Способ анализа спектра радиосигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>676943

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополннтелыное ж авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.03.76 (21) 2344042 18-21 с ктрьсоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 01.08.79 (51) М.Кл 6 01 R 23/16

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.317.757 (088.8) ло делам изобретений и PTNpbltHH (72) Авторы кзобретеаия

С. Л. Соколов и Ю. В Иванов

Рязанский радиотехнический институт (71) 3,аявытыь (54) СПОСОБ АНАЛИЗА СПЕКТРА РАДИОСИГНАЛОВ

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться для анализа прямого и обратного преобразования

Фурье, решения некоторых задач радиолокации и управления технологическими процессамп.

Известен способ получения сигналов спинового эха, основанный на воздействии на рабочее вещество вначале преобразованного входного сигнала, а затем вспомогательного сигнала с линейной во времени модуляцией частоты заполнения, Однако этот способ не позволяет получить спектр радиосигналов.

Известен также способ анализа спектра радиосигналов, в котором для получения спектра нсследуемого сипнала последний преобразуется в последовательность многочастотных импульсов с линейной частотной модуляцией, которые воздействуют своими магнитными полями на рабочее вещество, обладающее хорошо выраженными ядерным, магнитным или электронным парамагнитным резонансами.

Однако этот способ не позволяет анализировать радосигналы с широкими спектрами и, кроме того, довольно сложен при реализации.

Цель изобретения — увеличвние полосы анализируемых частот и упрощен не способа.

Это достигается тем, что в способе анализа спектра радиосигналов, основа ином на использовании явления спинового эха и преобразовании входного сигнала в радиоимпульсы с линейной модуляцией частоты заполнения, в качестве первого вспомога10 тельного импульса, воздействующего на рабочее вещество, используют дельта-импульс, а в качестве второго вспомогательного импульса, поступающего на рабочее вещество вслед за входным преобразован15 ным сигналом, используют импульс, скорость изменения частоты заполнения которого равна скорости изменения частоты заполнения преобразованного входного сиг,нала,,но обратна ей чо знаку.

20 На фиг. 1 да|н график временного расположения импульсов,,воздействующих на рабочее вещество, где f>, f2, f3 — начальные частоты промодулированных составляющих исследуемого сигнала; на фиг, 2 представле2ь на структурная схема устройства, реализующего данный способ.

Исследуемый сигнал представляет собой суперпозицию ряда синусоидальных составляющих. После преобразования сигнала каждая составляющая становится линейночастотномодулированной. Для получения спиновых эхо-от еляков, сжатых во времени от каждой составляющей исследуемого сигнала, в качестве рабочего вещества используют ферромагнитные материалы, обогащенные изотопамн, например, Ni Fe57, Со", Mn""5, ядра которых обладают полуцелым спином и „ àõîäÿòñÿ в сильном внутреннем. магнитном поле ферромагнетика.

В момент 1=1О подают первый вспомогательный,импульс, в качестве которого выбирают дельта-импульс, для создания инверсной населенности энергетических ядерных уровней (поворот вектора ядерно"I намагниченности на 90 ) и равномерного возбуждения всех спинов, а затем в момент подают исследуемый преобразованный сигнал. При этом преобр азова нный исследуемый сигнал представляет собой многочастотный импульс, спектральная cocTBIBляющая которого промодулирозана по частоте. Девиация частоты в преобразованном сигнале не должна превышать полосу

Ларморовский частот, но не должна быть менее ширины спектра исследуемого сиг1ала. Длительность исследуемого сигнала не должна превышать времени фазовой памяти рабочего вещества (времечи спин-спиновой релаксации). Для получения сигналоз спинового эха от каждой спектральной составляющей иоследуемого сиг ала HB рабочее вещество в момент времени f=t> подают второй вспомогательный импульс с линейной частотной модуляцией, причем ско,рость изменения частоты заполнения в нем равна скорости изменения частоты заполнения в преобразованном исследуемом сигнале, но противоположна ей по знаку. Девиация частоты во втором вспомогательном импульсе ограничена сверху полосой Ларморовских частот рабочего вещества, которая для указанных рабочих веществ достигает десятка иГц. Невыполнение этого "„;словия может привести к ухудшению разрешающей способности анализатора и,к разрушению сигналов спинового эха.

