Панорамный измеритель частоты радиосигналов

.ча ля то детек- фазоГОСУДАРСТВЕКНЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫРАДИОСИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к р иоиэмерительной технике, Может использоваться для поиска, обнаружения,измерения частоты радиосигналов в широком частотном диапазоне. Цельюизобретения является устранение неоднозначности и повышение точности измерения частоты сигналов путем подавления ложных сигналов. Введение фаэовращателей на 90 4 и 21, регулируемых фазовращателей 7, 8, инверсныхусилителей 17, 20, фильтров нижнихстот 16, 19, смесителя 6, усилитепромежуточной частоты 10,ров 13, 14, калибратора 25,вого детектора 18, вычислителя 15, двухвходового сумматора 22, образование новых функциональных связей позволило достичь поставленную цель. Кроме того, устройство содержит приемную антенну 1, генератор развертки 2, гетеродин 3, смеситель 5, усилитель промежуточной частоты 9, узкополосные фильтры 11, 12, детектор 23, видеоусилитель 24, осциллографический индикатор 26. Подавление ложных сигналов, принимаемых на зеркальной час%тоте, основано на использовании двух каналов приема, в которых сигналы преобразуются в более низкую одинаковую для обоих каналов промежуточную Ж частоту, усиливаются, а затем суммируются. На входе сумматора эти сигналы оказываются в противофазе за С счет сдвига в одном иэ каналов на 90 Следовательно, при суммировании та- Я кие сигналы подавляются. 2 л.12901Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для поиска, обнаружения и измерения частоты радиосигналов в широком частотном диапазоне, 5Цель изобретения - устранение неоднозначности и повышения точности измерения частоты сигналов путем подавления ложных сигналов, принимаемых 1 О по зеркальному каналу.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого измерителя, на фиг,2 - частотная диаграмма, поясняющая принцип работы измерителя. 15Устройство содержит приемную антену 1, генератор 2 развертки, гетеродин 3, первый фазовращатель на 90 4, первый смеситель 5, второй смеси- тель б, первый регулируемый фазовра щатель 7, второй регулируемый фазовращатель 8,первый усилитель 9 промежуточной частоты, второй усилитель 10 промежуточной частоты, первый узкополосный фильтр 11, второй 25 узкополосный фильтр 12, второй детектор 13, третий детектор 14, вычитатель 15, первый фильтр 16 нижних частот, первый инверсный усилитель 17, Фазовый детектор 18, вто- ЗО рой фильтр 19 нижних частот, второй инверсный усилитель 20, второй фазовращатель на 90 21, сумматор 22, первый дедектор 23, видеоусилитель 24, калибратор 25, осциплографический индикатор 26.К выходу приемной антенны 1 подключены два канала, каждый из которых содержит последовательно включенные смеситель 5(6), второй вход кото-А 0 рого соединен через гетеродин 3 с первым выходом генератора 2 развертки, регулируемый фазовращатель(8), усилитель 9(10) промежуточной частоты, узкополосный Фильтр 11(12) и детектор 13(14), к выходам каналов последовательно подключены вычитатель 15, фильтр 16 нижних частот и инверсный усилитель 17, два выхода которого соединены с вторыми входами усилителей промежуточной частоты 9 и 10 соответственно, к выходам узкополосных фильтров 11 и 12 последовательно подключены фазовый детектор 18, фильтр 19 нижних частот и инверсный усилитель 20, два выхода которого соединены с вторыми входами регулируемых фазовращателей 7 и 8 соответственно, к выходам усилите 92 2ля 10 промежуточной частоты последовательно подключены фазовращаотель на 90 2 1, сумматор 22, второй вход которого соединен с выходом усилителя 9, детектор 23, видеоусилитель 24 и вертикальный электрод осциллографического индикатора 26, горизонтальный электрод которого соединен с вторым выходом генератора 2 развертки, К первым входам фазовращателей 7 и 8 подключен калибратор 25.