Способ измерения малых изменений разности фаз

 

О П И С А Н И Е 3I6636

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02.II.1970 (№ 1400009/26-9) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано О!.Х.1971. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 2.XII.1971

МПК G 01г 27/28

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров, СССР

X ÄÊ 621.317.373(088.8) 1 (щ ка ./ т

;!1

3. Г. Мирзабекян и Р. Н. Симонян

Институт радиофизики и электроники Академии наук Армянской ССР

Авторы изобретения

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНЙЯ МААЪ|Х ИЗМЕНЕНИЙ РАЗНОСТИ ФАЗ

Изобретение относится к области СВЧ измерений в антенной технике и может быть использовано для построения эффективных систем фазовых пеленгаторов и для других целей в таких режимах работы, где измеряемым параметром является относительное изменение соответствующей физической величины.

Известны способы измерения малых изменений разности фаз, основанные на умножении разности фаз сравниваемых сигналов сверхвысоких частот. Эти способы используют умножители, являющиеся нелинейными элементами, и вследствие этого последние дополнительно увеличивают внутренние шумы системы, а пороговая точность не может быть сделана большей фазовой нестабильности применяемых усилителей.

Целью изобретения является повышение точности измерений. Для достижения этой цели преобразуют с помощью селектора поляризации изменение разности фаз двух одинаковых по величине и сдвинутых на четверть периода по фазе сигналов в изменение ориентации эллипса поляризации в круглом волноводе, а затем преобразуют изменение ориентации этого эллипса поляризации в изменение сдвига фаз на низкой частоте.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства, реализующего предложенный способ; на фиг. 2 — графики коэффициента умножения изменения разности фаз.

Фазометр содержит компенсирующий фазовращатель 1 для получения первоначального

5 сдвига фаз=90 между измеряемыми величинами сигналов, аттенюаторы 2 и 3, разделитель 4 поляризации на линейно-поляризованные компоненты, работающий как сумматор поляризации в пространственно-ортогональ10 ных направлениях в круглом волноводе, вращатель 5 плоскости поляризации с частотой

D вращения, анализатор б поляризации, 2-,выделяющий линейно поляризованную компоненту, приемник 7 СВЧ-волн с квадратичным детектором, избирательный усилитель 8 на

И частоте —, низкочастотный фазометр 9, заQ дающий генератор 10 с частотой, буфер2-" ный каскад 11 для питания вращателя 5 плоскости поляризации и удвоитель 12 частоты.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Электромагнитные колебания Е и Ег, изменение разности фаз которых подлежит измерению, суммируются в пространственно— ортогональных направлениях в круглом .вол30 новоде при помощи разделителя 4 поляриза316036

3 ции. Здесь Е,=Е1е " " и Е,=Е.о "- + "где Еь Е и (pi, ср — амплитуды и фазы входных сигналов соответственпо, а о — угловая частота.

Полученная таким образом поляризованная волна проходит через вращатель 5 плоскости поляризации, а затем поступает на вход приемника 7 СВЧ-волн через анализатор 6 поляризации. о

После усиления на частоте " — избирательным усилителем 8 сигнал подается на вход низкочастотного фазометра 9. В качестве опорного сигнала для низ кочастотного фазометра используется после удвоения частоты напряжение задающего генератора 10.

Можно показать, что спектральный состав выходного сигнала, приемника 7 СВЧ-колебаний содержит низкочастотное синусоидальй ное колебание с частотой — — и начальной

4. фазой, находящейся в функциональной зависимости от величины изменений разности фаз

СВЧ-колебаний.

Положим — — О, а г представим в виде — +Л, где Л вЂ” малое изменение раз2 2 ности фаз в окрестности —, подлежащее з2 мерепию. а также обозначим — — Р, и опЕг

Е, ределим коэффициент умножения .К„равенством:

1совД

1;- (1sinA)

2Р где у= является функцией амплитуд

1 32 волн, изменение разности фаз которых подлежит измерению.

Тогда график функции (l) для трех значений у будет иметь вид, приведенный на фиг. 2. Из этого графика видно, что с увеличением значения у нелинейность зависимости

10 К, =К, (Л) возрастает, Например, если нелинейность шкалы фазометра равна 5%, то при 1=10 интервал изменений измеряемых разностей фаз составит +1,5, а при у=20 будет +-О, 7 .

Предложенный способ можеT cTBTb полезным во всех случаях, когда отношение мощностей измеряемых сигналов остается постоянным, например в радиоинтерферометрах.

Предмет изобретения

25 Способ измерения малых изменений разности фаз, основанный на умножении разности фаз -ðàâíèâàå,ìû.õ сигна.лов свер.хвысоких частот, отличаю цийся тем, что, с целью повышения точности измерений, преобразуют с по30 мощью селектора поляризации изменение разности фаз двух одинаковых по величине и сдвинутых на четверть периода по фазе сигналов в изменение ориентации эллипса поляризации в круглом волноводе, а затем преоб35 разуют изменение ориентации этого эллипса поляризации в изменение сдвига фаз па низкой частоте. — -

- n -18 -16 -14 -12 -1О -8 — б — 4 цзцс.2

Составитель H. Степанов

Редактор Н. С. Коган Техред А. А. Камышникова Корректор Е. И. Усова

Заказ 340176 Изд. № 1396 Тираж 473 Подписное

1дНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мшьистров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2