RU2133476C1 - Method for measuring the law of change of tuning of carrier frequency of frequency-modulated rf pulses - Google Patents

Method for measuring the law of change of tuning of carrier frequency of frequency-modulated rf pulses Download PDF

Info

Publication number
RU2133476C1
RU2133476C1 RU98116836A RU98116836A RU2133476C1 RU 2133476 C1 RU2133476 C1 RU 2133476C1 RU 98116836 A RU98116836 A RU 98116836A RU 98116836 A RU98116836 A RU 98116836A RU 2133476 C1 RU2133476 C1 RU 2133476C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
carrier frequency
law
pulse
value
Prior art date
Application number
RU98116836A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
К.Е. Румянцев
А.В. Помазанов
А.Н. Зикий
Б.Д. Дикарев
Original Assignee
Таганрогский государственный радиотехнический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Таганрогский государственный радиотехнический университет filed Critical Таганрогский государственный радиотехнический университет
Priority to RU98116836A priority Critical patent/RU2133476C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2133476C1 publication Critical patent/RU2133476C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, applicable for measurement and monitoring of radio-frequency radiation parameters, determination of mode of received signals. SUBSTANCE: this object accomplished at realization of the invention provides for measurement of the law of frequency variation in RF pulse at FM carrier frequency in real time (or close to it) at prior uncertainty of parameters of FM pulses in the form of a single number. The object is accomplished by that in the method for measuring the law of change of tuning of FM pulse carrier frequency at pulse beginning and end, calculating mean value of carrier frequency as arithmetic mean of the values of carrier frequency at pulse beginning and end, the value of carrier frequency in the middle of RF pulse length is measured and compared with the mean value of carrier frequency calculated before; it the compared values are equal, we have a linear law of frequency variation, if they are unequal - a non-linear one; if the measured value is larger than the calculated one, we have a convex function of frequency variation, if it is smaller - a concave one. EFFECT: enhanced speed of response by two and more times, depending on the type of the law of frequency variation. 3 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения и контроля параметров радиоизлучений, определения вида принимаемых сигналов. The invention relates to radio engineering and can be used to measure and control the parameters of radio emissions, determine the type of received signals.

Для решения некоторых задач, например в радиоконтроле, необходимо обеспечить оценку и ввод в ЭВМ информации о законе внутриимпульсной частотной модуляции (ЧМ) в реальном (или близком к нему) масштабе времени (т.е. для каждого принятого радиоимпульса) для последующего использования этого параметра при идентификации и классификации сигналов. To solve some problems, for example, in radio monitoring, it is necessary to ensure that the information on the law of intrapulse frequency modulation (FM) in the real (or close to it) time scale (i.e., for each received radio pulse) is used for subsequent use of this parameter in the identification and classification of signals.

Многообразие возможных законов изменения частоты в импульсе - линейные, нелинейные со степенной функцией частотной модуляции, составные [Ч. Кук, М. Бернфельд. Радиолокационые сигналы. Теория и применение. Пер. с англ. Под ред. М. Кельзона. М.: Сов. радио, 1971. - с. 347], позволяет считать закон важнейшим информационным параметром, обеспечивающим повышение вероятности идентификации источников излучения и классификации сигналов совместно с такими параметрами, как несущая частота (начальная или средняя), длительность импульса, период следования импульсов, девиация частоты и направление перестройки несущей частоты (от начального меньшего значения к конечному большему или наоборот). The variety of possible laws of change of frequency in a pulse is linear, non-linear with a power-law function of frequency modulation, compound [Ch. Cook, M. Bernfeld. Radar signals. Theory and application. Per. from English Ed. M. Kelson. M .: Sov. Radio, 1971. - p. 347], it is possible to consider the law as the most important information parameter, providing an increase in the probability of identification of radiation sources and classification of signals together with such parameters as the carrier frequency (initial or average), pulse duration, pulse repetition period, frequency deviation and direction of carrier frequency tuning (from the initial smaller to final larger, or vice versa).

Закон изменения частоты в радиоимпульсе может быть оценен по результатам измерения мгновенных значений несущей частоты fi в дискретные моменты времени ti, i = 1, 2, 3,..., n. Такие измерения обеспечивают, например, акусто-оптические измерители параметров сигналов [см., например, В.Н. Кочемасов, Е. В. Долбня, Н.В. Соболь. Акустоэлектронные Фурье - процессоры. - М.: Радио и связь, 1987. - с. 133; а.с. СССР N 1124431 H 03 J 7/32 Многоканальный панорамный приемник. - Официальный бюллетень. "Открытия. Изобретения", N 42, 1984; В. Н. Кочемасов. Применение дисперсионных Фурье - процессоров в разведывательных приемниках. - Зарубежная радиоэлектроника, N 2, 1987. - стр. 66-73]. Вместо измерения непосредственно мгновенных отсчетов частоты fi могут измеряться, например, значения амплитуды Ai, сигнала с выхода частотного детектора, функционально зависящие от частоты.The law of frequency change in the radio pulse can be estimated by measuring the instantaneous values of the carrier frequency f i at discrete time instants t i , i = 1, 2, 3, ..., n. Such measurements are provided, for example, by acousto-optical meters of signal parameters [see, for example, V.N. Kochemasov, E.V. Dolbnya, N.V. Sable. Acoustoelectronic Fourier - processors. - M.: Radio and Communications, 1987. - p. 133; A.S. USSR N 1124431 H 03 J 7/32 Multichannel panoramic receiver. - Official Bulletin. "Discoveries. Inventions", N 42, 1984; V.N. Kochemasov. The use of dispersive Fourier processors in reconnaissance receivers. - Foreign Radio Electronics, N 2, 1987. - pp. 66-73]. Instead of measuring directly instantaneous samples of frequency f i , for example, the values of amplitude A i , the signal from the output of the frequency detector, functionally dependent on the frequency can be measured.

