Способ определения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИ 1 ЕСКИХРЕСПУБЛИК 5)5 8250 ОСУДАРСТВЕННЬО ИЗОБРЕТЕНИЯРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТ ОТКРЫТОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬС в, Л,А,ПейсаГмин Е 2 - Е 1 На фиг,1 пр ма устройства,фиг,2 - зависим Г 2 - Ем асо 2дставлена струк реализующегоость отношения турная схеспособ; на интервалов аз ЬО; на от сдвига ф1(71) Казанский авиационный институт им А.Н.Туполева(56) Авторское свидетельство СССР М 1335894, кл, 6 01 Я 25/00, 1986.Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1609916, кл. 6 01 В 25/00, 1988.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГА ФАЗ В ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННОМ СИГНАЛЕ(57) Изобретение относится к радиоиэмерениям и может быть использовано в технике связи и радиолокации. Цель изобретения -Изобретение относится к радиоизмерениям, а именно к фазометрии, и может быть использовано в технике связи и радиолокации, где широко применяются фазоманипулированные (ФМ) сигналы.Целью изобретения является повышение точности измерения сдвига фаз в фаэоманипулированном сигнале.Способ определения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале основан на использовании спектрального анализа периодического фазоманипулированного сигнала 0(1) с известной несущей частотой, состоящего из двух субимпульсов одинаковой длительности, при котором сначала в процессе анализа фиксируют значение частоты Гмин, соответствующее ближайшему к несущей. минимуму огибающей спектра, заповышение точности и определения фазового сдвига. На вход анализатора спектра подают фазоманипулированный сигнал с заданной несущей частотой Г состоящей из двух субимпульсов одинаковой длительности г . Фиксируют положение частоты Гмин, соответствующей ближайшему к несущей частоте минимуму огибающей спектра. Затем подают на вход анализатора спектра тот же сигнал, но без манипуляции, Фиксируют положение верхней Г 2 и нижней Г 1 частот, соответствующих ближайшим к несущей минимумам огибающей спектра неманипулированного радиоимпульса. ИЗМЕряЮт ИНтЕрВаЛЫ Чаетст МЕжду Г 2 И Гм,н и между Г 2 и Е 1 и находят величину фазового сдвига по определенной формуле. 5 ил. тем на вход анализатора спектра подают тот же сигнал, но без манипуляции, фиксируют ПОЛОжЕНИя ВЕрХНЕй Г 2 И НИжНЕй Г 1 ЧаСтст, соответствующих ближайшим к несущей частоте минимумам огибающей спектра, измеряют интервал частот между ними, ИЗМЕряЮт ИНтЕрВаЛ ЧаСтат От Г 2 дО Еми, И ПО измеренным разностям частот определяют величину фазового сдвига по формуле:фиг.З - периодический фазоманипулироеанный сигнал 0(т) (а) и спектр этого сигнала вблизи несущей частоты Е 0 (б); на фиг,4 - тот же сигнал без манипуляции (а) и спектр этого сигнала вблизи несущей частоты (б); на фиг.5 - огибающие спектра сигнала О(т) при одинаковой длительности субимпульсов (кривая 1)и длительности субимпульсов, отличающейся на 100, т,е, 1,05 т - длительность первого и 0,95 т - длительность второго субимпульсов (кривэя 1),Величины Е 2 и Е 1 определяются длительностью радиоимпульса, а с изменением ЬО изменяется величина Емин. При этом Е 1 Емин Ег, Если Емин=Е 2, то ЛО==О если Емин=Е 1, то ЛО=2 К, если Емин=Е 2 + Е 1";то ЛО=:л,Устройство состоит из генератора 1 СВЧ-колебаний, подключенного через фазовый манипулятор 2 к входу анализатора 3 спектра, а также из последовательно соединенных генератора 4 импульсов, блока 5 временной задержки и генератора 6 задержанных импульсов, причем выход генератора 4 импульсов подключен одновременно к входу внешней импульсной модуляции генератора 1 СВЧ-колебаний, а выход генератора 6 задержанных импульсов к управляющему входу фазового манипулятора 2.