Устройство для измерения амплитуды и фазы радиосигнала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в геофизических исследованиях. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит измерительный блок и ретранслятор, каждый из которых содержит последовательно соединенные генератор низкой частоты, коммутатор-формирователь, переключатель, усилитель мощности, амплитудно-фазовый измеритель, задающий генератор, приемник и антенну, при этом в измерительный блок и ретранслятор введены управляемые синтезаторы частот и блоки управления. Устройство позволяет повысить помехоустойчивость и обеспечить возможность автоматического выбора рабочей частоты. 9 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в геофизических исследованиях, при создании измерительных систем в геодезии. Цель изобретения повышение точности измерения. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3, 4 даны структурные схемы вариантов амплитудно-фазовых измерителей; на фиг. 5 вариант реализации вычислительного блока; на фиг. 6, 7 блок-схемы алгоритмов его работы в измерительном блоке и ретрансляторе соответственно; на фиг. 8 вариант реализации блока управления; на фиг. 9 вариант реализации синтезатора частот. Устройство содержит измерительный блок 1, состоящий из последовательно соединенных генератора 2 низких частот, коммутатора-формирователя 3, переключателя 4, соединенного с приемопередающей антенной 5, задающего генератора 6, синтезатора частот 7, усилителя мощности 8, приемника 9, амплитудно-фазового измерителя 10, входы которого подключены к первому выходу задающего генератора 6 и выходу приемника 9, блока управления 11, выходы которого соединены с коммутатором-формирователем 3 и синтезаторов частот 7, а вход с амплитудно-фазовым измерителем 10, выход задающего генератора 6 соединен с синтезатором частот 7, выходы которого соединены с усилителем 8 мощности и приемником 9, выходы коммутатора-формирователя 3 соединены с усилителем мощности 8 и амплитудно-фазовым измерителем 10, выход усилителя мощности 8 соединен с переключателем 4, выход которого соединен с приемником 9, и ретранслятор 12, содержащий последовательно соединенные блок 13 автоматической подстройки фазы, генератор 14 низкой частоты, коммутатор-формирователь 15, переключатель 16, соединенный с приемопередающей антенной 17, задающий генератор 18, синтезатор частот 19, усилитель мощности 20, приемник 21, амплитудно-фазовый измеритель 22, входы которого подключены к первому выходу задающего генератора 18 и выходу приемника 21, блок управления 23, выходы которого соединены с коммутатором-формирователем 15 и синтезатором частот 19, а вход с амплитудно-фазовым измерителем 22, выход задающего генератора 18 соединен с синтезатором частот 19, выходы которого соединены с усилителем 20 мощности и приемником 21, выходы коммутатора-формирователя 15 соединены с усилителем 20 мощности, приемником 21 и амплитудно-фазовым измерителем 22, выход усилителя 20 мощности соединен с переключателем 16, выход которого соединен с приемником 21, входы блока 13 автоматической подстройки фазы соединены с выходами приемника 21 и амплитудно-фазового измерителя 22. Амплитудно-фазовый измеритель 10 и 22 (см. фиг. 3) содержит последовательно соединенные элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, счетчик 25 и регистр 26, последовательно соединенные элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27, счетчик 28 и регистр 29, индикаторный блок 30, вычислительный блок 31, входная шина которого соединена с выходами регистров 26, 29, а выход с индикаторным блоком 30, генератор импульсов 32, соединенный через элемент совпадения 33 со счетными входами счетчиков 25, 28, формирователь импульсов 34, соединенный со счетчиком 25, регистром 26, счетчиком 28, регистром 29, вычислительным блоком 31, элементом совпадения 33, формирователь 35 ортогонального сигнала, соединенный с элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, 27, ограничитель 36, соединенный с элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, 27. Вычислительный блок 31 (см. фиг. 