SU892342A1 - Device for measuring amplitude-phase distribution in multi-channel system - Google Patents
Device for measuring amplitude-phase distribution in multi-channel system Download PDFInfo
- Publication number
- SU892342A1 SU892342A1 SU802861094A SU2861094A SU892342A1 SU 892342 A1 SU892342 A1 SU 892342A1 SU 802861094 A SU802861094 A SU 802861094A SU 2861094 A SU2861094 A SU 2861094A SU 892342 A1 SU892342 A1 SU 892342A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- inputs
- input
- amplitude
- phase
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Measuring Phase Differences (AREA)
Description
Недостаток известного устройства также заключаетс в высокой точности измерени параметров высокочастотных сигналов. Действительно,, принципиальной особенностью измерени амплитудно-фазового распределени в многоканальной системе {в фидерах фазированных антенных решеток, в раскрыве антенны и т.п.) с помощью известных устройств вл етс передача по линии передачи высокочастотного сигнала (измер емого или опорного) к измерительной схеме. Амплитуднофазовые искажени сигналов в лини х св зи вл ютс основной причиной неточности измерени . Так, например, электрическа длина коаксиального кабел мен тьс в пределах .10 -10, в то врем- как дл измерени в многоканальной системе с большими электрическими размера2«и необходима стабильность электрической длины пор дка 10 . При измерении слабых сигналов искажени высокочастотного сигнала могут возникнуть также из-за-наводок внешнего, пол . При увеличении геометрических размеров многоканальной системы возрастает геометрическа длина линий передачи высокочастотных сигнало.в, что приводит к значительному затуханию 61МПЛИТУДЫ сигнала и сужению динамического диапазона на приемном конце.A disadvantage of the known device also lies in the high accuracy of measuring the parameters of high-frequency signals. Indeed, the principal feature of measuring the amplitude-phase distribution in a multichannel system {in phased antenna array feeders, in antenna apertures, etc.) using known devices is the transmission of a high-frequency signal (measured or reference) through a transmission line to the measuring circuit . The amplitude phase distortion of the signals in the communication lines is the main cause of measurement inaccuracy. Thus, for example, the electric length of the coaxial cable varies within .10 -10, while it is measured in a multi-channel system with large electrical dimensions of 2 "and the stability of the electrical length of about 10 is necessary. When measuring weak signals, high-frequency signal distortion may also occur due to external interference, the field. With an increase in the geometrical dimensions of the multichannel system, the geometric length of the transmission lines of high-frequency signals increases, which leads to a significant attenuation of the signal's 61 MPLITES and narrowing of the dynamic range at the receiving end.
Указанные недостатки привод т к снижению точности измерени амплитудно-фазового распределени в многоканальной системе.These drawbacks lead to a decrease in the accuracy of measuring the amplitude-phase distribution in a multichannel system.
Цель изобретени - повышение точности измерение.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement.
Поставленна цель достигаетс тем что в устройство, содержащее измеритель амплитудИ ф.аз, выход которого соединен линией передачи с одним входом узла обработки цифровой информации , дополнительно введены измерители амплитуд и фаз, общее число которых зависит от числа каналов измерени и в. которых соединены лини ми передачи с другими входами узла обработки цифровой информации, при этом входыкаждого из измерителей амплитуд и фаз подключены к двум соседним каналам.The goal is achieved by the fact that in the device containing an amplitude gauge F.az, whose output is connected by a transmission line to one input of a digital information processing node, amplitude and phase meters are added, the total number of which depends on the number of measurement channels and in. which are connected by transmission lines with other inputs of the digital information processing node, while the inputs of each of the amplitude and phase meters are connected to two adjacent channels.
Кроме того измеритель амплитуд и фаз состоит из трех выпр мителей, аналого-частотного преобразовател и двух блоков сложени , первые входы которых соединены с первым входом измерител амплитуд и -фаз и входом первого выпр мител , второй вход певого блока сложени соединен через фаэосдвигаюиий элемент со вторым входом другого блока сложени и вторым входом измерител амплитуд и фаз, а выходы блоков сложени подклчены ко входам других выпр мителей, ззыходы которых соеди-нены со входами аналого-частотного преобразовател .In addition, the amplitude and phase meter consists of three rectifiers, an analog-frequency converter and two addition blocks, the first inputs of which are connected to the first input of the amplitude and-phases meter and the first rectifier input, the second input of the first addition block, is connected to the second through the phase shifting element the input of another addition unit and the second input of the amplitude and phase meter, and the outputs of the addition units are connected to the inputs of other rectifiers whose outputs are connected to the inputs of the analog-to-frequency converter.
