RU2645913C1 - Measurement method of transmitting function of radio engineering linear stationary system - Google Patents
Measurement method of transmitting function of radio engineering linear stationary system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645913C1 RU2645913C1 RU2016143795A RU2016143795A RU2645913C1 RU 2645913 C1 RU2645913 C1 RU 2645913C1 RU 2016143795 A RU2016143795 A RU 2016143795A RU 2016143795 A RU2016143795 A RU 2016143795A RU 2645913 C1 RU2645913 C1 RU 2645913C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- output
- radio engineering
- filter
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/28—Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response
Abstract
Description
Изобретение относится к способам определения передаточных функций (ПФ) линейных радиоэлектронных и радиотехнических систем, включая естественные и искусственные радиоканалы различных диапазонов.The invention relates to methods for determining the transfer functions (PF) of linear electronic and radio systems, including natural and artificial radio channels of various ranges.
ПФ является исчерпывающей характеристикой линейной стационарной системы, к которым относятся радиотехнические системы, радиоэлектронные устройства, радиоканалы различных диапазонов и пр.PF is an exhaustive characteristic of a linear stationary system, which includes radio engineering systems, electronic devices, radio channels of various ranges, etc.
ПФ определяет результат (выходной сигнал) воздействия на систему при известном воздействии (входной сигнал).The PF determines the result (output signal) of the impact on the system with a known impact (input signal).
Если S(ω) - спектр входного сигнала, то спектр выходного сигнала G(ω) определяется соотношениемIf S (ω) is the spectrum of the input signal, then the spectrum of the output signal G (ω) is determined by the relation
G(ω)=H(ω)S(ω),G (ω) = H (ω) S (ω),
где Н(ω) - ПФ системы.where H (ω) is the FS of the system.
Известен способ определения ПФ измерительных систем [1], заключающийся в том, что на вход измерительной системы последовательно подают гармонические сигналы различных частот, измеряют выходные сигналы измерительной системы на каждой из частот и определяют ПФ системы, например, путем цифровой обработки дискретных отсчетов выходного сигнала.A known method for determining the FS of measuring systems [1], which consists in the fact that the input of the measuring system sequentially serves harmonic signals of different frequencies, measure the output signals of the measuring system at each frequency and determine the PF of the system, for example, by digitally processing discrete samples of the output signal.
Метод обладает недостатками: измерения необходимо проводить много раз, если требуется диапазон частот, при этом, поскольку фаза измеряется с точностью до 2π, восстановление непрерывной фазы требует либо дополнительных многократных измерений, либо каких-либо приближений.The method has drawbacks: measurements must be carried out many times if a frequency range is required, and since the phase is measured with an accuracy of 2π, restoration of the continuous phase requires either additional multiple measurements or any approximations.
Другой способ измерения ПФ [2] основан на использовании сигнала, подобного белому шуму, с широким спектром. Измеряют спектр выходного сигнала на различных частотах и делят на спектр входного сигнала. Это также требует детального знания спектра выходного сигнала на многих частотах, плюс к этому способ неустойчив в частотных областях, где спектр входного сигнала близок к нулю (деление на ноль).Another method for measuring the FS [2] is based on the use of a signal similar to white noise with a wide spectrum. The spectrum of the output signal is measured at various frequencies and divided by the spectrum of the input signal. It also requires detailed knowledge of the spectrum of the output signal at many frequencies, plus the method is unstable in frequency areas where the spectrum of the input signal is close to zero (division by zero).
К предлагаемому техническому решению наиболее близок способ, основанный на том, что на вход системы подают линейно-частотно-модулированный (ЛЧМ) сигнал, у которого спектр во всей полосе частот отличен от нуля [3], на выходе системы сигнал сжимают по частоте. Сжатие по частоте заключается в умножении на такой же ЛЧМ сигнал, сдвинутый по частоте, с последующей фильтрацией полосовым фильтром, отсекающим суммарные частоты. Результат содержит разностные частоты опорного сигнала и сигнала, прошедшего через систему.The method closest to the proposed technical solution is based on the fact that a linear-frequency-modulated (LFM) signal is fed to the input of the system, in which the spectrum in the entire frequency band is non-zero [3], the signal is compressed in frequency at the output of the system. Frequency compression consists in multiplying by the same LFM signal shifted in frequency, followed by filtering with a band-pass filter that cuts off the total frequencies. The result contains the difference frequencies of the reference signal and the signal transmitted through the system.