5) содержит микропроцессорный модуль 37, шина адреса которого соединена с адресными входами постоянного запоминающего элемента 38, оперативного запоминающего элемента 39 и входами дешифратора 40, выходы которого соединены с управляющими входами запоминающих элементов 38 и 39, информационные входы - выходы микропроцессорного модуля 37 соединены с выходами постоянного запоминающего элемента 38 и информационными входами выходами оперативного запоминающего элемента 39, управляющие выходы микропроцессорного модуля 37 "Чтение", "Запись" соединены с входами управления постоянного 38 и оперативного 39 запоминающих элементов соответственно. Блок управления 11, 23 содержит (см. фиг. 8) дешифратор адреса 41, выходы которого соединены через элементы H 42 44 с входами управления регистра 45 и триггера 46, пульт управления 47, соединенный с входами регистра 48 и формирователя 49. Кроме того, амплитудно-фазовый измеритель 10 и 22, реализованный по схеме фиг. 4, содержит блок синхронизации 50, аналого-цифровой преобразователь 51, постоянное запоминающее устройство ПЗУ 52, перемножители 53, 54, регистры 55, 56, вычислительный блок 57, формирователь импульсов 58. Пример реализации управляемых синтезаторов частот 7 и 19, построенных с использованием преобразования частоты на основе смесителей (см. фиг. 9). Схема содержит два делителя частоты 59 и 60, два смесителя 61 и 62, два полосовых фильтра 63 и 64, перестраиваемый генератор 65. Работает устройство следующим образом. Задающий генератор 6 вырабатывает опорный непрерывный гармонический сигнал частотой f, который поступает на синтезатор 7 частот, сигнал с выхода синтезатора 7 частотой, например f₁, поступает на усилитель 8 мощности (см. фиг. 2, диаграмма а). Генератор 2 низкой частоты вырабатывает непрерывный сигнал частотой F, который поступает на коммутатор-формирователь 3, формирующий в рабочем режиме сигналы управления для усилителя 8 (см. фиг. 2, диаграмма б), переключателя 4 (фиг. 2, диаграмма в), измерителя 10 (см. фиг. 2, диаграмма г). T_ц временной цикл работы устройства. В усилителе 8 мощности осуществляется усиление сигнала от синтезатора частот 7 до необходимой величины и формирование выходного радиоимпульсного сигнала под воздействием управляющего сигнала от коммутатора-формирователя 3. Радиоимпульсный сигнал от усилителя 8 мощности, пройдя через переключатель 4, излучается в пространство приемопередающей антенной 5 (см. фиг. 2, диаграмма д) в течение времени . В течение второго интервала усилитель мощности 8 сигналом от коммутатора-формирователя 3 переводится в режим излучения пониженной мощности (см. фиг. 2, диаграмма е), вход приемника 9 подключается к приемопередающей антенне 5. Понижение уровня сигнала, поступающего от усилителя 8 мощности, осуществляется до уровня, исключающего искажение в приемнике 9. В течение времени (см. фиг. 2, диаграмма е), когда измерительный блок 1 излучает в пространство сигнал пониженной мощности, в амплитудно-фазовом измерителе 10 осуществляется измерение фазового сдвига ϕ₁ между сигналом от задающего генератора 6 и сигналом с выхода приемника 9 частотой f, равного внутреннему фазовому набегу в измерительном блоке 1, величина которого запоминается в амплитудно-фазовом измерителе 10. Сигнал, излучаемый в пространство измерительным блоком 1 в течение времени частотой f₁, пройдя через среду распространения, принимается приемопередающей антенной 17 ретранслятора 12 и через переключатель 16 поступает на вход приемника 21. В приемнике 21 осуществляется усиление сигнала частотой f₁ и преобразование на частоту f. (Например, , где - частота сигнала гетеродина приемника 21 с выхода синтезатора частот 19). С выхода приемника 21 под воздействием управляющих сигналов от коммутатора-формирователя 15, усиленный сигнал частотой f поступает на амплитудно-фазовый измеритель 22, на второй ход которого подается непрерывный гармонический сигнал частотой f от задающего генератора 18, либо на блок 13 автоматической подстройки фазы. Блок 13 автоматической подстройки фазы, содержащей синхронные детекторы, обеспечивает