При этом преобразователь содержит три компаратора, первые входы которых подключены ко входам аналогочастотного преобразовател , а вторые входы соединены с выходом фильтра низкой частоты, вход которого присоединен к выходу первого цифро-частотного преобразовател , а разрешающие входы других цифро-частотных преобразователей соединены с выходами компараторов, при этом счетные входы цифро-частотных преобразователей присоэдинены к выходу генератора пр моугольных импульсов.In this case, the converter contains three comparators, the first inputs of which are connected to the inputs of the analog frequency converter, and the second inputs are connected to the output of the low-pass filter, the input of which is connected to the output of the first digital-frequency converter, and the enabling inputs of other digital-frequency converters are connected to the outputs of the comparators, at the same time, the counting inputs of digital-to-frequency converters are connected to the output of a square-wave generator.
При том узел обработки циЬровой информации состоит из вычислител , входы которого соединены с выходами блока преобразовани цифровых сигналов .At that, the digital information processing unit consists of a calculator, the inputs of which are connected to the outputs of the digital signal conversion unit.
Блок преобразовани цифровых сигналов содержит счетчики, счетные входы которых присоединены ко входам блока преобразовани цифровых сигналов , а разрешающие входы подключены к выходу генератора пр моугольных импульсов.The digital signal conversion unit contains counters, the counting inputs of which are connected to the inputs of the digital signal conversion unit, and the enable inputs are connected to the output of the square pulse generator.
На чертеже представлена схема устройства дл измерени амплитуднофазового распределени в многоканальной системе.The drawing shows a diagram of a device for measuring the amplitude-phase distribution in a multichannel system.
Устройство содержит измеритель 1-1-1-п амплитуд и фаз, линии 2-1-2п передачи, узел 3 обработки цифровой информации, каналы 4-1-4-п, выпр мители 5,6,7, аналого-частотный .преобразователь 8,блоки 9 и 10 сложени , фазосдвигающий эл-емент 11,компараторы 12,13,14,фильтр 15 низкой частоты,цифро-частотные преобразователи 16-19,генератор 20 пр моугольных импульсов,вычислитель 21,блок 22 преобразовани цифровых сигналов, счетчики 23-1-23-п, генератор 24 пр моугольных импульсов.The device contains a meter 1-1-1-p amplitudes and phases, transmission lines 2-1-2p, digital information processing unit 3, channels 4-1-4-p, rectifiers 5,6,7, analog-frequency converter 8, addition blocks 9 and 10, phase shifting element 11, comparators 12,13,14, low-frequency filter 15, digital-to-frequency converters 16-19, 20 square pulse generator, calculator 21, digital signal conversion unit 22, counters 23-1-23-n, 24 square pulse generator.
Устройство дл измерени амплитудно-фазового распределени в многоканальной системе работает следующим образом. .A device for measuring the amplitude-phase distribution in a multichannel system works as follows. .
Особенностью измерени амплитуднр-фазового распределени в каналах 4-1-4-п с помощью предлагаемого устройства вл етс отсутствие линий передачи высокочастотныхсигналов. Измерение амплитуд и фазовых соотношений сигналов в каналах 4-1-4-п производитс измерител ми l-1-l-n амплитуд и фаз, входы каждого из которых подключены непосредственно к двум соседним исследуемым каналам 4. Таким образом, в результате измерени на выходе каждого измерител l-1-l-n амплитуд и фаз по вл етс информаци об амплитуде сигнала в канале 4, подключенном к первому., входу измерител 1 и о фазовом соотношении сигналов в этом канале и соседнем с ним канале.;Эта информаци в виде последовательности импульсов , равной длительности, число которых за фиксированный интервал времени пропорционально измер емым величинам с выходов измерителей l-1-lамплитуд и фаз по линии 2-1-2-п передачи поступает на счетные входы счетчиков 23-1-23-л, на разрешающие входы которых поступает от генератора пр моугольных импульсов 24 импульс , длительность которого соответствует известному временному интервалу . Таким образом, на выходах счетчиков 23-1-23-п по вл етс информаци об измерени х в виде двоичных чисел, котора поступает на входы вычислител 21. Он осуществл ет обработку полученной информации и запись результатов обработанных измерений на различные регистрирующие устройства.A feature of measuring the amplitude-phase distribution in channels 4-1-4-n using the proposed device is the absence of transmission lines of high-frequency signals. The amplitudes and phase relationships of the signals in channels 4-1-4-p are measured by measuring l-1-ln amplitudes and phases, the inputs of each of which are connected directly to two adjacent channels 4. Thus, as a result of measuring the output of each meter The l-1-ln amplitudes and phases show information about the amplitude of the signal in channel 4 connected to the first., input of meter 1 and the phase ratio of the signals in this channel and its adjacent channel.; This information is in the form of a sequence of pulses equal to duration, number cat For a fixed time interval, proportional to the measured values from the outputs of the l-1-l amplitudes and phases on the 2-1-2-p transmission line is fed to the counting inputs of 23-1-23-l counters, to the enabling inputs of which comes from the generator 24 pulses of impulses, the duration of which corresponds to a known time interval. Thus, at the outputs of the counters 23-1-23-n, information about measurements in the form of binary numbers appears, which is fed to the inputs of the calculator 21. It processes the received information and records the results of the processed measurements to various recording devices.
