RU2724119C1 - Device for measuring carrier frequency using parasitic harmonics of rs - Google Patents
Device for measuring carrier frequency using parasitic harmonics of rs Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724119C1 RU2724119C1 RU2019137547A RU2019137547A RU2724119C1 RU 2724119 C1 RU2724119 C1 RU 2724119C1 RU 2019137547 A RU2019137547 A RU 2019137547A RU 2019137547 A RU2019137547 A RU 2019137547A RU 2724119 C1 RU2724119 C1 RU 2724119C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- delay lines
- inputs
- carrier frequency
- outputs
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Известно устройство измерения несущей частоты СВЧ-сигналов [1], находящее применение в задачах радиоэлектронной борьбы (РЭБ). Устройство измерения несущей частоты СВЧ-сигналов состоит из входного широкополосного усилителя, набора линий задержки, фазовых корреляторов, аналого-цифровых преобразователей, вычислительного устройства и устройства управления.A known device for measuring the carrier frequency of microwave signals [1], which is used in problems of electronic warfare (EW). A device for measuring the carrier frequency of microwave signals 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. Другим недостатком указанного устройства является узкий диапазон рабочих частот, который ограничивается сложностью проектирования и изготовления широкополосной линии задержки с большим временем 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 a narrow range of operating frequencies, which is limited by the complexity of designing and manufacturing a broadband delay line with a long delay time.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому изобретению является устройство измерения несущей частоты СВЧ-сигналов [2]. Устройство измерения несущей 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 carrier frequency of microwave signals [2]. A device for measuring the carrier frequency of microwave signals consists of an input broadband amplifier-limiter, an input bandpass microwave 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. Другим недостатком указанного устройства является узкий диапазон рабочих частот, который ограничивается сложностью проектирования и изготовления широкополосной линии задержки с большим временем задержки. The disadvantage of this device is the bulkiness 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 a narrow range of operating frequencies, which is limited by the complexity of designing and manufacturing a broadband delay line with a long delay time.
Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритных размеров и массы при сохранении точности измерения частоты.The technical result of the invention is to reduce the overall dimensions and mass while maintaining the accuracy of the frequency measurement.
Целью изобретения является снижение громоздкости устройства за счет использования паразитных гармоник радиолокационных станций (РЛС) и замены длинных линий задержки на короткие. The aim of the invention is to reduce the bulkiness of the device through the use of spurious harmonics of radar stations and replacing long delay lines with short ones.
Заявленный результат достигается тем, что в устройство, состоящее из первой, второй и третьей линий задержки, первого, второго и третьего фазовых детекторов, решающего устройства, причем выходы первой, второй и третьей линии задержки подключены к одному из входов первого, второго и третьего фазовых детекторов соответственно, а выходы первого, второго и третьего фазовых детекторов подключены к входам решающего устройства, дополнительно введены частотный разветвитель, первый, второй и третий усилитель-ограничитель, первый, второй и третий полосовой фильтр, первый, второй и третий делители модности на два, причем входы первой, второй и третьей линии задержки подключены к одному из выходов первого, второго и третьего делителей мощности на два соответственно, другой выход первого, второго и третьего делителей мощности на два подключен ко второму входу первого, второго и третьего фазовых детекторов соответственно, входы первого, второго и третьего делителей мощности на два подключены к выходам первого, второго и третьего полосовых фильтров соответственно, входы первого, второго и третьего полосовых фильтров подключены к выходам первого, второго и третьего усилителей-ограничителей соответственно, входы первого, второго и третьего усилителей-ограничителей подключены к первому, второму и третьему выходу частотного разветвителя соответственно.The claimed result is achieved in that in a device consisting of first, second and third delay lines, first, second and third phase detectors, a solver, and the outputs of the first, second and third delay lines are connected to one of the inputs of the first, second and third phase detectors, respectively, and the outputs of the first, second and third phase detectors are connected to the inputs of the resolver, an additional frequency splitter, a first, second and third amplifier-limiter, a first, second and third band-pass filter, a first, second and third modifier dividers are introduced into two, moreover, the inputs of the first, second and third delay lines are connected to one of the outputs of the first, second and third power dividers into two, respectively, the other output of the first, second and third power dividers to two is connected to the second input of the first, second and third phase detectors, respectively, the inputs the first, second and third power dividers into two connected to you the first, second and third bandpass filters respectively, the inputs of the first, second and third bandpass filters are connected to the outputs of the first, second and third limiter amplifiers, respectively, the inputs of the first, second and third limiter amplifiers are connected to the first, second and third outputs of the frequency splitter respectively.