Полученные спиновые эхо-отклики представляют собой сжатые во времени частотномодулированные спектральные составляющие с амплитудами, пропорциональными амплитудам спектральных составляющих исследуемого сигнала. Причем расстояния

В0 времени между полученными сжатыми эхо-откликами будут пропорциональны частотному интервалу между соответствующими спектральными составляющими. Наличие у ферромагнетиков собственного внутреннего поля позволяет анализировать спектры радиоимпульсов без внешнего постоянного неоднородного магнитного поля.

Данным способом можно анализировать спектры радиоимпульсов, частота следования которых не превышает величину i :T, 10

65 где T, — время спин-решеточной релаксации рабочего вещества. Расстояние во времени

2 3 между эхо-откликами равно в, -, где

Ло — интервал по частоте между соответствующими частотными составляющими, а т„; — длительность второго вспомогательного импульса. Длительность эхо-отклика равна / Ля,, поэтому разрешающая спосооность 5f> для сигналов одинакового

1 уровня равна,ЯО=Для воспроизведения спектров сигналов без искажений необходимо длительность второго вспомогательного импульса выби,рать меньше времени фазовой памяти рабочего вещества.

Устройство, реализующее данный спо соб, состоит из последовательно соединенных усилителя 1, смесителя 2 и усилителя

3 промежуточной ча стоты, подключенного к радиочастотной катушке 4 с рабочим веществом б, последовательно соединенные линию б задержки и генератор 7, выход которого подсоединен также к радиочастотной катушкс 4, последовательно соединенныс модулятор 8, линию 9 задержки, генератор 10 и усилитель 11, выход которого соединен с радиочастотной катушкой 4, второй выход генератора 10 соединен со входом генератора 12, который осуществляет развертку осциллографа 18. Третий выход генератора

12 через генератор 14 соединен со входом усилителя 15, два выхода которого соеди,нены с другими пластинами осциллографа

18, а третий — с радиочастотной катушкой

4. Второй выход модулятора 8 через гетеродин 1б соединен со вторым входом смесителя 2, Работа данного устройства заключается в следующем. Исследуемый сигнал через усилитель 1 поступает на смеситель 2, куда от гетеродина 1б поступает импульс с линейной во времени модуляцией частоты заполнения. Сигнал промежуточной частоты через усилитель 8 промежуточной частоты поступает на радиочастотну1о катушку

4, которая намотана на рабочее вещество G.

Исследуемый сигнал подается еще на линию б задержки для запуска генератора 7 первого вспомогательного импульса, с выхода которого указанный импульс подается на радиочастотную катушку 4. Кроме того, исследуемый сигнал подается на модулятор 8 для запуска гетеродина 1б. Модулятор 8 через линию 9 задержки, запускает генератор 10 второго вспомогательного импульса.

С выхода генератора 10 второй вспомогательный импульс поступает через усилитель 11 на радиочастотную катушку 4, а наведенные эхо-отклики через усилитель 15 подаются на осциллограф 18. Развертка осциллографа 18 запускается от генератора

12 после окончания второго вспомогатель 76сл1

Формула изобретения

ct: i» г f

Фиг. 2

Составитель С. Лукинская

Текред Е. Жаворонкова

Редактор А. Купрякова

Корректор С. Файн

Заказ 696/939 Изд. № 445 Тираж 1090 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» ного импульса. Одновременно с этим стробирующие импульсы с выхода генератора

14 открывают на время развертки усилитель 15. Устройство, анализирует спектр второго приходящего импульса, так,как аервый приходящий и мпульс необходим для запуска генератора 7 первого вспомогательного импульса.

Способ анализа спектра радиосигналов, основанный на использовании явления спинового эха и преобразовании вход ного сиг- 15 нала в радиоимпульсы с линейной модуляц ией частоты заполнения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения полосы анализируемых часот и упрощения способа, в качестве первого вспомогательного импульса, воздействующего на рабочее вещество, используют дельта-импульс, а в качестве второго вспомогательного импульса, поступающего на рабочее вещество вслед за входным преобразованным сигналом, используют импульс, скорость изменения частоты заполнения которого равна скорости изменения частоты заполнения преобразованного входного сигнала, но обратна ей по знаку.