Измеритель 1 амплитуд и фаз работает следующим образом.Meter 1 amplitude and phase works as follows.
В блоках 9 и 10 сложени происходит сложение двух высоко-частотных сигналов, поступающих из двух соседних каналов 4. Высокочастотный сигнал из одного канала 4, а также результирующие сигналы с блоков 9 и 10 сложени преобразуютс в посто нные сигналы с помощью выпр мителей 5,6 и затем поступают на входы аналогочастотного преобразовател 8. Преобразователь 8 преобразует эти входные сигналы в последовательностиимпульсов . Рассмотрим работу измерител амплитуд и фаз 1 более подробно. Высокочастотный сигнал из -канала 4-1 через первый вход измерител 1 поступает на вход одного-блока выпр млени 5 и на первые входы блоков 9 сложени , на вторые входы которых поступает другой высокочастотный сигнал из соседнего канала 4. Причем на один вход блока 9 сложени этот сигнал поступает с известным фазовым сдвигом, который осуществл етс на фазосдвигающем элементе 11. В блоках сложени 9 и 10 осуществл етс сложение двух высокочастотных сигналов и результирующие сигналы с блока 9 и 10 сложени поступают на входы двух других выпр мителей б и 7 Каждый выпр митель преобразует высокочастотный сигнал в посто нный .сигнал равной амплитуды. Эти сигналы поступают на первые входы компараторов 12-14, на вторые входы которых Поступает опорное напр жение с выхода фильтра 15 низкой частоты. Величина опорного напр жени мен етс в зависимости от частоты импульсов, поступающих с выхода -первого цифрочастотного преобразовател 16. Частота импульсов всех цифро-частотных преобразователей 16-19 линейно возрастает с поступлением на их счетные входы импульсов от генератора пр моугольных импульсов 20, в соответствии с этим линейно возрастает и величина опорного напр жени . При равенстве амплитуд сигналов с выходов выпр мителей 5-7 и опорного напр жени срабатывает соответствующий компаратор и с его выхода снимаетс разрешающий сигнал, поступающий на соответствующий вход цифро-члстотного преобразовател . Частота импульсов на выходе данного цифро-частотного преобразовател фиксируетс и становитс соответствующей амплитуде высокочастотного сигнала, посту0 пающего на вход соответствующего выпр мител . На приемно.м конце линии 2-1-2-п передачи производитс подсчет числа импульсов в счетчике 23-1-2-3-п зафиксированный интервал In blocks 9 and 10, the addition of two high-frequency signals from two adjacent channels 4 occurs. The high-frequency signal from one channel 4, as well as the resulting signals from blocks 9 and 10 of the addition, are converted into permanent signals using rectifiers 5,6 and then fed to the inputs of the analog frequency converter 8. The converter 8 converts these input signals into a series of pulses. Consider the operation of the meter amplitude and phase 1 in more detail. The high-frequency signal from channel 4-1 through the first input of meter 1 is fed to the input of one block of rectifier 5 and to the first inputs of the add-on blocks 9, to the second inputs of which another high-frequency signal comes from the adjacent channel 4. And on one input of the add-on block 9 This signal comes with a known phase shift, which is carried out on the phase-shifting element 11. In addition blocks 9 and 10, two high-frequency signals are added together and the resulting signals from addition blocks 9 and 10 are fed to the inputs of two other rectifiers bb and 7 Each rectifier converts a high-frequency signal into a constant signal of equal amplitude. These signals are sent to the first inputs of the comparators 12-14, to the second inputs of which the reference voltage is supplied from the output of the low-frequency filter 15. The magnitude of the reference voltage varies with the frequency of the pulses coming from the output of the first digital frequency converter 16. The frequency of the pulses of all digital-to-frequency converters 16-19 increases linearly with the arrival of the pulses from the square pulse generator 20 at their counting inputs, according to this linearly increases the value of the reference voltage. When the amplitudes of the signals from the outputs of the rectifiers 5-7 and the reference voltage are equal, the corresponding comparator is triggered and the output signal is removed from its output to the corresponding input of the D / A converter. The frequency of the pulses at the output of this digital-to-frequency converter is fixed and becomes the corresponding amplitude of the high-frequency signal sent to the input of the corresponding rectifier. At the receiving end of the 2-1-2-p transmission line, the number of pulses in the counter 23-1-2-3-p is counted.