Измерения мгновенных отсчетов частоты или амплитуды могут проводиться как вручную, так и автоматически. В радиоконтроле измерения и ввод измеренных значений в ЭВМ необходимо проводить автоматически в реальном масштабе времени. Measurements of instantaneous samples of frequency or amplitude can be carried out either manually or automatically. In radio monitoring, measurements and the input of measured values into a computer must be carried out automatically in real time.

После получения массива значений fi необходимо провести построение функциональной зависимости f(t) закона изменения частоты в импульсе по дискретным значениям fi каким-либо методом интерполяции, например, параболической [см., например, Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. - М.: Наука, 1967. - с. 574]. Таким образом, для получения оценки закона изменения частоты в импульсе требуется проведение дополнительных операций (сложение, деление и т.п.) с результатами измерения мгновенных отсчетов частоты.After obtaining an array of f i values, it is necessary to construct a functional dependence f (t) of the law of the frequency change in the pulse according to the discrete values of f i using any interpolation method, for example, parabolic [see, for example, Bronstein I.N., Semendyaev K.A. . Math reference. - M .: Nauka, 1967 .-- p. 574]. Thus, to obtain an estimate of the law of frequency change in a pulse, additional operations (addition, division, etc.) with the results of measuring instantaneous frequency samples are required.

Проведение таких операций в реальном масштабе времени с отсчетами несущей частоты fi, поступающими с выхода измерителя с большой частотой следования и в большом объеме, а затем хранение в памяти функций f(t) в целях использования для классификации сигналов и идентификации источников излучения, затруднительно даже для высокопроизводительных ЭВМ, т.к. требует высокоскоростных устройств ввода информации, больших объемов оперативной и постоянной памяти, высокой скорости обработки информации.Carrying out such operations in real time with samples of the carrier frequency f i coming from the output of the meter with a high repetition rate and in a large volume, and then storing the functions f (t) in memory in order to use it for signal classification and identification of radiation sources, is difficult even for high-performance computers, as It requires high-speed information input devices, large amounts of RAM and permanent memory, high speed information processing.

Для обеспечения требуемого быстродействия оценки закона и уменьшения объема информации о законе изменения частоты в импульсе необходимо иметь оценку закона в виде одного или нескольких чисел. To ensure the required speed of law assessment and reduce the amount of information about the law of frequency change in an impulse, it is necessary to have an law estimate in the form of one or more numbers.

Получение оценки закона в виде одного числа обеспечивают способы измерения нелинейных искажений закона изменения частоты ЧМ сигнала [Павленко Ю.Ф., Шпаньон П. А. Измерение параметров частотно-модулированных колебаний. - М.: Радио и связь, 1986. -c.118], например, методы измерения дифференциальной крутизны [там же, стр. 145], при которых мерой нелинейности является максимальное отклонение дифференциальной характеристики от горизонтали. Для измерения нелинейности ЧМ сигнал дополнительно модулируют напряжением "насадки". Затем исследуемый сигнал подают на приемник ЧМ сигналов, частоту сигнала "насадки" выделяют с помощью частотного детектора частот, и через амплитудный детектор и фильтр низкой частоты подают на осциллографический индикатор, по экрану которого измеряют дифференциальную крутизну, по величине которой судят о законе перестройки частоты, как величине отклонения от линейного закона. Obtaining a law estimate in the form of a single number provides methods for measuring the nonlinear distortions of the law of changing the frequency of an FM signal [Pavlenko Yu.F., Spanion P. A. Measurement of parameters of frequency-modulated oscillations. - M .: Radio and communications, 1986.-p.118], for example, methods for measuring differential slope [ibid, p. 145], in which the measure of non-linearity is the maximum deviation of the differential characteristic from the horizontal. To measure the nonlinearity of the FM signal, the voltage is additionally modulated by the voltage of the “nozzle”. Then, the signal under investigation is fed to the FM signal receiver, the frequency of the “tip” signal is extracted using a frequency detector of frequencies, and through an amplitude detector and a low-pass filter, they are fed to an oscillographic indicator, on the screen of which the differential slope is measured, the magnitude of which is used to determine the law of frequency tuning, as the value of the deviation from the linear law.

Признаком аналога, совпадающим с признаком заявляемого технического решения, является измерение закона перестройки частоты радиоимпульса в виде одного числа - величины отклонения исследуемого закона изменения несущей частоты от линейного. A sign of an analogue that coincides with the sign of the claimed technical solution is the measurement of the law of tuning the frequency of the radio pulse in the form of one number - the deviation of the studied law of the change in the carrier frequency from linear.

Недостатком известного способа является невозможность проведения измерения закона в реальном масштабе времени для сигналов с априорно неизвестными параметрами. The disadvantage of this method is the inability to measure the law in real time for signals with a priori unknown parameters.

Причины, препятствующие достижению требуемого результата, состоят в необходимости дополнительной модуляции ЧМ сигнала, настройки селективных по частоте устройств на гармоники модулирующей частоты, т.е. априорного знания параметров исследуемого сигнала и визуальный съем измерительной информации, что приводит к невозможности применения данного способа измерения в реальном масштабе времени (по каждому радиоимпульсу). The reasons hindering the achievement of the desired result are the need for additional modulation of the FM signal, tuning of frequency-selective devices to harmonics of the modulating frequency, i.e. a priori knowledge of the parameters of the signal under study and visual acquisition of measurement information, which makes it impossible to use this measurement method in real time (for each radio pulse).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ оценки нелинейности перестройки частоты генераторов качающейся частоты (ГКЧ) [ГОСТ 15166-73. Генераторы качающейся частоты диапазона частот от 1 МГц до 40 МГц. Типы. Основные параметры. Технические требования. Методы испытаний. ] . Способ заключается в следующем: в дискретные моменты времени ti, i = 1, 2,..., k, измеряют значения несущей частоты сигнала fi и строят график зависимости частоты fi от времени ti. Затем строят линейный график изменения несущей частоты от ее начального fн (при i = 1 ) до конечного fк (при i = k) значения; находят максимальное отклонение (разность) Δfmax измеренных значений несущей частоты fi от значений частоты при ее линейной перестройке в точках ti, и определяют нелинейность закона перестройки частоты по формуле:

Figure 00000002

где Δfmax(+), Δfmax(-) - значения максимального отклонения кривой f = φ(t) от прямой, соединяющей крайние точки этой кривой, положительного и отрицательного, соответственно (т.е. над прямой и под прямой).Closest to the technical nature of the proposed method is a method for assessing the nonlinearity of the frequency tuning of the oscillators of the oscillating frequency (GKCh) [GOST 15166-73. Oscillating frequency generators in the frequency range from 1 MHz to 40 MHz. Types. Main parameters. Technical requirements. Test methods. ]. The method consists in the following: at discrete time instants t i , i = 1, 2, ..., k, measure the values of the carrier frequency of the signal f i and plot the frequency f i versus time t i . Then build a linear graph of the carrier frequency from its initial f n (for i = 1) to the final f to (for i = k) values; find the maximum deviation (difference) Δf max of the measured values of the carrier frequency f i from the frequency values when it is linearly tuned at points t i , and determine the nonlinearity of the law of frequency tuning by the formula:
Figure 00000002

where Δf max (+) , Δf max (-) are the values of the maximum deviation of the curve f = φ (t) from the straight line connecting the extreme points of this curve, positive and negative, respectively (i.e., above the line and under the line).

fн, fк - начальное и конечное значения несущей частоты, МГц.f n, f k - initial and final values of the carrier frequency in MHz.

Недостатком этого способа является невозможность проведения измерений в реальном масштабе времени, т.к. требуется построение линейного графика зависимости перестройки частоты от fн до fк, нахождение отклонений частоты Δf от линейного в каждой измеренной точке, а затем выбор максимального отклонения частоты Δfmax, которое принимается за меру нелинейности.The disadvantage of this method is the inability to measure in real time, because it is necessary to build a linear graph of the dependence of the frequency tuning from f n to f k , find the deviations of the frequency Δf from the linear at each measured point, and then select the maximum frequency deviation Δf max , which is taken as a measure of non-linearity.

Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, заключаются в том, что для проведения измерения максимального значения отклонения частоты от линейной необходимо после проведения измерения всех значений частоты fi, провести еще ряд операций: построить линейный график изменения частоты от fн до fк; сравнить значения fi с соответствующими значениями частоты на линейном графике - вычислить отклонение частоты Δ f; выбрать максимальное значение отклонения. Все эти операции требуют затрат времени, что делает невозможным получение результата измерения в реальном масштабе времени.The reasons that impede the achievement of the required technical result are that to measure the maximum value of the frequency deviation from the linear one, after measuring all the values of the frequency f i , it is necessary to carry out a number of operations: construct a linear graph of the frequency change from f n to f k ; compare the values of f i with the corresponding frequency values on a line graph - calculate the frequency deviation Δ f; select the maximum deviation value. All these operations require time, which makes it impossible to obtain the measurement result in real time.

Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого технического решения, следующие: измерение несущей частоты в начале и в конце импульса, вычисление среднего значения несущей частоты, как среднего арифметического от значений несущей частоты в начале и в конце импульса. The signs of the prototype, coinciding with the features of the proposed technical solution, are as follows: measurement of the carrier frequency at the beginning and at the end of the pulse, calculation of the average value of the carrier frequency as the arithmetic average of the values of the carrier frequency at the beginning and end of the pulse.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в обеспечении проведения измерения закона перестройки частоты в импульсе в реальном масштабе времени (или близком к нему) при априорной неизвестности параметров ЧМ импульсов. The problem to which the invention is directed is to provide for the measurement of the law of frequency tuning in a pulse in real time (or close to it) with an a priori unknown parameters of FM pulses.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, позволяет проводить в реальном масштабе времени измерение закона изменения частоты в радиоимпульсе при ЧМ несущей частоты в виде одного числа при априорно неизвестных параметрах радиоимпульса, что обеспечивает возможность повышения быстродействия в два и более раза в зависимости от вида закона изменения частоты. The technical result achieved by the implementation of the invention allows real-time measurement of the law of change of frequency in a radio pulse at an FM carrier frequency in the form of a single number with a priori unknown parameters of a radio pulse, which makes it possible to increase the speed by two or more times depending on the type of law of change frequency.

Технический результат достигается тем, что в способе измерения закона перестройки несущей частоты в радиоимпульсах с частотной модуляцией, заключающемся в измерении несущей частоты в начале и в конце импульса, вычислении среднего значения несущей частоты, как среднего арифметического от значений несущей частоты в начале и в конце импульса, измеряется значение несущей частоты в середине импульса и сравнивается с вычисленным ранее средним значением несущей частоты, причем, если сравниваемые значения равны, то закон изменения частоты линейный, если не равны - то нелинейный, при этом, если измеренное значение больше вычисленного, то функция изменения частоты выпуклая, если меньше - то вогнутая. The technical result is achieved by the fact that in the method of measuring the law of carrier frequency tuning in radio pulses with frequency modulation, which consists in measuring the carrier frequency at the beginning and at the end of the pulse, calculating the average value of the carrier frequency as the arithmetic average of the values of the carrier frequency at the beginning and end of the pulse , the value of the carrier frequency in the middle of the pulse is measured and compared with the previously calculated average value of the carrier frequency, and if the compared values are equal, then the law of frequency change eyny if not equal - the non-linear, thus, if the measured value is greater than calculated, the change of frequency function is convex, if less - is concave.