формирование управляющего сигнала под воздействием высокочастотной составляющей принимаемого сигнала для подстройки задающего генератора 18 с точностью до фазы. В блоке 13 автоматической подстройки фазы под воздействием низкочастотной составляющей (огибающей) принимаемого сигнала также формируется сигнал синхронизации генератора 14 низкой частоты F, обеспечивающий синхронизацию выходных сигналов коммутатора-формирователя 15 ретранслятора 12 под сигналы коммутатора-формирователя 3 измерительного блока 1. Коммутатор-формирователь 15 служит для формирования сигналов управления усилителем 20 (см. фиг. 2, диаграмма ж), переключателем, приемником 21 (фиг. 2, диаграмма з), измерителем 22 (см. фиг. 2, диаграмма и). Гармонический сигнал задающего генератора 18 частотой f, фаза которого подстроена сигналом управления от блока 13 автоматической подстройки фазы под фазу принимаемого ретранслятором 12 сигнала за время , поступает на вход синтезатора частот 19, где преобразуется в сигналы частотой f₁ и f' с той же фазой. В усилителе 20 мощности осуществляется усиление сигнала частотой f₁ до необходимой величины и формирование выходного радиоимпульсного сигнала под воздействием управляющего сигнала от коммутатора-формирователя 15 (см. фиг. 2, диаграмма ж). Радиоимпульсный сигнал от усилителя 20 мощности, пройдя через переключатель 16, излучается в пространство приемопередающей антенной 17 (см. фиг. 2, диаграмма к) в течение времени . В течение второго интервала усилитель мощности 20 сигналом от коммутатора-формирователя 15 переводится в режим излучения пониженной мощности (см. фиг. 2, диаграмма л), а приемник 21 подключается к приемопередающей антенне 17 (см. фиг. 2, диаграмма з). В течение времени (см. фиг. 2, диаграмма л), когда ретранслятор 12 излучает в пространство сигнал пониженной мощности частотой f₁, в амплитудно-фазовом измерителе 22 измеряется фазовый сдвиг ϕ₂ между сигналом от задающего генератора 18 и сигналом с выхода приемника 21 частотой f, равный внутреннему фазовому набегу в ретрансляторе 12 и соответствующий сумме фазовых сдвигов сигналов в блоках 19, 20, 16, 21. Величина измеренного фазового сдвига ϕ₂ засылается в ячейку памяти блока 13 автоматической подстройки фазы и в последующем вычитается из общей фазы ϕ_вых принимаемого за время (фиг. 2, диаграмма к) сигнала, навязываемой при ретрансляции задающему генератору 18. Таким образом, сигнал, поступающий с выхода синтезатора частот 19 на усилитель 20 мощности и излучаемый в пространство приемо-передающей антенной 17 в течение времени T_р/2, имеет фазовый сдвиг ϕ_р=ϕ_вых-ϕ₂ равный фазовому сдвигу ϕ_р сигнала, принимаемого ретранслятором 12 в течение времени , и не содержит фазовых набегов, обусловленных аппаратурой ретранслятора 12. Пройдя вторично через среду распространения, сигнал ретранслятора 12 поступает в измерительный блок 1, принимается приемопередающей антенной 5, через переключатель 4, приемник 9 поступает на амплитудно-фазовый измеритель 10. В приемнике 9 осуществляется усиление сигнала частотой f₁ и преобразование в частоту f. (Например , где частота сигнала гетеродина приемника 9 с выхода синтезатора частот 7). В амплитудно-фазовом измерителе 10 осуществляется измерение амплитуды и фазы ϕ_вх принятого сигнала частотой f. В амплитудно-фазовом измерителе 10 из полученной величины фазового сдвига входного сигнала ϕ_вх вычитается величина измеренного ранее фазового сдвига ϕ₁(ϕ_n=ϕ_вх-ϕ₁) В фазовом сдвиге ϕ_n полностью исключены собственные фазовые набеги в измерительном блоке 1 и ретрансляторе 12, а величина фазового сдвига ϕ_n сигнала, прошедшего дважды через исследуемую среду, равная времени запаздывания радиоволн в точке приема по отношению к моменту излучения, используется в качестве интерпретационного параметра при геоэлектрических исследованиях методом радиоволнового просвечивания. Устройство можно использовать для точного определения расстояния (r) между измерительным блоком 1 и ретранслятором 12 при известной скорости распространения радиоволн и измеренной величине ϕ_n по формуле (1) где c скорость распространения радиоволн; f₁ частота источника сигнала. При этом погрешности измерения фазы, обусловленные фазовой нестабильностью от времени и воздействием дестабилизирующих факторов (температуры, изменений питающих напряжений и т.