5 времени, определ емый генератором, т.е. обеспечиваетс преобразование частоты импульсов в цифровой код, необходимый дл ввода в вычислитель 21.5 times determined by the generator, i.e. The frequency of the pulses is converted into a digital code, which is necessary for input into the calculator 21.
00
Амплитуды измер емых высокочастотных сигналов в каналах 4-1-4-п, подключенных к первым входам измерителей 1-1-1-п амплитуд и фаз определ ютс непосредственно в данных измерител х и в счетно-импульсном виде The amplitudes of the measured high-frequency signals in the channels 4-1-4-p connected to the first inputs of the meters 1-1-1 -p amplitudes and phases are determined directly in these meters and in the pulse count
5 поступают в линии 2-1-2-п передачи, а в блоке 22 преобразовани цифровых сигналов лишь преобразуютс в цифровой код. Фазовый сдвиг между сигналами в соседних каналах определ ет0 с в вычислительном устройстве по измеренным значени м четырех амплитуд А,АП, Ajf A4f св занных следующими уравнени ми5 arrive in transmission lines 2-1-2-n, and in block 22, the conversion of digital signals is only converted into a digital code. The phase shift between the signals in the adjacent channels is determined by the computer in the computing device according to the measured values of the four amplitudes A, AP, Ajf A4f associated with the following equations
+ А/i .+ A / i.
А1 A1
(1)(one)
IA, еIA, e
1А,гН1A, rH
+ ) 1 А (2)+) 1 A (2)
где А и А о - амплитуды сигналов вwhere a and a o are the amplitudes of the signals in
00
первом и втором соседних каналахfirst and second adjacent channels
f-ii l фазы сигналов в первом и втором соседних каналах 4;f-ii l phase signals in the first and second adjacent channels 4;
йН - фазовый сдвиг сигнала YN - phase shift signal
5 из второго канала 4, который обеспечиваетс фазосдвигающим элементом 11;5 from the second channel 4, which is provided by the phase-shifting element 11;
А и АA and A
амплитуды суммарных total amplitudes
0 сигналов на выходах блоков сложени .0 signals at the outputs of the add blocks.
Решение уравнений (1) и (2) дает следующие значени разности фаз сиг55 налов в каналах 4Solving equations (1) and (2) gives the following values of the phase difference of signals in channels 4
,,
1 -Ч2- ± arccos (3)1 - CH2 - ± arccos (3)
2А А2A
A -AJJ-A|A -AJJ-A |
(4)(four)
,-(V й) .arccos 2-д-д-, - (V th) .arccos 2-dd-
Известный фазовый сдвиги - задаетс фазосдвигающим элементом 11, благодар чему вычислени по формуам 3 и 4 в вычислителе 21 позвол ют однозначно определить фазовые сдвиги между соседними каналами. Следует обратить внимание на особенности измерени в данном устройстве. л определени фазовых сдвигов сигналов в соседних каналах 4 используетс информаци об амплитуде этих сигналов из соседних измерителей амплитуд и фаз l±l , т.е. в одном измерителе 1 .определ етс амплитуда ишь одного сигнала. Это позвол ет реализовать измеритель 1 в предлагаемом устройстве в виде 10-полюсника. Во вторых, передача сигналов по лини м 2-1-2-п передачи в частотно-импульсном виде обеспечивает высокую помехоустойчивость сигналов и минимальное количество линий передачи. Указанные особенности, которые определ ютс совокупностью признаков , приведенных в п. формулы изобретени ,уточн ют и развивают признаки из П.1 и служат достижению единой цели изобретени повышению точности измерени . Подключение измерителей 1 непосредственно к каналам 4- 1-4-П( отсутствие опорного канала и йы,цача результатов измерени в частотно-импульсном виде и их последующа обработка в вычислитель 21 определ ют положительный эффект всего устройства в целом.The known phase shift is defined by the phase-shifting element 11, whereby the calculations using forms 3 and 4 in the calculator 21 allow to unambiguously determine the phase shifts between adjacent channels. Attention should be paid to the features of the measurement in this device. To determine the phase shifts of signals in adjacent channels 4, information is used on the amplitude of these signals from neighboring amplitude and phase meters l ± l, i.e. in one meter 1. the amplitude and ish of a single signal is determined. This allows to realize the meter 1 in the proposed device in the form of a 10-pole cell. Secondly, the transmission of signals along the 2-1-2-p transmission lines in a pulse-frequency mode provides a high noise immunity of signals and a minimum number of transmission lines. These features, which are determined by the combination of features given in the claims, clarify and develop the features of clause 1 and serve the achievement of the single object of the invention to improve measurement accuracy. The connection of the meters 1 directly to the channels 4-1-4-4 (the absence of the reference channel and yy, the measurement results in the pulse-frequency mode, and their subsequent processing into the calculator 21 determine the positive effect of the whole device.