Подавление ложных сигналов, принимаемых на зеркальной частоте оз основано на использовании двух ка, - налов приема, в которых сигналы преобразуются в более низкую одинаковую для обоих каналов промежуточную частоту, усиливаются, а затем суммируются. Причем в одном из каналов принимаемый сигнал сдвигается по фазе на 90 как на высокой частоте, так и на промежуточной частоте. Это приводит к тому, что сигналы промежуточной частоты, принимаемые на зеркальной частоте и 3 , на входе сумматора оказываются в противофазе. Следовательно, при суммировании такие сигналы подавляются, Однако полное подавление указанных сигналов возможно только при идентичности приемных каналов. Реальные усилители промежуточной частоты, входящие в состав каналов, имеют отличающиеся характеристики. Различия увеличиваются эа счет элементов, предшествующих усилителям промежуточной частоты. Для устранения неидентичности приемных каналов вводится комплексная (амплитудно-фазовая) система идентификации, которая использует гармонический калибровочный сигнал, получаемый от отдельного генератора, частота дкоторого отличается от промежуточной частоты о)р на некоторую величину ) (фиг.2). При малой вой калибровочный сигнал несет информацию о неидентичности приемных каналов на промежуточной частоте ор в силу корреляции близ- ких значений частотных характеристик.Если на входы усилителей 9 и 1 О промежуточной частоты подать одинаковые по амплитуде и базе калибровочные сигналы, то на их выходах иэ-за разных комплексных коэффициентов передачи сигналы будут отличаться. При этом разность амплитуд выходных калибровочных сигналов можно использоватьнал 55 с 112 с г к где Ц =1 3 12901 для управления модулем коэффициента передачи каждого усилителя промежуточной частоты, а разность фаз - для управления Фазовым сдвигом в усилителях промежуточной частоты, 5Панорамный измеритель частоты радиосигналов работает следующим образом,Поиск сигналов в заданном частотном диапазоне 0 осуществляется с помощью генератора 2 развертки, который периодически с периодом Т по пилообразному закону изменяет настройку гетеродина 3. Одновременно генератор 2 управляет горизонтальной раз верткой луча осциллографического индикатора 26, которая используется как ось частот. Для удобства пользования такой частотной осью перестройка гетеродина 3 и развертка луча осуществляются линейно. В этом случае шка-. ла частот будет равномерной по всейдлине линии развертки.Принимаемый сигналЦ, (с) =Ц, Соя( ,1 + , ) где Ц , и) ч, - амплитуда несущаячастота и начальнаяфаза сигнала соответственно,с выхода приемной антенны 1 поступает на первые входы смесителей 5 и 6.Причем на первый вход смесителя 6,указанный сигнал поступает, через фа."зовращатель на 904. На вторые входысмесителей 5 и б подается напряжениегетеродина 3Ц, (с) =-Ц, Сов ( , с+ Э у г. + Ч, ),где Ц , о, , Ч, - амплитуда, началькк к к г40ная частота и начальная фаза напряжения гетеродина,соответственно;ьГоу = -- = " - скорость изменения, 45частоты гетеродина,ьй - девиация частоты.На выходе смесителей 5 и 6 образуются напряжения комбинационныхчастот. Усилителями промежуточнойчастоты 9 и 10 выделяются следующиенапряжения соответственно: Ц,(с) =ц, Соз(орс+ М 4 г.+М),ц, Ц,соз( д,с+За+ 90 ),92 4К - коэффициент передачи перво 1го канала приема;К - коэффициент передачи второго канала приема, ь 3,:и 1,-о 3, - промежуточная частота.На входы усилителей промежуточной частоты 9 и 10 через регулируемые фаэовращатели 7 и 8 соответственно с выхода калибратора 25 поступает гармонический калибровочный сигц(с)=Ц Соз( дс +Ч).С выходов усилителей промежуточной частоты 9 и 10 калибровочные сигналы выделяются узкополосными фильтрами 11 и 12 и после детектирования в детекторах 13 и 14 поступают на вычитатель 15 системы амплитудной идентификации. При неравенстве модулей коэффициентов передачи приемных каналов (К,К ) на частоте о 5 на выходе вычитателя 15 появляется напряжение (положительное или отрицательное), которое через фильтр 16 нижних частот и инверсный усилитель 17 воздействует на вторые входы усилителей 9 и 10 промежуточной частоты изменяя их коэффициенты передачи таким образом, что напряжение на выходе вычитателя 16 стремится к нулю. При этом коэффициенты передачи усилителей 9 и 10 промежуточной частоты оказываются практически одинаковыми на частоте д калибровочного сигнала.кС выходов узкополосных Фильтров 11 и 12 калибровочные сигналы поступают на систему Фазовой идентификации, состоящую из фазового детектора 18, фильтра 19 нижних частот, инверсного усилителя 20 и двух регулируемых фаэовращателей 7 и 8. При наличии фаэовой неидентичности приемных каналов на выходе фазового детектора 18 появляется напряжение (положительное или отрицательное), которое через фильтр 19 нижних частот и инверсный усилитель 20 воздействует на вторые входы фазовращателей 7 и 8, изменяя Фазовые сдвиги калибровочных сигналов, так как выходное напряжение Фазового детектора 18 стремится к нулю. Так достигается фазовая идентификация приемных каналов. Наличие сильной корреляции между модулями коэффициентов передачи и между их аргументами на частотах информационного,Ы и калибровочного и)к сигналов позволяет утверждать прак 1290192тическое равенство модулей коэффициентов передачи и равенство их аргументов на промежуточной частоте.