RU2723983C1 - Frequency meter of microwave signals on delay lines with negative time of group delay - Google Patents
Frequency meter of microwave signals on delay lines with negative time of group delay Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723983C1 RU2723983C1 RU2019125983A RU2019125983A RU2723983C1 RU 2723983 C1 RU2723983 C1 RU 2723983C1 RU 2019125983 A RU2019125983 A RU 2019125983A RU 2019125983 A RU2019125983 A RU 2019125983A RU 2723983 C1 RU2723983 C1 RU 2723983C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- delay lines
- phase
- microwave
- negative group
- delay time
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
- G01R23/04—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage adapted for measuring in circuits having distributed constants
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Известно устройство измерителя частоты СВЧ сигналов [1]. Измеритель частоты СВЧ сигналов состоит из входного широкополосного усилителя, набора линий задержки, фазовых корреляторов, аналого-цифровых преобразователей, вычислительного устройства и устройства управления.A device for measuring the frequency of microwave signals [1]. The microwave frequency meter consists of an input broadband amplifier, a set of delay lines, phase correlators, analog-to-digital converters, a computing device, and a control device.
Недостатком данного устройства является громоздкость, вызванная необходимостью применения нескольких линий задержки, минимальное и максимальное время задержки которых для достижения заданной точности и диапазона рабочих частот должны отличаться в несколько раз. Еще одним недостатком указанного устройства является невысокая чувствительность устройства, ограничиваемая погонными потерями в длинных линиях задержки. The disadvantage of this device is the cumbersomeness caused by the need to use several delay lines, the minimum and maximum delay time of which to achieve a given accuracy and range of operating frequencies must differ several times. Another disadvantage of this device is the low sensitivity of the device, limited by linear losses in long delay lines.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому изобретению является устройство измерителя частоты СВЧ сигналов [2]. Измеритель частоты СВЧ сигналов состоит из входного широкополосного усилителя-ограничителя, входного полосового СВЧ фильтра, набора линий задержки, фазовых корреляторов, вычислительного устройства.The closest in technical essence and the achieved technical result to the claimed invention is a device for measuring the frequency of microwave signals [2]. The microwave signal frequency meter consists of an input broadband limiter amplifier, an input microwave passband filter, a set of delay lines, phase correlators, and a computing device.
Недостатком данного устройства является громоздкость, вызванная необходимостью применения нескольких линий задержки, минимальное и максимальное время задержки которых, для достижения заданной точности и диапазона рабочих частот должны отличаться в несколько раз. Еще одним недостатком указанного устройства является невысокая чувствительность устройства, ограничиваемая погонными потерями в длинных линиях задержки. The disadvantage of this device is the cumbersomeness caused by the need to use several delay lines, the minimum and maximum delay times of which, in order to achieve a given accuracy and range of operating frequencies, must differ several times. Another disadvantage of this device is the low sensitivity of the device, limited by linear losses in long delay lines.
Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритных размеров и массы, снижение погрешности измерения частоты.The technical result of the invention is to reduce the overall dimensions and mass, to reduce the error in measuring the frequency.
Целью изобретения является снижение громоздкости устройства и снижение погрешности измерения частоты за счет применения линий задержки с отрицательным временем групповой задержки.The aim of the invention is to reduce the bulkiness of the device and to reduce the error of frequency measurement due to the use of delay lines with negative group delay time.
Заявленный результат достигается тем, что в устройство, состоящее из последовательно включенных входного усилителя-ограничителя, полосно-пропускающего СВЧ фильтра, синфазного делителя СВЧ мощности, N линий задержки, N фазовых корреляторов, выходы которых подключены к вычислительному устройству, дополнительно введены N линий задержки с отрицательным временем групповой задержки, при этом входы линий задержки с отрицательным временем групповой задержки подключены к выходам синфазного делителя СВЧ мощности, а выходы линий задержки с отрицательным временем групповой задержки подключены к входам соответствующих фазовых корреляторов.The claimed result is achieved by the fact that in the device consisting of a series-connected input amplifier-limiter, a pass-band microwave filter, an in-phase microwave power divider, N delay lines, N phase correlators, the outputs of which are connected to a computing device, N delay lines with a negative group delay time, while the inputs of the delay lines with a negative group delay time are connected to the outputs of the in-phase microwave power divider, and the outputs of the delay lines with a negative group delay time are connected to the inputs of the corresponding phase correlators.