Применение предлагаемого изобретени позвол ет создать систему контрол амплитудно-фазового распределени в многоканальных СВЧ-системах,например , в фидерах фазированных антенных решеток. Пареллельный съем информации, отсутствие линий передачи высокочастотных сигналов и обработка результатов измерени в вычислительном устройстве обеспечивают высокую точность измерени по сравнению с известными устройствами.The application of the present invention allows the creation of a system for controlling the amplitude-phase distribution in multichannel microwave systems, for example, in feeders of phased antenna arrays. Parallel acquisition of information, the absence of high-frequency signal transmission lines and the processing of measurement results in a computing device provide high measurement accuracy in comparison with known devices.
Применение предлагаемого устройства позвол ет сократить значительное количество времени при настройке и регулировке многоканальных систем, оперативно и автоматически контролировать амплитудно-фазовое распределение и определ ть неисправности в каналах СВЧ-систем.The application of the proposed device allows reducing a significant amount of time in setting up and adjusting multichannel systems, quickly and automatically controlling the amplitude-phase distribution and determining faults in the channels of microwave systems.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802861094A SU892342A1 (en) | 1980-01-03 | 1980-01-03 | Device for measuring amplitude-phase distribution in multi-channel system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802861094A SU892342A1 (en) | 1980-01-03 | 1980-01-03 | Device for measuring amplitude-phase distribution in multi-channel system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU892342A1 true SU892342A1 (en) | 1981-12-23 |
Family
ID=20868581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802861094A SU892342A1 (en) | 1980-01-03 | 1980-01-03 | Device for measuring amplitude-phase distribution in multi-channel system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU892342A1 (en) |
-
1980
- 1980-01-03 SU SU802861094A patent/SU892342A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3881097A (en) | Fully digital spectrum analyzer using time compression and discrete fourier transform techniques | |
US4320400A (en) | Method and apparatus that nearly instantaneously samples, processes and sorts received signals from very large numbers of radar and radio emitters for frequency and angle of arrival analysis | |
US3984669A (en) | Fully digital spectrum analyzer using time compression and Discrete Fourier Transform techniques | |
EP0058050B1 (en) | Measuring method | |
SU892342A1 (en) | Device for measuring amplitude-phase distribution in multi-channel system | |
US4290010A (en) | Method and apparatus for measuring transmission characteristic of a test object | |
GB2035578A (en) | Method and apparatus for determining the attenuation of a signal path | |
Smith et al. | Precision digital tachometer | |
RU96102639A (en) | METHOD FOR DETERMINING THE DISTANCE TO THE DAMAGE PLACE AND THE LENGTH OF WIRES AND CABLES OF A ELECTRIC TRANSMISSION AND COMMUNICATION LINES AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
SU970243A1 (en) | Voltage effective value meter | |
SU920776A1 (en) | Device for determining load voltage characteristic slope | |
SU1221614A1 (en) | Method of phase shift-to-digital code conversion | |
US3995500A (en) | Logarithmic statistical distribution analyzer | |
SU1280564A1 (en) | Device for measuring pulse duration | |
RU1775674C (en) | Device for measuring electric capacity of radio frequency cable conductors | |
SU951185A1 (en) | Multi-channel meter of electric pulse parameters | |
SU1298679A1 (en) | Digital spectrum analyzer | |
SU883790A1 (en) | Digital phase meter | |
SU731391A1 (en) | Discrete spectrum analyzer | |
SU1725153A1 (en) | Device for measuring frequency of sine signals | |
SU1663571A1 (en) | Harmonic analyzer | |
SU928252A1 (en) | Method and device for measuring phase shift | |
SU530310A1 (en) | Digital time interval meter | |
SU1515118A1 (en) | Electronic phase meter | |
SU716599A1 (en) | Apparatus for measuring mean particle size in a flow |