д.), на узлы измерительного блока 1 и ретранслятора 12, автоматически исключаются из результатов фазовых измерений. Амплитудно-фазовые измерители 10, 22 можно реализовать на основе ортогональных фазоизмерителей ограниченных сигналов по структурной схеме фиг. 3. Сигналы частотой f с выхода приемника 9 или 21 подаются на ограничитель 36. Прямоугольные импульсы с выхода ограничителя 36 подаются на элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, 27. Формирователь 35 ортогонального сигнала вырабатывают из сигналов задающего генератора 6 или 18 два прямоугольных квадратурных колебания частотой, равной f; первое колебание поступает на элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, второе, сдвинутое на 90^o относительно первого, на элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27. Элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24 и 27 обеспечивают выполнение операций перемножения сигналов с выходов ограничителя 36 и с выходов формирователя 35 ортогонального сигнала. Импульсные последовательности с выходов элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24 и 27 поступают на управляющие входы счетчиков 25 и 28 соответственно. Сигналы с выходов элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24 и 27 используются для управления режимом работы счетчиков 25 и 28, которые подсчитывают количество импульсов, поступающих от генератора импульсов 32 через элемент совпадения 33. По окончании времени измерения t, формируемого формирователем импульсов 34, элемент совпадения 33 закрывается, коды чисел K₁ и K₂, накопленные в счетчиках 25 и 28 соответственно, за измерительный цикл T_и(T_р) переписываются по сигналам управления от формирователя импульсов 34 в регистры 26 и 29 соответственно. По сигналам управления от блока 34 в вычислительный блок 31, в соответствии с блок-схемой алгоритма его работы (фиг. 6, 7), считывается измерительная информация последовательно с регистров 26, 29 (K₁, K₂). Счетчики 25 и 28 затем устанавливаются в исходное (нулевое) состояние сигналом от блока 34, элемент совпадения 33 открывается и цикл измерения повторяется. Вычислительный блок 31 вычисляет функцию арктангенса отношения измеренных величин, т.е. (2) В вычислительном блоке 31 амплитудно-фазового измерителя 10, в соответствии с блок-схемой алгоритма его работ (фиг. 6), в интервале t_n вычисляется фазовый сдвиг ϕ₁ измеренный за время излучения измерительного блока 1 и равный внутреннему фазовому набегу в измерительном блоке 1. Затем в данном вычислительном блоке 31 в следующем интервале t_n вычисляется фазовый сдвиг ϕ_вх измеренный за время излучения ретранслятора 12 и равный сумме времени запаздывания радиоволн в точке приема по отношению к моменту излучения ϕ_n и внутреннему фазовому набегу в измерительном блоке 1 ϕ₁/ϕ_вх=ϕ_n+ϕ₁) В соответствии с блок-схемой алгоритма (фиг. 6) в вычислительном блоке 31 вычисляется разность двух измерений фазовых сдвигов за время T_р/2 и соответственно, ϕ_вх-ϕ₁=ϕ_n величина которого точно равна фазовому сдвигу ϕ_n сигнала, прошедшего дважды через среду распространению. Кроме измерительного фазового сдвига, в вычислительном блоке 31 вычисляется также уровень принимаемого сигнала в соответствии с блок-схемой алгоритма фиг. 6 по формуле (3) где K₁, K₂ коды чисел, накопленные в счетчиках 25 и 28 соответственно за время приема сигнала ретранслятора 12 T_р/2. Коды отсчетов ϕ и C выдаются из вычислительного блока 31 на индикаторный блок 30 измерительного блока 1 по окончанию измерительного цикла T_ц. В описанном рабочем режиме устройства производится определение информационного параметра фазового сдвига v_n Для повышения помехоустойчивости и точности измерения информационных параметров в устройстве предусмотрен режим выбора рабочей частоты. В этом режиме усилитель 8 мощности не излучает сигналы. По сигналам с блока управления 11 коммутатор-формирователь 3 обеспечивает формировние сигналов управления для амплитудно-фазового измерителя 10 в соответствии с фиг. 2, диаграмма м, а вход приемника 9 подключается к антенне 5. В течение времени T₁ синтезатором частот 7 по сигналам с блока управления 11 задаются последовательно n значений рабочих частот устройства (f₁ и , f₂ и , и т.