Из сигнала разностной частоты выделяют короткие временные отрезки и делают преобразование Фурье для каждого сигнала отрезка. Результат преобразования Фурье отрезка сигнала разностной частоты эквивалентен результату прохождения системы комплексным сигналом, огибающая которого равна спектру временного окна, которым вырезается отрезок сигнала. Способ требует многократных определений спектра выходного сигнала, вырезанного временным окном, и тем самым эквивалентен методам с многократным пропусканием через систему монохроматических сигналов разных частот. Кроме того, полученный спектр делят на текущий спектр временного окна. Результат преобразования Фурье отождествляется с передаточной функцией радиоканала. Описанный способ требует многократного вычисления спектров и содержит операцию деления, которая даже в цифровой форме является неустойчивой в областях малости знаменателя. Это приводит к неопределенности значений ПФ и большим ошибкам в частотных областях, где мала передаточная функция фильтра. Фаза получаемой функции определена с точностью до слагаемого, кратного 2π, поэтому приходится вычислять спектры вырезанных полосок с мелким шагом по частоте, что приводит к увеличению количества операций.Short time segments are extracted from the difference frequency signal and the Fourier transform is made for each signal of the segment. The result of the Fourier transform of the segment of the signal of the difference frequency is equivalent to the result of the passage of the system by a complex signal whose envelope is equal to the spectrum of the time window by which the signal is cut. The method requires multiple determinations of the spectrum of the output signal cut out by the time window, and is thus equivalent to methods with multiple transmission of monochromatic signals of different frequencies through the system. In addition, the resulting spectrum is divided into the current spectrum of the time window. The result of the Fourier transform is identified with the transfer function of the radio channel. The described method requires multiple calculation of the spectra and contains a division operation, which even in digital form is unstable in the areas of smallness of the denominator. This leads to the uncertainty of the FS values and large errors in the frequency regions where the filter transfer function is small. The phase of the obtained function is determined up to a term that is a multiple of 2π; therefore, it is necessary to calculate the spectra of the cut strips with a small frequency step, which leads to an increase in the number of operations.
Предлагаемое техническое решение основано на том, что при пропускании через систему ЛЧМ сигнала с последующим сжатием его по частоте выход полосового фильтра на промежуточной частоте соответствует сигналу, совпадающему с ПФ системы, но с дополнительной квадратичной фазой, что является следствием влияния квадратичности фазы входного сигнала. Этот сигнал совпадал бы с ПФ, если бы фильтр промежуточной частоты имел характеристику, равную единице, и отсутствовала квадратичная фаза.The proposed technical solution is based on the fact that when a signal is transmitted through the LFM system and then compressed in frequency, the output of the bandpass filter at an intermediate frequency corresponds to a signal that coincides with the system PF, but with an additional quadratic phase, which is a consequence of the quadratic phase of the input signal. This signal would coincide with the FS if the intermediate-frequency filter had a characteristic equal to unity and there was no quadratic phase.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. На вход системы подают линейно-частотно-модулированный сигнал в заданном диапазоне частот. На выходе системы выходной сигнал сжимают по частоте, то есть умножают на такой же ЛЧМ сигнал, сдвинутый по частоте на величину промежуточной частоты, и пропускают через фильтр промежуточной частоты, который отсекает суммарные частоты сигнала, прошедшего систему, и опорного. Далее сигнал с выхода фильтра промежуточной частоты пропускают через корректирующий фильтр, который компенсирует действие фильтра промежуточной частоты и квадратичную фазу. Воспользовавшись тем, что действие фильтров перестановочно, на выходе фильтра получают функцию времени u(t)=H1(ω0+βt), где t – время, β - скорость изменения частоты ЛЧМ сигнала, ω0 - начальная частота, H1 - функция частоты, совпадающая с передаточной функции системы в полосе частот исходного сигнала.The proposed method is as follows. A linear-frequency-modulated signal in a given frequency range is fed to the input of the system. At the output of the system, the output signal is compressed in frequency, that is, multiplied by the same LFM signal shifted in frequency by the value of the intermediate frequency, and passed through an intermediate frequency filter, which cuts off the total frequencies of the signal passing the system and the reference. Next, the signal from the output of the intermediate frequency filter is passed through a correction filter, which compensates for the effect of the intermediate frequency filter and the quadratic phase. Taking advantage of the fact that the action of the filters is permutable, the time function u (t) = H 1 (ω 0 + βt) is obtained at the filter output, where t is time, β is the rate of change of the frequency of the LFM signal, ω 0 is the initial frequency, H 1 is a frequency function that matches the transfer function of the system in the frequency band of the original signal.
Техническим результатом является обеспечение возможности измерения ПФ при сокращении числа независимых измерений.The technical result is the ability to measure PF while reducing the number of independent measurements.
Источники информацииInformation sources
1. RU патент 2142141, G01R 27/28, H04R29.1. RU patent 2142141, G01R 27/28, H04R29.
2. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях: В 2-х томах. Пер. с франц. - М.: Мир, 1983. - Т. 1. 312 с.2. Max J. Methods and techniques for processing signals in physical measurements: In 2 volumes. Per. with french - M .: Mir, 1983. - T. 1. 312 p.