Сущность изобретения поясняется чертежом на фигуре 1. На фиг.1 представлена структурная схема измерителя частоты СВЧ сигналов с линиями задержки с отрицательным временем групповой задержки. Измеритель частоты СВЧ сигналов содержит: входной усилитель-ограничитель 1, полосно-пропускающий СВЧ фильтр 2, делитель 3 СВЧ мощности, линии задержки 4.1…4.N, линии задержки 5.1…5.N с отрицательным временем групповой задержки, фазовые корреляторы 6.1…6.N, вычислительное устройство 7.The invention is illustrated by the drawing in figure 1. Figure 1 shows a structural diagram of a frequency meter of microwave signals with delay lines with a negative group delay time. The frequency meter of microwave signals contains: input amplifier-
На фиг.2 представлена дискриминационная характеристика фазовых корреляторов.Figure 2 presents the discriminatory characteristics of phase correlators.
Для удобства рассмотрим работу широкополосного измерителя частоты, функциональная схема которого представлена на фигуре 1. Широкополосный измеритель частоты СВЧ сигналов работает следующим образом. Входной СВЧ сигнал с частотой ω0 поступает через усилитель-ограничитель 1 на полосно-пропускающий фильтр 2, ограничивающий входную полосу частот. Далее сигнал поступает на синфазный делитель 3 СВЧ мощности, где происходит деление мощности входного сигнала на N равных частей. Число линий задержки 4.1…4.N, линий задержки 5.1…5.N N с отрицательным временем групповой задержки, фазовых корреляторов 6.1…6.N определяется рабочей полосой устройства и требуемой точностью измерения частоты. Предположим, что линии задержки 4.1,4.2,…,4.N имеют время задержки равное τ1P, τ1P,.. τNP. Предположим также, что линии задержки 5.1,5.2,…,5.N с отрицательным временем групповой задержки имеют время задержки равное -τ1M, -τ2M,..- τNM. Фазовые набеги, приобретаемые сигналами на выходах линий задержки 4.1,4.2,…,4.N составят: θ1=ω0τ1P, θ2=ω0τ2P,…, θn=ω0τNP. В то же время, фазовые набеги, приобретаемые сигналами на выходах линий задержки 5.1,5.2,…,5.N с отрицательным временем групповой задержки составят: ϕ1=−ω0τ1M, ϕ2=−ω0τ2M,…, ϕn=−ω0τNM. Сигналы с выхода линий задержки 4.1,4.2...4.N и линий задержки 5.1,5.2,…,5.N с отрицательным временем групповой задержки поступают на входы фазовых корреляторов 6.1,6.2,…,6.N. Фазовые корреляторы 6.1,6.2,…,6.N формируют следующие дискриминационные характеристики, вид которых показан на фигуре 2 (DFM1 – 1, DFM2 – 2,…, DFMn – 3):For convenience, we consider the operation of a broadband frequency meter, the functional diagram of which is shown in Figure 1. A broadband microwave frequency meter operates as follows. The input microwave signal with a frequency of ω 0 is fed through an amplifier-
где A1, A2,…, An – коэффициенты пропорциональности;where A 1 , A 2 , ..., A n are the proportionality coefficients;
τ1P, τ2P,...τNP – время задержки линий задержки 4.1,4.2...4.N;τ 1P , τ 2P , ... τ NP is the delay time of delay lines 4.1,4.2 ... 4.N;
τ1M, τ2M,...τNM – время задержки линий задержки 5.1,5.2...5.N с отрицательным временем групповой задержки;τ 1M , τ 2M , ... τ NM - delay time of delay lines 5.1,5.2 ... 5.N with negative group delay time;
ω – круговая частота.ω is the circular frequency.