д. до f_n и ), а в амплитудно-фазовом измерителе 10 измеряются последовательно уровни принимаемого сигнала C₁, C₂, C_i и т.д. до C_n, где значения C определяются в блоке 31 по формуле (3). Затем в амплитудно-фазовом измерителе 10 определяется минимальное значение C_i в соответствии с блок-схемой алгоритма работы блока 31 (см. фиг. 6), которое характеризует, что данная рабочая частота устройства f_i() наиболее далеко отстоит от присутствующих помех, мешающих работе устройства. Выбранная описанным образом частота f_i является рабочей частотой устройства (например, f₁), тогда амплитудно-фазовый измеритель 10 формирует сигнал управления через блок 11 для задания управляемым синтезатором частот 7 выходных сигналов с частотами , причем для приемника 9 (например, ), затем измерительный блок переходит в рабочий режим. Ретранслятор 12 в режим проверки переключается по окончанию данного режима в измерительном блоке и работает следующим образом. Усилитель 20 мощности сигналы не излучает. По сигналам с блока управления 23 коммутатор-формирователь 15 обеспечивает формирование сигналов управления для амплитудно-фазового измерителя 22 в соответствии с фиг. 2, диаграмма м, а вход приемника 21 подключается к антенне 17. В течение времени T₁ синтезатором частот 19 по сигналам с блока управления 23 задаются последовательно n значений рабочих частот устройства (f₁ и , f₂ и , f_i и и т.д. до f_n и ), а в амплитудно-фазовом измерителе 22 измеряются последовательно уровни принимаемого сигнала C₁, C₂, C_i и т.д. до C_n, где значения C определяются в блоке 31 по формуле (3). Затем в амплитудно-фазовом измерителе 22 определяется максимальное значение C_i в соответствии с блок-схемой алгоритма работы блока 31 (см. фиг. 7), которое характеризуется работой измерительного блока 1 устройства на данной частоте f_i. Выбранная описанным образом частота f_i является рабочей частотой ретранслятора 12 и всего устройства (например, f₁), тогда амплитудно-фазовый измеритель 22 формирует сигнал управления через блок 23 для задания управляемым синтезатором частот 19 выходных сигналов с частотами f_i и . Затем ретранслятор 12 переходит в рабочий режим. Вычислительный блок 31 амплитудно-фазового измерителя 22 в соответствии с блок-схемой алгоритма его работы (см. фиг. 7), кроме описанных выше операций ввода измерительной информации из регистров 26, 29, выполняет вычисление функции арктангенса отношения измеренных величин за время , в соответствии с формулой (2). Полученная при этом величина фазового сдвига ϕ₂ засылается в блок 13 автоматической подстройки фазы. Блок 13 автоматической подстройки фазы содержит ячейку памяти, выполненную, например, на регистрах, к выходу которой подключен цифро-аналоговый преобразователь для преобразования кода ϕ₂ в аналоговый сигнал. Для синхронизации задающего генератора 18 и генератора 14 низкой частоты в блоке 13 автоматической подстройки фазы содержатся два синхронных детектора с разными постоянными времени. Постоянная времени одного детектора определяется выходной частоты приемника 21, постоянная времени второго детектора зависит от низкочастотной составляющей (огибающей) принимаемого сигнала. Генераторы низкой частоты 2, 14 могут быть выполнены в виде синхронизируемых мультивибраторов, генерирующих сигналы прямоугольной формы. Коммутаторы-формирователи 3, 15 могут быть выполнены в виде счетчика, выходы которого соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства, хранящего значения кодов чисел, соответствующих временным диаграммам фиг. 2. Переключатели 4, 16 могут быть выполнены, например, на pin-диодах или на микросхемах. Длительность цикла работы T_ц предлагаемого устройства (T_и=T_р) выбирается таким образом, чтобы за время