Анализ существенных признаков прототипа и заявляемого объекта выявил следующие новые существенные признаки для заявляемого объекта:
- измерение значения несущей частоты в середине длительности измеряемого импульса;
- сравнение измеренной величины с вычисленным ранее средним значением несущей частоты.
The analysis of the essential features of the prototype and the claimed object revealed the following new significant features for the claimed object:
- measuring the value of the carrier frequency in the middle of the duration of the measured pulse;
- comparison of the measured value with the previously calculated average value of the carrier frequency.

Теоретическое доказательство наличия причинно-следственной связи совокупности заявляемых существенных признаков с указанным техническим результатом заключается в следующем. The theoretical evidence for the presence of a causal relationship of the totality of the claimed essential features with the specified technical result is as follows.

Предлагаемый способ измерения закона внутриимпульсной ЧМ основан на измерении значения средней частоты ЧМ сигнала. На фиг. 1 показаны два закона перестройки несущей частоты в ЧМ радиоимпульсе, кривая а) - линейный закон, кривая б) - нелинейный. Частота изменяется от начального значения fн до конечного fк за время длительности импульса τи = tк-t0.
Для линейного закона изменения частоты в импульсе (ЛЧМ) среднее (среднеарифметическое) значение несущей частоты в импульсе равно
fср = 1/2(fн + fк)
Пусть обеспечено измерение частоты в равномерные дискретные моменты времени ti, i = 1, 2,..., k. Рассмотрим значения несущей частоты в моменты времени t0, tср и tн, т.е. в начале, в середине и в конце импульса (см. фиг. 1). Измеренные значения частот равны fн, fср1 и fк (для кривой 1) и fн, fср2 и fк, (для кривой 2), соответственно. Определим значение fср по формуле (1) и проведем его сравнение с измеренными значениями fср1 и fср2. Сравнение можно проводить, или находя разность между этими значениями, или находя их отношение.
The proposed method for measuring the law of intrapulse FM is based on measuring the mean frequency of the FM signal. In FIG. Figure 1 shows two laws of carrier frequency tuning in an FM radio pulse, curve a) is a linear law, curve b) is non-linear. The frequency varies from the initial value of f n to the final f to during the pulse duration τ and = t to -t 0 .
For the linear law of change of frequency in a pulse (LFM), the average (arithmetic mean) value of the carrier frequency in a pulse is
f cf = 1/2 (f n + f k )
Let the frequency measurement be provided at uniform discrete time instants t i , i = 1, 2, ..., k. Consider the values of the carrier frequency at time t 0 , t cf and t n , i.e. at the beginning, in the middle and at the end of the pulse (see Fig. 1). The measured frequencies are f n , f cf1 and f k (for curve 1) and f n , f cf2 and f k (for curve 2), respectively. We determine the value of f cf by formula (1) and compare it with the measured values of f cf1 and f cf2 . A comparison can be made either by finding the difference between these values, or by finding their ratio.

Очевидно, что для линейного закона изменения частоты (кривая 1)

Figure 00000003

Для нелинейного закона изменения частоты (кривая 2) fср≠fср2, причем fср2 > fср, что характерно для выпуклого закона измерения частоты (для вогнутого закона изменения частоты в импульсе было бы обратное соотношение), т.е.Obviously, for the linear law of frequency change (curve 1)
Figure 00000003

For the nonlinear law of frequency change (curve 2) f cp ≠ f cp2 , and f cp2 > f cp , which is characteristic of the convex law of frequency measurement (for the concave law of change of frequency in the pulse, the inverse relation would be), i.e.

Figure 00000004

Таким образом, сравнение среднего арифметического значения несущей частоты в импульсе со значением несущей частоты, измеренным в момент времени, равным половине длительности радиоимпульса, характеризует отклонение закона изменения частоты от линейного, т.е. обеспечивает измерение закона перестройки частоты в радиоимпульсе.
Figure 00000004

Thus, a comparison of the arithmetic mean value of the carrier frequency in a pulse with the value of the carrier frequency measured at a time instant equal to half the duration of the radio pulse characterizes the deviation of the law of frequency change from linear, i.e. provides measurement of the law of frequency tuning in a radio pulse.

Покажем возможность измерения закона перестройки несущей частоты в импульсе по величине отклонения значений несущей частоты в середине импульса от среднеквадратического. Сигнал со степенной функцией частотной модуляции запишем в виде [Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов. - М.: Сов. радио, 1970.- с.117]

Figure 00000005

где A - амплитуда импульса,
ω0 - начальное значение несущей частоты,
Δω - девиация частоты в импульсе,
k - показатель степени,
τи - длительность импульса.Let us show the possibility of measuring the law of carrier frequency tuning in a pulse by the deviation of the carrier frequency in the middle of the pulse from the mean square. The signal with a power-law function of frequency modulation can be written as [Varakin L.E. Theory of complex signals. - M .: Owls. radio, 1970.- p.117]
Figure 00000005

where A is the amplitude of the pulse,
ω 0 - the initial value of the carrier frequency,
Δω is the frequency deviation in the pulse,
k is an exponent
τ and - pulse duration.