Сущность изобретения поясняется чертежами на фигурах 1,2. На фиг.1 представлена структурная схема устройства измерения несущей частоты с использованием паразитных гармоник РЛС. Устройство измерения несущей частоты с использованием паразитных гармоник РЛС содержит: частотный разветвитель 1, усилители-ограничители 2.1...2.3, полосно-пропускающие СВЧ-фильтры 3.1...3.3, делители 4.1...4.3 СВЧ-мощности на два, линии задержки 5.1…5.3, фазовые детекторы 6.1…6.3, вычислительное устройство 7.The invention is illustrated by drawings in figures 1,2. Figure 1 presents the structural diagram of a device for measuring the carrier frequency using spurious harmonics of the radar. A carrier frequency measuring device using radar spurious harmonics contains: a
На фиг.2 представлена дискриминационная характеристика фазовых детекторов, цифрами 1,2,3 обозначены напряжения на выходе фазовых детекторов 6.1, 6.2, 6.3 соответственно.Figure 2 presents the discriminatory characteristics of phase detectors, the
Для удобства рассмотрим работу широкополосного измерителя частоты, функциональная схема которого представлена на фигуре 1. Известно, что передатчики мощных РЛС для достижения больших дальностей обнаружения работают в режиме насыщения [3], обеспечивающем наибольшую выходную мощность. Передатчик РЛС может быть выполнен на электронных [4] или твердотельных приборах [3]. При этом спектр излучения РЛС содержит значительные уровни второй и третьей гармоники несущей частоты [5]. Входной гармонический сигнал с частотой f0, второй и третьей паразитными гармониками с частотами 2f0 и 3f0 соответственно воздействует на вход устройства. Частотный разветвитель 1 пропускает на первый выход (вход полосового фильтра 2.1) сигнал несущей с частотой от fн до в 1,9fн, где fн – нижняя частота диапазона измеряемых частот. На второй выход частотного разветвителя 1 (вход полосового фильтра 2.2) проходят сигналы второй гармоники несущей частоты РЛС, лежащие в диапазоне частот от 2fн до в 3,8 fн. На третий выход частотного разветвителя 1 (вход полосового фильтра 2.3) проходят сигналы третьей гармоники несущей частоты РЛС, лежащие в диапазоне частот от 4fн до в 5,7fн. Диапазон частот первого выхода частотного разветвителя 1 выбран меньше октавы для исключения прохождения сигнала несущей частоты на второй выход частотного разветвителя 1. Нижняя частота полосы пропускания третьего выхода частотного разветвителя 1 смещена вверх до 4fн для исключения прохождения сигнала второй гармоники несущей частоты на третий выход частотного разветвителя 1. С выходов частотного разветвителя 1 сигналы несущей частоты и паразитных гармоник поступают соответственно на входы усилителей-ограничителей 2.1...2.3. С выходов усилителей-ограничителей 2.1...2.3 сигналы несущей частоты и паразитных гармоник поступают на входы полосовых фильтров 3.1...3.3. Полосовые фильтры 3.1...3.3 предназначены для фильтрации паразитных гармоник, возникающих при усилении-ограничении в усилителях-ограничителях 2.1...2.3, полосы пропускания полосовых фильтров 3.1...3.3 совпадают с полосами пропускания соответствующих выходов частотного разветвителя 1. С выходов полосовых фильтров 3.1...3.3 сигналы несущей частоты и паразитных гармоник поступают на входы делителей мощности 4.1...4.3. Делители мощности 4.1...4.3 производят деление сигнала несущей частоты, второй и третьей гармоники соответственно по мощности на две части. Первая часть сигнала несущей частоты, второй и третьей гармоники поступает на вход линии задержки 5.1, 5.2, 5.3 соответственно. С выхода линии задержки 5.1, 5.2, 5.3 часть сигнала несущей частоты, второй и третьей гармоники соответственно поступает на один из входов фазового детектора 6.1, 6.2, 6.3 соответственно. Вторая часть сигнала несущей частоты, второй и третьей гармоники с выхода делителя мощности 4.1, 4.2, 4.3 соответственно поступает на вход фазового детектора 6.1, 6.2, 6.3 соответственно. Фазовые детекторы 6.1...6.3 преобразуют разность фаз задержанного (прошедшего через линию задержки) и незадержанного сигналов в напряжение. Напряжения на выходе фазовых детекторов 6.1...6.3 имеют вид:For convenience, we consider the operation of a broadband frequency meter, the functional diagram of which is shown in Figure 1. It is known that powerful radar transmitters operate in saturation mode to achieve long detection ranges [3], which provides the highest output power. The radar transmitter can be performed on electronic [4] or solid-state devices [3]. Moreover, the radar emission spectrum contains significant levels of the second and third harmonics of the carrier frequency [5]. An input harmonic signal with a frequency f 0 , second and third spurious harmonics with frequencies 2f 0 and 3f 0, respectively, affects the input of the device. The
где A1, A2, A3– коэффициенты пропорциональности;where A 1 , A 2 , A 3 are the proportionality coefficients;
τ1, τ2, τ3 – время задержки линий задержки 5.1, 5.2, 5.3 соответственно;τ 1 , τ 2 , τ 3 - the delay time of the delay lines 5.1, 5.2, 5.3, respectively;
f – частота входного сигнала.f is the frequency of the input signal.