Измерение с помощью устройства осуществляется следующим образом,Включают есе блоки устройства. В генераторе 1 СВЧ-колебаний с помощью переключателя режима работы устанавливают режим внешней импульсной модуляции. Генератор 4 импульсов формирует периодически повторяющиеся импульсы с периодом Т и длительностью 2 т, которые поступают на вход внешней импульсной модуляции генератора 1, а через блок 5 временной задержки, с временем задержки т - нэ запуск генератора 6 задержанных импульсов. При этом генератор 1 СВЧ-колебаний формирует радиоимпульсы с частотой Е 0 длительностью 2 т и периодом следования Т (фиг,4 а). Генератор 6 задержанных импульсов, и ри поступлении на его вход запускающих импульсов формирует еидеоимпульсы длительностью Х, которые подаются на управляющий вход фазового манипулятора 2.В момент прихода видеоимпульсов на управляющий вход фазовый манипулятор 2 скачкообразно изменяет фазу высокочастотного колебания в радиоимпульсе на величину ЬО . Поскольку благодаря наличию блока 5 временной задержки, импульсы на управляющем входе фазового манипулято 10 ко отличаться от величины т(отличие может15 составлять несколько процентов). 20 Е 2 Емин Ег - Е 140 45 50 55 25 30 35 ра 2 появляются с задержкой на готносительно переднего фронта радиоимпульсэ, э длительность последнего равна 2 й, то скачкообраэное изменение фазы происходит в середине радиоимпульса. Таким образом,на выходе фазового манипулятора 2 формируется периодический фазоманипулированный сигнал Цт) (фиг.За) с несущей частотой Е, состоящий из двух субимпульсов одинаковой длительности г с фазовым сдвигом ЬО, величину которого необходимо измерить. При высокой скорости манипуляции длительности субимпульсов могут нескольНа экране анализатора 3 наблюдают изображение спектра фазоманипулированного сигнала, состоящее иэ совокупности линий (фиг,Зб), Огибающая этих линий соответствует огибающей спектра сигнала, а сам спектр близок к сплошному, Фиксируют положение частоты Емин (фиг.Зб), соответствующее ближайшему к несущей минимуму огибающей спектра. Затем выключают генератор 6 задержанных импульсов и наблюдают на экране анализатора иэображение спектра того же сигнала без манипуляции (фиг.4 б). Одним из методов, е зависимости от конкретного типа анализатора спектра, например, с помощью встроенного частотомера и цифрового индикатора измеряют интервалы частот между верхней Е 2 и нижней Е 1 частотами, соответствующими ближайшим к несущей частоте минимумам огибающей спектРа и междУ Е 2 и Емин и по отношению разностей частот определяют величину фазового сдвига Таким образом, предлагаемый способ определения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале не требует знания значения величины т, тем самым не требуется при высокой скорости манипуляции проводить измерения на частоте несущей длительности субимпульса на выходе фазового манипулятора, вносящие дополнительную погрешность в определение ЬО . Это повышает точность определения сдвига фаэ ЬО е 1,3-1,4 раза,Формула изобретения Способ определения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале, основанный на использовании спектрального анализа периодического с известной несущей частотой1693562 йг г.2 фазоманипулированного сигнала, состоящего иэ двух субимпульсов одинаковой длительности,. причем в процессе анализа фиксируют значение первой частоты,.ближайшей к несущей и соответствующей минимуму огибающей спектра, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения фазового сдвига, дополнительно анализируют спектр того же сигнала, но беэ манипуляции, фиксируют положение верхней и нижней частот, ближайших к несущей частоте и соответствующих минимумам огибающей спектра, выше и ниже несущей измеряют первый интервал ча стот между верхней и нижней частотамиэтакже второй интервал. частот мех:ду верхней и первой частотами и по измеренным интервалам частот определяют величину фазового сдвига, как частноеат деления второго интер вала частот на первый, умноженное на 2 т.1693562 г 5 авитель Ю.Макаревиед М Моргентал ал ррек актор М.Бланар твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,рои Заказ 4076 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по из 113035, Москва,.Ж, РПодписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССР ская наб 4/5