При этом закон изменения частоты в импульсе определяется выражением

Figure 00000006

Тогда для времени t = τи/2, подставляя это значение в выражение (4), получим значение частоты
- для линейного закона частотной модуляции
Figure 00000007

- для нелинейного закона частотной модуляции
Figure 00000008

Подставляя значения выражения (4) при t = 0 и t = τи (т.е. для начального и конечного значений несущей частоты) в выражение (1), получим среднеквадратическое значение несущей частоты в импульсе
Figure 00000009

Тогда величина отклонения для линейного закона изменения частоты в соответствии с (2) с учетом (5) и (7) равна
Figure 00000010

а для нелинейного закона частотной модуляции в соответствии с (3) с учетом (6) и (7) равна
Figure 00000011

Таким образом, для линейного закона изменения частоты в импульсе величина частотного отклонения равна нулю, а для нелинейного не равна нулю и может служить оценкой закона частотной модуляции.In this case, the law of change of frequency in the pulse is determined by
Figure 00000006

Then, for time t = τ and / 2, substituting this value in expression (4), we obtain the frequency value
- for the linear law of frequency modulation
Figure 00000007

- for the nonlinear law of frequency modulation
Figure 00000008

Substituting the values of expression (4) at t = 0 and t = τ and (i.e., for the initial and final values of the carrier frequency) into expression (1), we obtain the rms value of the carrier frequency in the pulse
Figure 00000009

Then the deviation for the linear law of frequency change in accordance with (2), taking into account (5) and (7), is equal to
Figure 00000010

and for the nonlinear law of frequency modulation in accordance with (3), taking into account (6) and (7), it is
Figure 00000011

Thus, for the linear law of change of frequency in a pulse, the magnitude of the frequency deviation is zero, and for a nonlinear one it is not zero and can serve as an estimate of the law of frequency modulation.

По выражению (8) построен график зависимости величины частотного отклонения Δ2 от значения показателя степени k, представленный на фиг. 2. Для расчетов девиация частоты Δω принималась равной 10 МГц, а k изменялось в пределах от 0 до 4 с шагом 0,1. Как видно из фиг.2, значения величины частотного отклонения обеспечивают однозначное измерение закона перестройки частоты в импульсе.According to expression (8), a graph of the dependence of the frequency deviation Δ 2 on the value of the exponent k presented in FIG. 2. For calculations, the frequency deviation Δω was taken equal to 10 MHz, and k varied from 0 to 4 with a step of 0.1. As can be seen from figure 2, the values of the frequency deviation provide an unambiguous measurement of the law of frequency tuning in the pulse.

Учитывая, что основной характеристикой измерителей нелинейных искажений закона ЧМ является разрешающая способность [см., например, Павленко Ю.Ф., Шпаньон П. А. Измерение параметров частотно-модулированных колебаний. - М.: Радио и связь, 1986. - 208 с.], оценим разрешающую способность предлагаемого способа. Given that the main characteristic of non-linear distortion meters of the FM law is the resolution [see, for example, Pavlenko Yu.F., Shpanion P. A. Measurement of parameters of frequency-modulated oscillations. - M .: Radio and communication, 1986. - 208 p.], Evaluate the resolution of the proposed method.

Погрешность Δ1 определения fср по формуле (1) равна сумме погрешностей измерения мгновенной несущей частоты fi
Δ1 = 2Δf,
где Δf - погрешность измерения мгновенной частоты fi, Δf = 0,5Δfi, где Δfi - дискретность измерения мгновенной несущей частоты fi.
The error Δ 1 of the determination of f cf by the formula (1) is equal to the sum of the errors of measurement of the instantaneous carrier frequency f i
Δ 1 = 2Δ f ,
where Δ f is the measurement error of the instantaneous frequency f i , Δ f = 0.5Δf i , where Δf i is the resolution of the measurement of the instantaneous carrier frequency f i .

Погрешность определения fср1 или fср2 равна

Figure 00000012
Необходимо также учесть погрешность из-за неопределенности выбора значения отсчета частоты, соответствующего половине длительности импульса τи/2, при четном и нечетном количестве отсчетов частоты fi. Эта погрешность равна 2Δf, т.е.The error in determining f cf1 or f cf2 is
Figure 00000012
It is also necessary to take into account the error due to the uncertainty of the choice of the frequency reference value corresponding to half the pulse duration τ and / 2, with an even and odd number of samples of the frequency f i . This error is 2Δ f , i.e.

Δ2 = 3Δf.
Погрешность оценки закона по формуле (3) равна сумме погрешностей Δ1 и Δ2:
Δ = Δ12 = 5Δf = 2,5Δfi,
что и определит разрешающую способность способа оценки закона изменения частоты импульса.
Δ 2 = 3Δ f .
The error in estimating the law by formula (3) is equal to the sum of the errors Δ 1 and Δ 2 :
Δ = Δ 1 + Δ 2 = 5Δ f = 2.5Δf i ,
which will determine the resolution of the method for evaluating the law of change in the frequency of the pulse.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показаны различные законы перестройки несущей частоты, на фиг.2 изображен график зависимости величины частотного отклонения от значения показателя степени, на фиг.3 приведен пример устройства, реализующего данный способ измерения закона перестройки частоты в импульсе с частотной модуляцией. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows various laws of tuning the carrier frequency, Fig. 2 shows a graph of the frequency deviation from the value of the exponent, Fig. 3 shows an example of a device that implements this method of measuring the law of frequency tuning in a pulse with a frequency modulation.

Способ измерения закона перестройки несущей частоты радиоимпульсов с частотной модуляцией заключается в измерении несущей частоты в начале и в конце радиоимпульса, а также в момент времени, соответствующий середине длительности радиоимпульса, в вычислении среднего значения несущей частоты, как разности конечного и начального значений измеренных частот и сравнении вычисленного среднего значения с измеренным в момент времени, соответствующий середине длительности радиоимпульса, причем если сравниваемые значения равны, то закон изменения частоты линейный, если не равны - то не линейный, при этом, если измеренное значение больше вычисленного, то функция изменения частоты выпуклая, а если меньше, то вогнутая. A method of measuring the law of tuning the carrier frequency of radio pulses with frequency modulation is to measure the carrier frequency at the beginning and at the end of the radio pulse, as well as at the time corresponding to the middle of the duration of the radio pulse, in calculating the average value of the carrier frequency as the difference between the final and initial values of the measured frequencies and comparing calculated average value with measured at time corresponding to the middle of the duration of the radio pulse, and if the compared values are equal, then the law changes The frequency variations are linear, if not equal, then not linear, and if the measured value is greater than the calculated one, then the frequency change function is convex, and if less, then concave.