Время задержки линии задержки 5.1 выбирается таким образом, чтобы напряжение на выходе фазового детектора 6.1 имело в рабочем диапазоне частот однозначную характеристику [6]. Время задержки линий задержки 5.2, 5.3 выбирается исходя из требований погрешности измерения частоты [7]. Вычислительное устройство 7 по напряжениям от фазовых детекторов 6.1...6.3 определяет частоту входного сигнала. При этом напряжение от фазового детектора 6.1 используется для устранения неоднозначности измерения частоты по напряжения от фазовых детекторов 6.2, 6.3. The delay time of the delay line 5.1 is selected so that the voltage at the output of the phase detector 6.1 has an unambiguous characteristic in the operating frequency range [6]. The delay time of the delay lines 5.2, 5.3 is selected based on the requirements of the error of frequency measurement [7]. The
Из выражений 2 и 3 видно, что использование второй и третьей гармоники несущей частоты РЛС позволяет в два и три раза соответственно сократить длину линий задержки 5.2 и 5.3 по сравнению с устройством прототипом. Уменьшение требуемого времени задержки линий задержки позволяет сократить габаритные размеры измерителя. Из описания принципа работы также ясно, что указанное устройство может быть модифицировано для использования паразитных гармоник более высокого порядка.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. Zhencheng, C. L-Band High Power Solid State Transmitter For Modern Radar System/ C. Zhencheng, Q Hongbing, H. Dingzhu, C. Qijie// Proceedings of International Radar Conference. – 1996. – pp. 171 – 174.3. Zhencheng, C. L-Band High Power Solid State Transmitter For Modern Radar System / C. Zhencheng, Q Hongbing, H. Dingzhu, C. Qijie // Proceedings of International Radar Conference. - 1996. - pp. 171 - 174.
4. Справочник по радиолокации: в 4-х т. / под ред. М. Сколника. М.: Сов. радио, 1976–1979.4. Guide to radar: in 4 volumes / ed. M. Skolnik. M .: Sov. Radio, 1976-1979.
5. Ghosh, T. K. Improvements in Performance of Broadband Helix Traveling-Wave Tubes/ T. K. Ghosh, A. J. Challis, A. Jacob, D. Bowler, R. G. Carter// IEEE Transactions on electron devices. - №2. – VOL55. – 2008. – pp. 668 – 673.5. Ghosh, T. K. Improvements in Performance of Broadband Helix Traveling-Wave Tubes / T. K. Ghosh, A. J. Challis, A. Jacob, D. Bowler, R. G. Carter // IEEE Transactions on electron devices. - No. 2. - VOL55. - 2008. - pp. 668 - 673.
6. Biehl, M. A 4 bit Instantaneous Frequency Meter at 10 GHz with Coplanar YBCO Delay Lines/ M. Biehl, A. Vogt, R. Herwig, M. Neuhaus, E. Crocoll, R. Lochschmied, T. Scherer, W. Jutzi// IEEE Transactions on Applied Superconductivity. – 1995. – VOL5. – Issue2. – pp. 2279 – 2282.6. Biehl, M. A 4 bit Instantaneous Frequency Meter at 10 GHz with Coplanar YBCO Delay Lines / M. Biehl, A. Vogt, R. Herwig, M. Neuhaus, E. Crocoll, R. Lochschmied, T. Scherer, W Jutzi // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. - 1995. - VOL5. - Issue2. - pp. 2279 - 2282.