действия радиоимпульса в ретрансляторе 12 и измерительном блоке 1 успевали выполняться фазовая автоподстройка генератора 18 и измерения фазы и уровня сигнала в блоках 10, 22 с необходимой точностью. Блоки управления 11 и 23 (см. фиг. 8) выполняют функции формирования управляющих сигналов, необходимых для организации обмена информацией между амплитудно-фазовыми измерителями 10 и 22 соответственно и внешними к ним устройствами (блоками 3, 7 и 15, 19). В регистр 45 записывается информация об устанавливаемых выходных частотах в блоках 7 и 19. Сигналы обращения (записи) к управляемым синтезаторам частот 7, 19 формируются путем дешифрования кода адреса соответствующего элемента (дешифратор 41) и конъюкции в элементе 42 его выходного сигнала с сигналами вывода от блоков 10, 22. Аналогично формируются сигналы на выходах элементов 43, 44, управляющих RS-триггером 46, выходные сигналы которого определяют режим работы коммутаторов-формирователей 3, 15. С пульта 47 в регистр 48 заносится информация о выходной частоте измерительного блока 1 и ретранслятора 12 в режиме начальной установки устройства, в блоки 10, 22 данная информация по сигналу "Ввод" поступает из регистра 48, ввод информации осуществляется путем формирования сигнала "Запрос прерывания" от формирователя 49. При практической реализации амплитудно-фазового измерителя 10, 22 (см. фиг. 3) счетчики 25 и 28 могут быть выполнены в виде реверсивных или в виде суммирующих счетчиков. В случае применения реверсивных счетчиков 25 и 28 сигналы с выходов логических элементов 24 и 27 управляют режимом счета, т.е. в моменты совпадения полярностей входных импульсов логических элементов 24 и 27 реверсивные счетчики работают на суммирование, при несовпадении полярностей входных импульсов логических элементов 24 и 27 на вычитание. При использовании суммирующих счетчиков 25 и 28 в моменты совпадения полярностей входных импульсов логических элементов 24 и 27 счетчики 25 и 28 суммируют импульсы, поступающие от генератора 32, при несовпадении полярностей входных импульсов логических элементов 24 и 27 не считают. Для вычисления фазового сдвига (в этом случае в вычислительном блоке 31) результаты, полученные за такт измерения в счетчиках 25 и 28, центрируются, т.е. из этих результатов вычитаются поправки, равные половине известного количества импульсов генератора 32 за измерительный такт, и вычисляются функции полученных величин по формулам (2), (3). Формирователь 35 ортогонального сигнала обеспечивает получение двух сигналов, сдвинутых относительно друг друга на четверть периода выходной частоты, равной f, и может быть выполнен в виде фазовращателя на угол π к входу и выходу которого подключены ограничители для нормирования выходных сигналов формирователя 35 по амплитуде. Вычислительный блок 31 может быть реализован как на элементах жесткой (непрограммируемой) логики, так и на основе микропроцессора по типовой структуре. Структурная схема варианта вычислительного блока 31 приведена на фиг. 5. Дешифратор 40 обеспечивает выбор постоянного 38 или оперативного 39 запоминающих элементов, в которых хранятся программы, константы или текущая информация соответственно. Микропроцессорный модуль 37 выполняет обработку и обмен информацией в соответствии с блок-схемой фиг. 6, 7 и связан с блоками 38, 39, 40 шиной адреса (ША) и информационной шиной данных (ШД), может иметь управляющие выходы с сигналами "Чтение" и "Запись" для управления постоянным 38 и оперативным 39 запоминающими элементами соответственно, "Вывод" для вывода информации по шине ШД в индикаторный блок 30, вход "Запрос прерывания" для ввода информации в вычислительный блок 31 по сигналам от блока 34. При реализации вычислительного блока 31 на базе микропроцессора микропроцессорный модуль может состоять из трех БИС центрального процессора, системного контроллера и тактового генератора. Регистры 26 и 29 могут быть выполнены, например, на микросхемах с тремя состояниями на выходе, что обеспечивает режим обмена информацией с вычислительным блоком 31. Формирователь импульсов 34 выполняет функции