SU1322180A1

SU1322180A1 - Коррел ционный фазометр

Info

Publication number: SU1322180A1
Application number: SU863941006A
Authority: SU
Inventors: Евгений Андреевич Шеломов; Виктор Сергеевич Голиков
Original assignee: Харьковский Институт Радиоэлектроники Им.Акад. М.К.Янгеля
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1987-07-07

Abstract

Изобретение относитс к коррел - ционньм устройствам дл измерени разности фаз двух колебаний и может быть использовано в радионавигационных и радиолокационных системах. Фазометр содержит опорный генератор 1, коррел торы 2 и 6, фазовращатели 3 и 4 усилитель 5, блоки 7 делени и 8 вычислени арктангенса. Измер емый сигнал представл ет собой радиоим- пульс с пр моугольной огибающей, опорный сигнал - гармоническое колебание той же частоты. В коррел торах 2 и 6 входной импульс взаимодействует с опорным колебанием, начальна фаза и амплитуда которого определ ютс фазовращател ми 3 и 4 к уси- лителем 5. Их параметры рассчитывают так J чтобы скомпенсировать ошибку при оценке, разности фаз, возникающую из-за нецелого числа периодов анализируемого входного сигнала. Выходные сигналы коррел торов дел тс один на другой в блоке 7, а в блоке 8 выраба- тьшаетс оценка разности фаз. Достигаемый положительный эффект заключаетс в повышении точности коррел ционного фазометра при обработке им малого числа периодов входного сигнала . ил, «5 S F ND ЭО О

Description

Изобретение относитс к коррел ционным устройствам измерени разности фаз двух колебаний и может быть использовано в радионавигационных и радиолокационных системах.

Цель изобретени - повышение точности коррел ционного фазометра при обработке малого числа периодов входного колебани за счет введени второго фазовращател и усилител , которые при строго определенных соотношени х между периодом, частотой, фазой и коэффициентом усилени позвол ют снизить методическую погрешность измерени .

На чертеже представлена функциональна схема коррел ционного фазометра .

Фазометр содержит опорный генератор 1, первьй коррел тор 2, первый

3и второй 4 фазовращатели, усилитель 5, второй коррел тор 6, блоки

7 делени и 8 вычислени арктангенса, причем первые входы коррел торов 2 и. 6 вл ютс входом фазометра, выходы коррел торов 2 и 6 соединены с входами блока 7 делени , соединеннрго с входом блока 8 вычислени арктангенса , генератор 1 опорного сигнала соединен с входами первого 3 и второго

4фазовращателей, выход первого фазовращател 3 подключен к второму входу первого коррел тора 2, а выход второго фазовращател 4 через усилитель 5 соединен с вторым входом вто- рого коррел тора 6,

Фазометр работает следующим образом .

Измер емый сигнал представл ет собой радиоимпульс с пр моугольной огибающей. Частота высокочастотного заполнени известна. Опорный сигнал представл ет собой гармоническое колебание той же частоты. Входной ра- диоимпульс в коррел торах 2 и 6 взаимодействует с опорным колебанием. Начальна фаза и амплитуды опорных колебаний определ ютс фазовращател ми 4 и 3 и усилителем 5. Их парамет- ры рассчитываютс так, чтобы скомпенсировать ошибку при оценке разности фаз, возникающую из-за нецелого числа периодов в ана.лизируемом входном сигнале. Выходные сигналы коррел то- ров 2 и 6 дел тс один на другой в блоке 7 делени , и в блоке 8 вычислени арктангенса образуетс оценка разности фаз..

Пусть начальна фаза опорного ко-, лебани , поступающего на фазовращатели 3 и 4, равна 0. Искома разность фаз оцениваетс относительно этого колебани .

На вход фазометра поступает анализируемый сигнал на фоне белого центрированного нормально распределенного шума n(t) с дисперсией (3 .

S(t)Asin(Ot+Cf,)+n(t), (1) где f - искома фаза;

А - неизвестна амплитуда; СО - известна частота.

При этих услови х оптимальна . оценка фазы относительно нулевой фазы опорного сигнала

;|г I S(t)cosut dt

С, arctg

j S(t)sinot dt

arctg

(2)

где cos о t,

sinwt - опорные сигналы;

Т - врем анализа;

BS IJ - s n - сигнальные и помеховые кo moнeнты выходов синусного и косинусного каналов соответственно. Рассматривают сигнальные компоненты интегралов (1).

j A3in(cDt+Cf, )sin(wt+q )dt

О

I cos(Cf,-tf,)- 1 cos(aT+ 4 ,+cpi) .(3)

Положив в (3) if

Т 2

получают,

что сигнальна компонента синусного

канала

А Г . sinwT sincf. R

D

sin(QT+cp, )J . (4)

2 , (jx При Ф 0 получают из (3), что сигнальна компонента С косинусного

канала

t

coscp, - cosCcjT+Cf,) . (5)

Вторые слагаемые в (4) и (5) определ ют характерную методическую погрешность , обусловленную обработкой нецелого числа периодов. В известном фазометре эта погрешность исключаетс путем уменьшени времени анализа до целого числа периодов. В этом случае sincoT 0, и вторые слагаемые в (4) и (5) исчезают. Уменьшение времени ана.- лиза приводит к уменьшению отношени сигнал/шум на выходах синусного и

313

косинусного каналов, определ емых выражением (1). В предлагаемом фазометре вторые слагаемые в (4) и (5) компенсируютс при любом времени анализа путем специального выбора фа зовых сдвигов 9, ,02 опорного сигнала Оценка фазы предлагаемым фазометром осуществл етс по формуле

Y. S(t)sin(cot-e,)dt

°в

1 К S(t)sin(ot-Q)dt

BS+B;°

IP, « arctg

arctg

где

к(с;+с; )

(6)

«arctg

0j arctg

Ч

р

cosp ,

dsinp

dsin Э

l+dcos p H-d -f2dcosp

+П;

sin

l-bd -2dcos ft «OT ; (T - врем анализа). Таким образом, положительный эффект от .применени предлагаемого фазометра заключаетс в том, что повышаетс отношение сигнал/шум в каждом из каналов и повышаетс точность измерени фазы.

Claims

Формула изобретени ЗО

Коррел ционный фазометр, содержащий опорный генератор, первый и втоСоставитель A. Шубин Редактор И. Горна Техред Л.Олийнык

Заказ 2858/40 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,

21

j

,g

«5

20

25

804

рой коррел торы, первые входы которых вл ютс , входом .устройства, второй вход первого коррел тора через первый фазовращатель соединен с выходом опорного генератора, выходы коррел торов соединены с входами бло ка делени , выход которого соединен с блоком вычислени арктангенса, выход которого вл етс выходом устройства , отличающийс тем, что, с целью повьш1ени точности измерени ,в него введены последовательно соединенные второй фазовращатель и усилитель, причем вход второго фазовращател соединен с выходом опорного генератора, выход усилител со.единен с вторым входом второго коррел тора , причем сдвиги фаз первого и второго фазовращателей 9 , 0 и коэффициент усилени усилител К определ ютс величиной частоты о) и длительностью входного анализируемого колебани Т в соответствии с математическими выражени ми 1 -dcos /3

б, arctg г

9 arctg

dsin/J d s in P 1-t-dcos p

П;

К

/i

l+d +2dcosfi N H-d -2dcos/

oT; sinp

P

Корректор А. Зимокосов