига так, что начало развертки (ломент то) совпало с приходом на вход осциллографа 10 незадержанного импульса, Период развертки выбирается таким, чтобы на экране осциллографа можно было наблюдать 10 - 15 эхо-иМпульсов, Поскольку время задержки в устройстве преобразования импульса 15 в серик) эхо-импульсов т зад постоянно и заран нее известно, последовательность будет состоять из эквидистантных эхо-импульсов, нач и на ю щихс я в момент времен и тк = К тд+ 1 р, где к - порядковый 20 номер эхо-импульса, При этом длительность исследуемого импульса Тимп не должна превышать времени задержки, т,е, ТимпТ задЗатем информация о сигнале, записан ном на экране осциллографа в виде цифрового кода, содержащего значения амплитуд и соответствующие им значения моментов времени 1 = ьо+ тпр, в которые производились отсчеты амплитуд, через стандартный 30 интерфейс канала общего пользования (КОП) передается в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) ЭВМ, с помощью которой осуществляется дальнейшая обработка информации и определение закона 35 внутриимпульсной частотной модуляции, где 1 - порядковый номер отсчета относительно то.Разбиение длительностей эхо-импульсов на гч равных временных интервалов носит 40 умозрительный характер и производится с помощью ЭВМ следующим образом (см. фиг.1), Из общего массива данных об амплитудах эхо-импульсов, имеющихся в ОЗУ, выбирают й наборов данных, каждый из 45 которых состоит из 1+1 элементов. Здесь 1+1 общее число наблюдаемых эхо-импульсов, включая ц незадержанный, в качестве второго набора данных используют значения амплитуд импульсов, В моменты времени 50 то+ напр Ьо+ Гп р) +Т зад," (1 о+т пр) + КТ зад В качестве второго набора данных используются значения амплитуд импульсов в моменты времени 1 о+ т пр, (1 о+2 тпр)+ таад, (1 о+2 т пр) +т зад Аналогичным образом составляют остальные наборы данных, вплоть до 1 о+4 тпр, (то+Ми пр) +т зад,.(1 р+Й тпр) + )тзад, Число наборов М определяется интервалом дискретизации цифрового осциллографа напр и временем задержки устройства, преобразующего одиночный радиоимпульс в серию.эхоимпульсов т з,д следующим образом Каждый из этих й) наборов позволяет однозначно определить значение частоты заполнения радиоимпульса на соответствующем участке РазбиениЯ длительнОсти импУльса тппр,В предлагаемом способе необходима предварительная калибровка измерительной части установки. Для калибровки на вход устройства преобразования радиоимпульса в серию подаются радиоимпульсы с эталонного генератора, частота заполнения которых известна. Изменяя частоту генератора с шагом Л 1 эт во всем рабочем диапазоне частот Л Граю измеряют амплитуды эхо-импульсов и находят отношения амплитуд эхо-импульсов к амплитуде первого незадержанного импульса, который считается опорным. При этом Лбт= Е Лиризм, где )с - число наблюдаемых эхо-импульсов; Лайэм - требуемая точность определения частоты,Полученные величины отношений а 1 эт, 02 эт.йэт и соответствующие им значения частоты эталонного генератора 1 эт в виде таблиц вводятся в ОЗУ ЭВМ, образуя тем самым область калибровочных данных,Здесь Ьт = А/Ао, где А -амплитуда )-го эхо-импульса, Ао - амплитуда первого, незадержанного импульса серии.На фиг.2 представлены типичные калибровочные кривые, характеризующие зависимости а эт от частоты, измеренные для СВЧ-акустической линии задержки на обьемных волнах,Характеристики имеют резкую частотную зависимость и в совокупности позволяют по измеренным для исследуемого радиоимпульса значениям отношений а ьзм однозначно определить его частоту,Для определения значения частоты заполнения радиоимпульса на одном из интервалов длительности импульса а "пр, соответствующий ему набор из 1+1 данных о значении амплитуд эхо-импульсов в моменты времени то+П пр( о+П тпр)+ Таад(то+Пав пр)+) Таадпересчитывают в набор из 1, отношений значений амплитуд задержанных импульсов в моменты времени( Го+П Тпр)+ Тзад (Хо П Тпр)11 Тзадк амплитуде первого, незадержанного импульса (момент времени то+и тпр), Полученные такимобразом значения отношений амплитуд и-ой части первого импульса сея л иРИИа 1 изл,Еи 2 изма Ьз СРаВНИВаЮтС Калибровочными кривыми,Для этого с помощью ЭВМ по программе, разработанной на основе линейного интерполяционного метода, определяют точки ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ПРЯМЫХ а "1. = а "изм ( = 1,2,., К -1) с соответствующими калибровочными кривыми. Вследствие немонотонного характера последних для каждой калибровочной кривой получают несколько точек пересечения бп, где еп - порядковый номер точки пересечения, Эти значения можно записать в виде таблицы;1112" г 1 М 112122 "е 2 М 2Ье 4-1,2 Ъ.1, м В каждой строке присутствует по одному значению частоты, наиболее близкому к истинному.Следующим и основным этапом машинной обработки является выбор истинного значения частоты из полученных наборов значений 1 ъ. При составлении программы, позволяющей проводить требуемые вычисления, за основу взято следующее утверждение: частоты, близкие к истинной и выбранные по одной из каждой строки (1), являются величинами более близкими друг к другу, чем другие точки пересечения. Поэтому алгоритм отыскивания искомой величины заключается в следующем, Для каждого элемента, например, первой строки находятся комбинации, по одной от каждой строки (1) с минимальными значениями разности(2) которые можно рассматривать как компоненты некоторых (ч) - мерных векторов. Длина каждого вектора равнаО и погрешность измерения, как стандартноеотклонение от среднего15- ф 1) . (1 Е)24 (1 1)21,г --Дпя проверки работоспособностипредлагаемого способа были проведены20 эксперименты на специально созданныйустановке 3-х см диапазона с акустическойлинией задержки из рубинового звукопровода. На вход этой линии подавали радиоимпульсы длительностью 0,1-0,5 мкс с25 различным законом внутриимпульсной модуляции и различной скважностью, Распределение мгновенной частоты исследуемыхрадиоимпульсов измеряли предлагаемымспособом(кружочки) и с помощью перестра 30 иваемого высокодобротного (Л 1 = 5 МГц)резонансного вопновода (крестики), Результаты измерений с точностью до + 0,3;ь вовсех случаях совпадали между собой, Этоиллюстрируется фиг.З, где изображено ти 35 пичное распределение частоты вдоль импульса, измеренное двумя методами,Погрешность измерений не зависит отскважности исследуемых радиоимпульсов.Точность измерения закона нелиней 40 ной частотной модуляции не зависит от формы исследуемых радиоимпульсов,Формула изобретения 45 Способ определения частоты одиночного СВЧ-радиоимпульса по авт.св.%1228034, о тл ича ющи й сятем,что, с целью повышения точности определения частоты, длительности эхо-импульсов разбивают на временные интервалы и определение отношений амплитуд проводят на каждом временном интервале,1 пч е 212) л 11111Ьз)++ (пп 1 7Се.,е,)" Н.е .,Из всей совокупности построенных век торов выбирают вектор наименьшей длины,который и содержит частоты, близкие к истинной 11, е 2, Ъ, Отсюда находят среднее значение частоты(млс) Составитель В.НовоселовРедактор Н,Горват Техред М.Моргентал Кор Т.Пали Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Г Заказ 2502 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5