формирования управляющих сигналов, необходимых для организации обмена информацией между счетчиками 25, 28, регистрами 26, 29, вычислительным блоком 31. Для обеспечения измерения амплитуд входных сигналов с высокой точностью целесообразно амплитудно-фазовый измеритель 10, 22 реализовать по схеме, приведенной на фиг. 4. При этом в аналого-цифровом преобразователе АЦП 51 осуществляется преобразование входных сигналов в цифровые коды. Перемножение кодов значений измеряемого сигнала на синусные и косинусные значения кодов опорного сигнала, хранящиеся в ПЗУ 52, и суммирование результатов перемножения производится перемножителями 53 и 54 соответственно. По окончании измерительного цикла в вычислительном блоке 57 вычисляются функции измеренных величин по формулам (2), (3). Блок синхронизации 50 обеспечивает синхронизацию работы блоков 51 и 52 по времени. Достигается повышение помехоустойчивости устройства за счет обеспечения возможности работы в диапазоне частот и автоматического выбора рабочей частоты, на которой отсутствует влияние сосредоточенных по спектру помех или их влияние сведено к минимуму. Кроме того, за счет автоматического выполнения фазовых измерений при высоком соотношении сигнал/помеха повышается точность измерения информационного параметра устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения амплитуды и фазы радиосигнала, содержащее измерительный блок, состоящий из первого генератора низкой частоты, выход которого подключен к первому входу первого коммутатора-формирователя, первый выход которого связан с усилителем мощности, а второй с первым входом первого переключателя, подключенного первым выходом к приемопередающей антенне, вторым входом к выходу первого усилителя мощности, а вторым выходом к первому входу первого приемника, выход которого связан с первым входом первого амплитудно-фазового измерителя, второй вход которого подключен к первому выходу первого задающего генератора, и ретранслятор, содержащий блок автоматической подстройки фазы, первый вход которого подключен к выходу второго амплитудно-фазового измерителя, первый и второй выходы подключены соответственно к входу второго задающего генератора, а через второй генератор низкой частоты к первому входу второго коммутатора-формирователя, подсоединенного первым и вторым выходами соответственно к управляемому входу второго усилителя мощности и первому входу второго переключателя, второй вход и выход которого связаны соответственно с выходом второго усилителя мощности и первым входом второго приемника, при этом первый и второй входы второго амплитудно-фазового измерителя подключены соответственно к первому выходу второго задающего генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены первый и второй управляемые синтезаторы частот и первый и второй блоки управления, причем первый и второй входы и первый и второй выходы первого управляемого синтезатора частот подключены соответственно к второму выходу первого задающего генератора, первому выходу первого блока управления, второму входу первого приемника и второму входу первого усилителя мощности, выход первого амплитудно-фазового измерителя связан с входом первого блока управления, второй выход которого подключен к третьего входу первого коммутатора-формирователя, второй выход которого связан с третьим входом амплитудно-фазового измерителя, первый и второй входы и первый и второй выходы второго синтезатора частот подключены соответственно к второму выходу второго задающего генератора, первому выходу второго блока управления, второму входу второго усилителя мощности и второму входу второго приемника, второй выход и третий вход которого соответственно связаны с вторым входом блока автоматической подстройки фазы и третьим выходом второго коммутатора-формирователя, четвертый выход и третий вход которого соответственно подключены к третьему входу второго амплитудно-фазового измерителя и второму выходу второго блока управления, а вход последнего соединен с вторым выходом второго амплитудно-фазового измерителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9