Возможность осуществления способа измерения закона перестройки несущей частоты радиоимпульсов с частотной модуляцией поясняется примером описания способа как последовательности следующих действий:
1. Измеряют значение несущей частоты радиоимпульса fi, в дискретные моменты времени ti = n•Δt, где n = 1, 2, 3..., в течение длительности входного радиоимпульса;
2. Запоминают первое (начальное) значение fн отсчета несущей частоты;
3. Запоминают последнее (конечное);
4. Запоминают все в порядке очередности значения отсчетов несущей частоты fi;
5. Последнее значение fk отсчета несущей частоты складывают с начальным значением fн отсчета несущей частоты;
6. Полученную сумму (fk + fн) делят на два;
7. Результат деления (fk + fн) на два запоминают;
8. Считают количество тактовых импульсов за время длительности измеряемого радиоимпульса;
9. Делят это число (см.п.8) на два;
10. Запоминают его как адрес для выборки значения несущей частоты радиоимпульса, соответствующего середине длительности радиоимпульса;
11. В соответствии с полученным адресом определяют значение несущей частоты радиоимпульса;
12. Сравнивают полученное значение несущей частоты радиоимпульса (см.п. 11) с вычисленным ранее средним значением несущей частоты радиоимпульса (см. п. 7);
13. Результат сравнения имеет следующие значения: если сравниваемые значения равны, то закон изменения частоты линейный, если не равны - то нелинейный, при этом, если измеренное значение больше вычисленного, то функция изменения частоты выпуклая, а если меньше, то вогнутая.
The possibility of implementing a method of measuring the law of tuning of the carrier frequency of radio pulses with frequency modulation is illustrated by an example of a description of the method as a sequence of the following actions:
1. Measure the value of the carrier frequency of the radio pulse f i , at discrete time instants t i = n • Δt, where n = 1, 2, 3 ..., during the duration of the input radio pulse;
2. Remember the first (initial) value f n reference carrier frequency;
3. Remember the last (final);
4. Remember everything in order of priority values of the samples of the carrier frequency f i ;
5. The last value f k of the reference carrier frequency is added to the initial value of f n of the reference carrier frequency;
6. The resulting amount (f k + f n ) is divided into two;
7. The result of dividing (f k + f n ) into two is remembered;
8. Count the number of clock pulses during the duration of the measured radio pulse;
9. Divide this number (see clause 8) into two;
10. Remember it as the address for sampling the value of the carrier frequency of the radio pulse corresponding to the middle of the duration of the radio pulse;
11. In accordance with the received address determine the value of the carrier frequency of the radio pulse;
12. Compare the obtained value of the carrier frequency of the radio pulse (see clause 11) with the previously calculated average value of the carrier frequency of the radio pulse (see clause 7);
13. The result of the comparison has the following meanings: if the compared values are equal, then the law of frequency change is linear, if not equal, then it is non-linear, and if the measured value is greater than the calculated one, then the frequency change function is convex, and if less, then concave.

Более подробно осуществление изобретения поясняется на примере устройства, реализующего способ, с помощью чертежей, где на фиг. 1 показаны различные законы перестройки несущей частоты, на фиг.2 изображен график зависимости величины частотного отклонения от значения показателя степени, на фиг.3 приведен пример устройства, реализующего данный способ измерения закона перестройки частоты в импульсе с частотной модуляцией. In more detail, the implementation of the invention is illustrated by the example of a device that implements the method using the drawings, where in FIG. 1 shows the different laws of tuning the carrier frequency, figure 2 shows a graph of the frequency deviation from the value of the exponent, figure 3 shows an example of a device that implements this method of measuring the law of frequency tuning in a pulse with frequency modulation.

Устройство содержит измеритель несущей частоты (ИНЧ) 1, амплитудный детектор (АД) 2, генератор тактовых импульсов (ГТИ) 3, первый регистр 4, второй регистр 5, сумматор 6, первый делитель на два 7, третий регистр 8, счетчик 9, второй делитель на два 10, устройство оперативной памяти 11, четвертый регистр 12, устройство сравнения 13. The device comprises a carrier frequency meter (INC) 1, an amplitude detector (HELL) 2, a clock pulse generator (GTI) 3, a first register 4, a second register 5, an adder 6, a first divider into two 7, a third register 8, a counter 9, a second divider by two 10, the device of random access memory 11, the fourth register 12, the comparison device 13.

Входом устройства являются соединенные входы ИНЧ 1 и АД 2. Выход АД 2 соединен со входом ГТИ 3, первый выход которого соединен с тактовым входом первого регистра 4, а второй с тактовым входом второго регистра 5 и тактовым входом измерителя частоты 1. Выход ИНЧ 1 соединен с последовательно соединенными первым регистром 4, сумматором 6, первым делителем на два 7, третьим регистром 8. Выход ИНЧ 1 соединен также со вторым входом сумматора 6 через второй регистр 5. Второй выход ГТИ 3 соединен также с последовательно соединенными счетчиком 9, вторым делителем на два 10, устройством оперативной памяти 11, четвертым регистром 12 и устройством сравнения 13, выходы которого являются выходами устройства. Второй выход ГТИ 3 соединен также с тактовым входом третьего регистра 8 и с тактовым входом четвертого регистра 12. Выход ИНЧ 1 соединен также с информационным входом устройства оперативной памяти 11. Выход третьего регистра 8 соединен со вторым входом устройства сравнения кодов 13. The input of the device is the connected inputs of LF 1 and HELL 2. The output of HELL 2 is connected to the input of the GTI 3, the first output of which is connected to the clock input of the first register 4, and the second to the clock input of the second register 5 and the clock input of the frequency meter 1. Output LF 1 is connected with series-connected first register 4, adder 6, first divider by two 7, third register 8. Output LFM 1 is also connected to the second input of adder 6 through second register 5. The second output of GTI 3 is also connected to series-connected counter 9, the second divider m two 10, memory device 11, a fourth register 12, and the comparison device 13, whose outputs are the outputs of the device. The second output of the GTI 3 is also connected to the clock input of the third register 8 and to the clock input of the fourth register 12. The output of the IFI 1 is also connected to the information input of the RAM device 11. The output of the third register 8 is connected to the second input of the code comparison device 13.