7. de Oliveira, B.G.M. A New Coplanar Interferometer for a 5-6 GHz Instantaneous Frequency Measurement System/ B. G. M. de Oliveira, F. R. L. e Silva, M. T. de Melo, L. R. G. S. L. Novo// IEEE MTT-S International Microwave & Optoelectronics Conference. – 2009. – pp. 591 – 594.7. de Oliveira, B.G.M. A New Coplanar Interferometer for a 5-6 GHz Instantaneous Frequency Measurement System / B. G. M. de Oliveira, F. R. L. e Silva, M. T. de Melo, L. R. G. S. L. Novo // IEEE MTT-S International Microwave & Optoelectronics Conference. - 2009. - pp. 591-594.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019137547A RU2724119C1 (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | Device for measuring carrier frequency using parasitic harmonics of rs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019137547A RU2724119C1 (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | Device for measuring carrier frequency using parasitic harmonics of rs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2724119C1 true RU2724119C1 (en) | 2020-06-22 |
Family
ID=71135842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019137547A RU2724119C1 (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | Device for measuring carrier frequency using parasitic harmonics of rs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2724119C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1290192A1 (en) * | 1985-06-28 | 1987-02-15 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского | Panoramic meter of radio signal frequency |
RU2003115C1 (en) * | 1990-05-29 | 1993-11-15 | Таганрогский Радиотехнический Институт | Multichannel receiver with instantaneously measuring frequency |
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 |
US20050256657A1 (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-17 | Huggett James M | Digital broadband frequency measurement |
RU2317558C2 (en) * | 2005-12-02 | 2008-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Таганрогский научно-исследовательский институт связи" (ФГУП "ТНИИС") | Device for measuring frequency |
US9664715B2 (en) * | 2013-05-21 | 2017-05-30 | Horst Sieole Gmbh & Co Kg | Method for measuring the frequency of an electrical signal and an electrical measuring system |
-
2019
- 2019-11-21 RU RU2019137547A patent/RU2724119C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1290192A1 (en) * | 1985-06-28 | 1987-02-15 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского | Panoramic meter of radio signal frequency |
RU2003115C1 (en) * | 1990-05-29 | 1993-11-15 | Таганрогский Радиотехнический Институт | Multichannel receiver with instantaneously measuring frequency |
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 |
US20050256657A1 (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-17 | Huggett James M | Digital broadband frequency measurement |
RU2317558C2 (en) * | 2005-12-02 | 2008-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Таганрогский научно-исследовательский институт связи" (ФГУП "ТНИИС") | Device for measuring frequency |
US9664715B2 (en) * | 2013-05-21 | 2017-05-30 | Horst Sieole Gmbh & Co Kg | Method for measuring the frequency of an electrical signal and an electrical measuring system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10605921B2 (en) | Full-spectrum covering ultra wideband all photonics-based radar system | |
US9986934B2 (en) | Microwave radar sensor modules | |
Pandolfi et al. | Comparison of analog IFM and digital frequency measurement receivers for electronic warfare | |
Llamas-Garro et al. | Frequency measurement technology | |
RU2724119C1 (en) | Device for measuring carrier frequency using parasitic harmonics of rs | |
US8280328B2 (en) | High speed frequency detector | |
Schmickler | Beam position measurement system design | |
US20050256657A1 (en) | Digital broadband frequency measurement | |
Vismara | The comparison of signal processing systems for beam position monitors | |
Hayano et al. | High resolution BPM for FFTB | |
McGinnis | The design of beam pickup and kickers | |
de Oliveira et al. | Compact coplanar interferometer for a 5–6 GHz IFM system | |
CN104569584A (en) | Ultra wide band swept-frequency microwave radiometer based on frequency doubling technology | |
CN108459203B (en) | Ultra-wideband frequency-sweeping pulse power detection device and method | |
CN110333391B (en) | Microwave phase measurement system capable of correcting and measuring cable phase drift on line | |
Breuer et al. | The compressive receiver: A versatile tool for EW systems | |
RU2723983C1 (en) | Frequency meter of microwave signals on delay lines with negative time of group delay | |
Sekine et al. | 300-GHz band millimeter-wave spectrum measurement system with pre-selector | |
Wang et al. | Broadband microwave measurement based on photonics technologies | |
De Souza et al. | A novel LSB discriminator for a 5 bit IFM subsystem based on microstrip band-stop filter | |
de Oliveira et al. | A new coplanar interferometer for a 5–6 GHz instantaneous frequency measurement system | |
Azevedo et al. | Microstrip power divider for integration of an instantaneous frequency measurement system | |
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 | |
CN218976678U (en) | Parallel ultra-multichannel radiometer receiver based on agile technology | |
RU2724139C1 (en) | Digital receiver for rapid measurement of frequency with storage sampling devices and delay line |