Следовательно, на выходах усилителей промежуточной частоты 9 и 10 5образуются напряженияц(с)=ц,соя( ) с +Ъ с+М );ц,(с) =ц,соя(и),с +ру е +Р),где Та= ц,= цНапряжение ц (с) с выхода усилителя промежуточной частоты 10 поступает на вход фазовращателя на 90 2 1,на выходе которого образуется напряжениец 3 цосоя( адПолученное напряжение Ц (г.) поступает на первый вход сумматора 22, навторой вход которого подается напряжение ц,(с) с выхода усилителя промежуточной частоты 9. На выходесумматора 22 образуется напряжениец,(с)=2 ц, соя(о 3 с+Ьу с+ ),которое поступает после детектирования в детекторе 23 и усиления в видео- усилителе 24 на вертикальный электрод осциллографического индикатора 26, на горизонтальный электрод которого подается напряжение генератора 2 развертки. На экране осциллографического индикатора 26 образуется импульс (частотная метка), положение которого на горизонтальной развертке однозначно определяет несущую частоту обнаруженного сигнала.35Описанная выше работа измерителя соответствует случаю приема сигнала по основному каналу на частоте и), (фиг.2).Если сигнал принимается по зеркальному каналу на частоте ы , то на выходе усилителей 9 и 10 йромежуточной частоты выделяются следующие напряжения;ц, (г.) =ц, соя(ы, с- ауф- ч, ),ц, (с) =ц, соя (а с у с - М+90 ),где ц,= аЭ -цгНапряжение ц (с) с выхода усилители 10 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя на9021, на выходе которого образуется напряжениецз (С) =ц,соя (и,й- П 1 с"- Чав+18055=-ц соя( 1 с-Т 7 с - Мпр )1Напряжения Ц,(г.) и Ц (с) поступающие на входы сумматора 22; на его выходе компенсируются. При этом индентичность обоих каналов обеспечивается автоматически с помощью комплексной системы идентификации. Следовательно, ложный сигнал, принимаемый по зеркальному каналу на частотеы подавляется.Формула изобретенияПанорамный измеритель частоты радиосигналов, содержащий последовательно включенные приемную антену, смеситель, второй вход которого через гетеродин соединен с генератором развертки, усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные детектор и видеоусилитель, выход которого соединен с вертикальным электродом осцилографического индикатора, горизонтальный электрод которого соединен с вторым выходом генератора развертки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью устранения неоднозначности и повышения точности измерения частоты сигналов путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркальному каналу, он снабжен двумя фазовращателями на 90; двумя регулируемыми фазовращателями, двумя инверсными усилителями, двумя фильтрами нижних частот, вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, вторым и третьим детекторами, калибратором, фазовым детектором, вычитателем, и двухвходовым сумматором, причем первый регулируемый фазовращатель включен между выходом первого смесителя и входом первого усилителя промежуточной частоты, к выходу которого последовательно подключены первый узкополосный фильтр и второй детектор, к выходу приемной антенны последовательно подключены первый фазоавращатель на 90 , второй смеситель, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина, второй регулируемый фазовращатель, второй усилитель промежуточной частоты, второй узкополосный Фильтр, третий детектор, вычитатель, второй вход которого соединен с выходом второго .детектора, первый фильтр нижних частот и первый инверсный усилитель, два выхода которого соединены с вторыми входами усилителей промежуточной частоты соответственно, к выходу первого узкополосного фильтра по1290192 ус,2 Составитель В.ВелТехред В.Кадар н Корректор И.Эрдей Товт едак Подписного комитета СССРи открытийРаушская наб., д, 4/ Тираж 731 ВНИИПИ Государственн по делам изобретений 113035, Москва, Ж4 4 Зак роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Уж ул. Проектная,следовательно подключены фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосногофильтра, второй фильтр нижних частот и второй инверсный усилитель,два выхода которого соединены с вторыми входами регулируемых фазовращателей соответственно, между выходом первого усилителя промежуточной частоты и входом первого детектора включен сумматор, второй вход которого через второй фазовращательона 90 соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, к первым входам регулируемых фазовращателей подключен калибратор.