Коррелятор 6.1 имеет в рабочем диапазоне частот (2-3 ГГц, фиг. 2) однозначную, но относительно пологую корреляционную характеристику, по этой причине коррелятор 6.1 служит для грубой оценки частоты входного сигнала. В то же время фазовые корреляторы 6.2,…,6.N имеют неоднозначные корреляционные функции, крутизна которых выше по сравнению с крутизной корреляционной характеристики коррелятора 6.1. Корреляторы 6.2,6.3,…6.N служат для повышения точности измерения частоты входного сигнала. Вычислительное устройство 7 предназначено определения частоты входного сигнала по напряжениям от фазовых корреляторов 6.1,6.2,…,6.N. The correlator 6.1 has an unambiguous but relatively flat correlation characteristic in the operating frequency range (2-3 GHz, Fig. 2), for this reason the correlator 6.1 serves for a rough estimate of the frequency of the input signal. At the same time, phase correlators 6.2, ..., 6.N have ambiguous correlation functions, the steepness of which is higher than the steepness of the correlation characteristic of the correlator 6.1. Correlators 6.2,6.3, ... 6.N are used to improve the accuracy of measuring the frequency of the input signal. The
Из выражений 1 – 3 видно, что введение линий задержки с отрицательным временем групповой задержки перед фазовыми корреляторами увеличивает аргумент функции cos, что равносильно увеличению длин (времени задержки) линий задержки 4.1,4.2,…,4.N. Таким образом, длина линий 4.1,4.2,…,4.N задержки и габаритные размеры устройства, могут быть уменьшены. Линии задержки 5.1,5.2,…,5.N с отрицательным временем групповой задержки могут быть реализованы на пассивных [3] и активных элементах [4,5]. It can be seen from
Список использованных источниковList of sources used
1. Schmidt, R.O. Simultaneous signals IFM receiver using plural delay line correlators. Патент США на изобретение №5440228.1. Schmidt, R.O. Simultaneous signals IFM receiver using plural delay line correlators. U.S. Patent No. 5,440,228.
2. Tsui, J.B.Y., Hedge, J.N. Instantaneous frequency measurement (IFM) receiver with two signals capability. Патент США на изобретение №5291125.2. Tsui, J.B.Y., Hedge, J.N. Instantaneous frequency measurement (IFM) receiver with two signals capability. U.S. Patent No. 5,291,125.
3. Chaudhary, G. A design of compact wideband negative group delay network using cross coupling/ G. Chaudhary, Y. Jeong // Microwave and optical technology letters. – 2014. - №11. – VOL56. – pp. 2495 – 2497.3. Chaudhary, G. A design of compact wideband negative group delay network using cross coupling / G. Chaudhary, Y. Jeong // Microwave and optical technology letters. - 2014. - No. 11. - VOL56. - pp. 2495 - 2497.
4. Wu, C.-T.M. A Dual-Purpose Reconfigurable Negative Group Delay Circuit Based on Distributed Amplifiers/ C.-T. M. Wu, S. Gharavi, B. Daneshrad, T. Itoh // IEEE Microwave and wireless components letters. – 2013. – pp. 1 – 3.4. Wu, C.-T.M. A Dual-Purpose Reconfigurable Negative Group Delay Circuit Based on Distributed Amplifiers / C.-T. M. Wu, S. Gharavi, B. Daneshrad, T. Itoh // IEEE Microwave and wireless components letters. - 2013. - pp. 13.