Устройство работает следующим образом. Измеряемые импульсные радиосигналы с ЧМ несущей частотой подаются на вход устройства. ИНЧ 1 обеспечивает измерение значений несущей частоты радиоимпульса fi в дискретные моменты времени ti, i = 1, 2,... n, задаваемые ГТИ 3 в течение длительности входного радиоимпульса импульса, поступает с АД 2. С выхода ИНЧ 1 коды дискретных отсчетов частоты fi поступают на вход первого регистра 4, в котором запоминается первое (начальное) значение отсчета несущей частоты fн, а также на входы второго регистра 5, в котором запоминается последнее (конечное) значение отсчета несущей частоты fk и устройства оперативной памяти 11, где запоминаются все в порядке очередности значения отсчетов несущей частоты fi. Конечное значение несущей частоты fk соответствующее последнему тактовому импульсу со второго выхода ГТИ 3 складывается с начальным значением fн несущей частоты в сумматоре 6, полученная сумма делится на два в первом делителе на два 7 и записывается в регистре 8, как среднее значение несущей частоты для линейного закона перестройки частоты в импульсе. Счетчик 9 подсчитывает количество тактовых импульсов, поступивших с ГТИ 3 за время длительности измеряемого радиоимпульса, это число делится на два во втором делителе на два 10 и поступает как адрес для выборки значения несущей частоты, соответствующего половине длительности импульса. Это значение частоты поступает в регистр 12. Устройство сравнения 13 сравнивает значения частот и выдает результат сравнения на соответствующий выход, причем если сравниваемые значения равны, то закон изменения частоты линейный, если не равны - то нелинейный, при этом, если измеренное значение больше вычисленного, то функция изменения частоты выпуклая, а если меньше, то вогнутая.The device operates as follows. Measured pulsed radio signals with an FM carrier frequency are fed to the input of the device. INCH 1 provides a measurement of the values of the carrier frequency of the radio pulse f i at discrete time instants t i , i = 1, 2, ... n, specified by the GTI 3 during the duration of the input radio pulse of the pulse, comes from HELL 2. From the output of INCH 1, codes of discrete samples frequencies f i are supplied to the input of the first register 4, in which the first (initial) value of the reference frequency of the carrier frequency f n is stored, as well as the inputs of the second register 5, in which the last (final) value of the reference frequency of the carrier frequency f k and RAM device 11 is stored where everyone is remembered in yadke priority sample values of the carrier frequency f i. The final value of the carrier frequency f k corresponding to the last clock pulse from the second output of the GTI 3 is added to the initial value f n of the carrier frequency in the adder 6, the resulting sum is divided into two in the first divider by two 7 and recorded in register 8 as the average value of the carrier frequency for linear law of frequency tuning in a pulse. Counter 9 counts the number of clock pulses received from the GTI 3 during the duration of the measured radio pulse, this number is divided into two in the second divider by two 10 and acts as an address for sampling the carrier frequency value corresponding to half the pulse duration. This frequency value enters the register 12. The comparison device 13 compares the frequency values and outputs the comparison result to the corresponding output, and if the compared values are equal, then the law of frequency change is linear, if not equal, then non-linear, while if the measured value is greater than the calculated one, then the function of changing the frequency is convex, and if less, then concave.

Практическая реализуемость заявленного объекта не вызывает сомнений. Функциональные элементы заявленного объекта удовлетворяют критерию промышленного применения, так как могут быть выполнены, например, с использованием серийно выпускаемых интегральных микросхем, например, серий К553, К555, К1533 [Аванесян Г. Р., Левшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ. -М.: Машиностроение, 1993]. The practical feasibility of the claimed object is not in doubt. The functional elements of the claimed object satisfy the criterion of industrial use, as they can be performed, for example, using commercially available integrated circuits, for example, the K553, K555, K1533 series [G. Avanesyan, V. P. Levshin Integrated circuits TTL, TTLSh. -M.: Engineering, 1993].

ИНЧ 1 может быть реализован по различным известным схемам, например, по схеме панорамного приемника на основе эффекта сжатия импульсов [Цурский Д.А. , Перетягин И. В. , Калюжный Н.М. Многоканальный панорамный приемник, а.с. СССР N 995285, H 03 J 7/32, опубл. 07.02.83 в официальном бюллетене "Открытия. Изобретения", N 5], или по схеме акустооптоэлектронного Фурье - процессора [Кочемасов В.Н., Долбня Е.В., Соболь Н.В. Акустооптоэлектронные Фурье-процессоры. - М.: Радио и связь, 1987, рис. 5.12 б, стр. 137]. INCH 1 can be implemented according to various known schemes, for example, according to the scheme of a panoramic receiver based on the effect of pulse compression [Tsursky D.A. , Peretyagin I.V., Kalyuzhny N.M. Multi-channel panoramic receiver, as USSR N 995285, H 03 J 7/32, publ. 02/07/83 in the official bulletin "Discoveries. Inventions", N 5], or according to the acousto-optoelectronic Fourier processor [Kochemasov V.N., Dolbnya E.V., Sobol N.V. Acousto-optoelectronic Fourier processors. - M.: Radio and Communications, 1987, Fig. 5.12 b, p. 137].