3. Михайлов С.Я. Моделирование отклика анализатора спектров вертикального ЛЧМ-ионозонда и восстановление передаточной функции в области полупрозрачности Е-слоя ионосферы // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 2001. Т. 44, 8. С. 933-944.3. Mikhailov S.Ya. Modeling the response of the spectral analyzer of a vertical LFM ionosonde and restoration of the transfer function in the translucency region of the E-layer of the ionosphere // Izv. Universities. Radiophysics. 2001.Vol. 44, 8.P. 933-944.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016143795A RU2645913C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Measurement method of transmitting function of radio engineering linear stationary system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016143795A RU2645913C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Measurement method of transmitting function of radio engineering linear stationary system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2645913C1 true RU2645913C1 (en) | 2018-02-28 |
Family
ID=61568442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016143795A RU2645913C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Measurement method of transmitting function of radio engineering linear stationary system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2645913C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1390806A2 (en) * | 1987-01-07 | 1988-04-23 | Ленинградский Электротехнический Институт Связи Им.Проф.М.А.Бонч-Бруевича | Device for measuring reciprocal influence between line sections of cable trunk lines |
| SU1575128A1 (en) * | 1988-05-17 | 1990-06-30 | Коммунарский горно-металлургический институт | Method of determining estimates of frequency transfer function |
| US5440275A (en) * | 1994-07-29 | 1995-08-08 | T.N. Technologies Inc. | Marker sweep linearization system and method |
| EP0942538A2 (en) * | 1998-03-10 | 1999-09-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Transmission and reception apparatus and method using frequency sweeping |
| RU2142141C1 (en) * | 1997-11-04 | 1999-11-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Method determining transfer function of measurement system |
| RU2282944C2 (en) * | 1999-12-21 | 2006-08-27 | Рудольф БАННАШ | Methods and devices for transmission and receipt of information |
| RU2475766C1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-02-20 | Марина Витальевна Самойленко | Method to determine transfer function of linear radioelectronic system |
-
2016
- 2016-11-08 RU RU2016143795A patent/RU2645913C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1390806A2 (en) * | 1987-01-07 | 1988-04-23 | Ленинградский Электротехнический Институт Связи Им.Проф.М.А.Бонч-Бруевича | Device for measuring reciprocal influence between line sections of cable trunk lines |
| SU1575128A1 (en) * | 1988-05-17 | 1990-06-30 | Коммунарский горно-металлургический институт | Method of determining estimates of frequency transfer function |
| US5440275A (en) * | 1994-07-29 | 1995-08-08 | T.N. Technologies Inc. | Marker sweep linearization system and method |
| RU2142141C1 (en) * | 1997-11-04 | 1999-11-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Method determining transfer function of measurement system |
| EP0942538A2 (en) * | 1998-03-10 | 1999-09-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Transmission and reception apparatus and method using frequency sweeping |
| RU2282944C2 (en) * | 1999-12-21 | 2006-08-27 | Рудольф БАННАШ | Methods and devices for transmission and receipt of information |
| RU2475766C1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-02-20 | Марина Витальевна Самойленко | Method to determine transfer function of linear radioelectronic system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2178082B1 (en) | Cyclic signal processing method, cyclic signal conversion method, cyclic signal processing device, and cyclic signal analysis method | |
| Enserink et al. | A cyclostationary feature detector | |
| KR20160039677A (en) | Voice Activation Detection Method and Device | |
| CN105105737A (en) | Motion state heart rate monitoring method based on photoplethysmography and spectrum analysis | |
| US20030221544A1 (en) | Method and device for determining rhythm units in a musical piece | |
| EP2105749B1 (en) | Improved video bandwidth resolution in dft-based spectrum analysis | |
| RU2645913C1 (en) | Measurement method of transmitting function of radio engineering linear stationary system | |
| KR101552981B1 (en) | A method for analyzing noise by aircraft by adjusting cut-off frequency | |
| EP1605437B1 (en) | Determination of the common origin of two harmonic components | |
| JP2016500847A (en) | Digital processor based complex acoustic resonance digital speech analysis system | |
| US9857399B2 (en) | Peak frequency detection device, method, and program | |
| Serov et al. | Reseach of influency of mains frequency deviation on voltage spectrum measurement error by DFT method | |
| RU2480897C1 (en) | Method to dedicate useful signal from noise - "method of mirror noise images" and device for its realisation | |
| RU2725505C1 (en) | Method for real-time measurement of microwave frequency | |
| RU2394371C1 (en) | Device for determining optimum working frequencies of ionospheric radio channel | |
| Stein et al. | The application of Kalman filters and ARIMA models to the study of time prediction errors of clocks for use in the Defense Communication System (DCS) | |
| RU2551400C1 (en) | Method of harmonic analysis of periodic multifrequency signal against the noise background | |
| KR101997633B1 (en) | Apparatus for measureing voltage parameters using TEO and DESA in auto-synchronizer | |
| RU2731339C1 (en) | Method and device for measuring power and steepness of increase in sections of nonstationarity of acoustic signals | |
| Al Adnani et al. | Spectrum analyzers today and tomorrow: Part 2 | |
| RU2747440C1 (en) | Method for quick measurement of the microwave frequency with prior multiplication of the frequency and reduced requirements for the bandwidth of the delay line | |
| RU2117306C1 (en) | Method for detection of narrow-band signal frequency | |
| US20230393184A1 (en) | Device and methods for phase noise measurement | |
| Manuliak et al. | Efficiency Use of Flow Digital Methods of Measure Signals Pre-Processing | |
| JPH0229239B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181109 |