5. Ravelo, B. Investigation on Microwave Negative Group Delay Circuit/B. Ravelo// Electromagnetics. – 2011. - №31. – pp. 537 – 549.5. Ravelo, B. Investigation on Microwave Negative Group Delay Circuit / B. Ravelo // Electromagnetics. - 2011. - No. 31. - pp. 537 - 549.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125983A RU2723983C1 (en) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | Frequency meter of microwave signals on delay lines with negative time of group delay |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125983A RU2723983C1 (en) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | Frequency meter of microwave signals on delay lines with negative time of group delay |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2723983C1 true RU2723983C1 (en) | 2020-06-18 |
Family
ID=71095973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019125983A RU2723983C1 (en) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | Frequency meter of microwave signals on delay lines with negative time of group delay |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2723983C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU486280A1 (en) * | 1973-08-09 | 1975-09-30 | Предприятие П/Я Г-4367 | Automatic frequency meter |
US5291125A (en) * | 1992-09-14 | 1994-03-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Instantaneous frequency measurement (IFM) receiver with two signal capability |
WO2014029412A1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-02-27 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Device for negative group delay |
EP2137817B1 (en) * | 2007-03-09 | 2017-01-18 | Chris Hymel | Application of signal advance amplification to analog waveform or signal detection, acquisition and processing |
US10034089B2 (en) * | 2016-07-07 | 2018-07-24 | Infineon Technologies Ag | Sensor arrangement having an optimized group delay and signal processing method |
-
2019
- 2019-08-16 RU RU2019125983A patent/RU2723983C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU486280A1 (en) * | 1973-08-09 | 1975-09-30 | Предприятие П/Я Г-4367 | Automatic frequency meter |
US5291125A (en) * | 1992-09-14 | 1994-03-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Instantaneous frequency measurement (IFM) receiver with two signal capability |
EP2137817B1 (en) * | 2007-03-09 | 2017-01-18 | Chris Hymel | Application of signal advance amplification to analog waveform or signal detection, acquisition and processing |
WO2014029412A1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-02-27 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Device for negative group delay |
US10034089B2 (en) * | 2016-07-07 | 2018-07-24 | Infineon Technologies Ag | Sensor arrangement having an optimized group delay and signal processing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102156139B (en) | Method and system for measuring passive intermodulation generation point of microwave device by using electromagnetic wave phase | |
CN102324990B (en) | Vector reflection coefficient detection circuit only using amplitude detector and detection method thereof | |
US9547074B2 (en) | System and method for using combining couplers with asymmetric split ratios in a lidar system | |
RU2710896C1 (en) | Broadband frequency meter for microwave signals on delay lines with preliminary frequency conversion (versions) | |
RU2723983C1 (en) | Frequency meter of microwave signals on delay lines with negative time of group delay | |
US20220065744A1 (en) | Optical pulse testing method and optical pulse testing device | |
RU2573780C1 (en) | Microwave radio receiver | |
Carando et al. | Almost sure-sign convergence of Hardy-type Dirichlet series | |
RU2725505C1 (en) | Method for real-time measurement of microwave frequency | |
RU2643708C2 (en) | Device for estimation of frequency of harmonic noisy signal | |
RU2736918C1 (en) | Broadband frequency meter for microwave signals with frequency pre-multiplication and one delay line (versions) | |
CN109557508A (en) | A kind of interferometric synthetic aperture imaging broadband analogue complex correlator | |
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 | |
RU2724127C1 (en) | Method of measuring signal frequency in a device for rapid measurement of interference type on delay lines | |
Sokol et al. | Design and implementation of microwave circuits in 0.35 µm sige bicmos technology for uwb applications | |
CN218976678U (en) | Parallel ultra-multichannel radiometer receiver based on agile technology | |
Azevedo et al. | Microstrip power divider for integration of an instantaneous frequency measurement system | |
CN219658121U (en) | Electronic countermeasure signal processor | |
Manchanda et al. | Characteristics of diode detectors for six-port radars | |
EA040512B1 (en) | METER OF COMPLEX REFLECTION AND TRANSMISSION COEFFICIENTS IN THE MILLIMETER WAVE RANGE | |
Wei et al. | Behavioral modeling and simulation of electromagnetic interference response for radio frequency receiver | |
Gu et al. | Design of Ultra-wideband and Compact Signal Acquisition Test System | |
RU2022311C1 (en) | Matrix device for determination of frequency | |
SU1149183A1 (en) | Device for measuring parameters of uhf four-terminal networks | |
SU773529A1 (en) | Apparatus for separate measuring of amplitude and phase components of stray modulation |