АД 3 может быть выполнен на полупроводниковых диодах по схеме двухтактного диодного детектора [Справочник по учебному проектированию приемно-усилительных устройств. Под ред. Белкина М.К. - Киев, Выща школа, 1982, стр.212, рис. 8.7]. AD 3 can be performed on semiconductor diodes according to the scheme of a push-pull diode detector [Reference for educational design of receiving-amplifying devices. Ed. Belkina M.K. - Kiev, Vyscha school, 1982, p. 212, fig. 8.7].

ГТИ 3 может быть реализован на микросхеме типа 533ЛАЗ, двух резисторах R1, R2, конденсаторе C1 и кварцевом резонаторе ZQ. GTI 3 can be implemented on a chip type 533LAZ, two resistors R1, R2, capacitor C1 and a quartz resonator ZQ.

Счетчик 9 может быть реализован на микросхеме типа 533ИЕ5. The counter 9 can be implemented on a chip type 533IE5.

Регистры 4, 5, 8, 12 могут быть выполнены на микросхемах типа 533ИР23 (8-разрядный регистр с параллельным выходом). Registers 4, 5, 8, 12 can be performed on microcircuits of the type 533IR23 (8-bit register with parallel output).

Устройство сравнения кодов может быть реализована на микросхемах типа 530СП1. Устройство оперативной памяти может быть реализовано на микросхемах типа 533ИР23 или 533ИРЗО. The device for comparing codes can be implemented on chips of the type 530SP1. The RAM device can be implemented on chips of the type 533IR23 or 533IRZO.

Делители на два 7 и 10 реализуются на универсальном сдвиговом регистре типа 533ИР29. Divisors into two 7 and 10 are implemented on a universal shift register type 533IR29.

Claims (1)

Способ измерения закона перестройки несущей частоты радиоимпульсов с частотной модуляцией, заключающийся в измерении несущей частоты в начале и в конце импульса, вычислении среднего значения несущей частоты как среднего арифметического от значений несущей частоты в начале и в конце импульса, отличающийся тем, что измеряют значение несущей частоты в момент времени, соответствующий середине длительности радиоимпульса, и сравнивают с вычисленным ранее средним значением несущей частоты, причем если сравниваемые значения равны, то закон изменения частоты линейный, если не равны - то нелинейный, при этом если измеренное значение больше вычисленного, то функция изменения частоты выпуклая, если меньше то вогнутая. A method of measuring the law of tuning the carrier frequency of radio pulses with frequency modulation, which consists in measuring the carrier frequency at the beginning and at the end of the pulse, calculating the average value of the carrier frequency as the arithmetic average of the values of the carrier frequency at the beginning and end of the pulse, characterized in that the value of the carrier frequency is measured at the time corresponding to the middle of the duration of the radio pulse, and compare with the previously calculated average value of the carrier frequency, and if the compared values are equal, then the law Changes linear frequency if not equal - that is nonlinear, while if the measured value is greater than calculated, the frequency change function convex if less then concave.
RU98116836A 1998-09-09 1998-09-09 Method for measuring the law of change of tuning of carrier frequency of frequency-modulated rf pulses RU2133476C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98116836A RU2133476C1 (en) 1998-09-09 1998-09-09 Method for measuring the law of change of tuning of carrier frequency of frequency-modulated rf pulses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98116836A RU2133476C1 (en) 1998-09-09 1998-09-09 Method for measuring the law of change of tuning of carrier frequency of frequency-modulated rf pulses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2133476C1 true RU2133476C1 (en) 1999-07-20

Family

ID=20210290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98116836A RU2133476C1 (en) 1998-09-09 1998-09-09 Method for measuring the law of change of tuning of carrier frequency of frequency-modulated rf pulses

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2133476C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 15166-73. Генераторы качающейся частоты диапазона частот от 1 МГц до 40 МГц. Типы. Основные параметры. Технические требования. Методы испытаний. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5198748A (en) Frequency measurement receiver with bandwidth improvement through synchronized phase shifted sampling
CN108519511A (en) A kind of ime-domain measuring method of linear FM signal frequecy characteristic parameter
EP0373802B1 (en) Frequency measurement
CN110261830B (en) Performance calibrator for radar echo simulator
US6484124B1 (en) System for measurement of selected performance characteristics of microwave components
US4712060A (en) Sampling average phase meter
RU2133476C1 (en) Method for measuring the law of change of tuning of carrier frequency of frequency-modulated rf pulses
US4860227A (en) Circuit for measuring characteristics of a device under test
US5125273A (en) Method and apparatus for measuring the speed of an ultrasonic wave
US8575913B2 (en) Pulse analyzer
CN114047683A (en) Time interval measuring method and device based on orthogonal sampling interpolation
RU2309428C1 (en) Method of measurement of distance by means of range finder characterized by continuous radiation of frequency-modulated radio waves (versions)
EP1367402A1 (en) Method and arrangement for phase measurement of a modulated RF signal
CN107728101B (en) Angular precision calibration method for microwave landing simulator
RU2344430C1 (en) Device for frequency measurement of input system of panoramic radio receiver
RU2137142C1 (en) Method measuring law of retuning of carrier frequency of radio pulses with frequency modulation and device to realize it
RU2225012C2 (en) Phase-meter
US3229204A (en) Phase meter calibrator
US20030185577A1 (en) Measuring optical waveforms
Picariello et al. An initial hardware implementation of a new method for phase measurement of sinewave signals
Kaliuzhnyi et al. Synthesis of a Single-Channel Device for Receiving and Primary Signal Processing under Conditions of Structural-Parametric A priori Uncertainty
Zakharchenko et al. Transformation of the phase structure of nanosecond radio signals while stroboscopic processing
US3436652A (en) Method for measuring delay and distortion of frequency components
RU2279097C1 (en) Arrangement for measuring frequency of input signal of panoramic radioset
RU2521702C2 (en) Asynchronous panoramic radio receiver