RU2710896C1 - Broadband frequency meter for microwave signals on delay lines with preliminary frequency conversion (versions) - Google Patents
Broadband frequency meter for microwave signals on delay lines with preliminary frequency conversion (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710896C1 RU2710896C1 RU2019109917A RU2019109917A RU2710896C1 RU 2710896 C1 RU2710896 C1 RU 2710896C1 RU 2019109917 A RU2019109917 A RU 2019109917A RU 2019109917 A RU2019109917 A RU 2019109917A RU 2710896 C1 RU2710896 C1 RU 2710896C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- outputs
- delay lines
- phase
- inputs
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 11
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Description
Известно устройство широкополосного измерителя частоты СВЧ сигналов [1]. Широкополосный измеритель частоты СВЧ сигналов состоит из входного широкополосного усилителя, набора линий задержки, фазовых корреляторов, аналого-цифровых преобразователей, вычислительного устройства и устройства управления.A device for a broadband frequency meter of microwave signals [1]. A broadband microwave frequency meter consists of an input broadband amplifier, a set of delay lines, phase correlators, analog-to-digital converters, a computing device, and a control device.
Недостатком данного устройства является громоздкость, вызванная необходимостью применения нескольких линий задержки, минимальное и максимальное время задержки которых для достижения заданной точности и диапазона рабочих частот должны отличаться в несколько раз. Другим недостатком указанного устройства является узкий диапазон рабочих частот, который ограничивается сложностью проектирования и изготовления широкополосной линии задержки с большим временем задержки. Еще одним недостатком указанного устройства является невысокая чувствительность устройства, ограничиваемая погонными потерями в длинных линиях задержки. The disadvantage of this device is the cumbersomeness caused by the need to use several delay lines, the minimum and maximum delay time of which in order to achieve a given accuracy and range of operating frequencies must differ several times. Another disadvantage of this device is a narrow range of operating frequencies, which is limited by the complexity of designing and manufacturing a broadband delay line with a long delay time. Another disadvantage of this device is the low sensitivity of the device, limited by linear losses in long delay lines.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому изобретению является устройство широкополосного измерителя частоты СВЧ сигналов [2]. Широкополосный измеритель частоты СВЧ сигналов состоит из входного широкополосного усилителя-ограничителя, входного полосового СВЧ фильтра, набора линий задержки, фазовых корреляторов, вычислительного устройства.The closest in technical essence and the achieved technical result to the claimed invention is a device for a broadband frequency meter of microwave signals [2]. A broadband microwave frequency meter consists of an input broadband limiter amplifier, an input microwave passband filter, a set of delay lines, phase correlators, and a computing device.
Недостатком данного устройства является громоздкость, вызванная необходимостью применения нескольких линий задержки, минимальное и максимальное время задержки которых, для достижения заданной точности и диапазона рабочих частот должны отличаться в несколько раз. Другим недостатком указанного устройства является узкий диапазон рабочих частот, который ограничивается сложностью проектирования и изготовления широкополосной линии задержки с большим временем задержки. Еще одним недостатком указанного устройства является невысокая чувствительность устройства, ограничиваемая погонными потерями в длинных линиях задержки. The disadvantage of this device is the cumbersomeness caused by the need to use several delay lines, the minimum and maximum delay times of which, to achieve a given accuracy and range of operating frequencies, must differ several times. Another disadvantage of this device is a narrow range of operating frequencies, which is limited by the complexity of designing and manufacturing a broadband delay line with a long delay time. Another disadvantage of this device is the low sensitivity of the device, limited by linear losses in long delay lines.
Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритных размеров и массы, повышение чувствительности устройства при сохранении точности измерения частоты.The technical result of the invention is to reduce the overall dimensions and mass, increase the sensitivity of the device while maintaining the accuracy of the frequency measurement.
Целью изобретения является снижение громоздкости устройства за счет замены длинных линий задержки на короткие с предварительным преобразованием частоты входного сигнала путем деления и/или умножения. The aim of the invention is to reduce the bulkiness of the device by replacing long delay lines with short ones with preliminary conversion of the input signal frequency by division and / or multiplication.
Заявленный результат достигается тем, что в устройство, состоящее из последовательно включенных входного усилителя-ограничителя, полосно-пропускающего СВЧ фильтра, синфазного делителя СВЧ мощности, а также N линий задержки, N фазовых корреляторов, выходы которых подключены к вычислительному устройству, дополнительно введены N умножителей частоты, коэффициенты умножения которых выбраны из ряда 1,2,3…A полностью или с пропусками, при этом входы умножителей частоты подключены к соответствующим выходам синфазного делителя СВЧ мощности, первые выходы умножителей частоты подключены к входам соответствующих линий задержки, а вторые выходы к одному из входов соответствующих фазовых корреляторов, выходы линий задержки подключены к другому входу соответствующих фазовых корреляторов.The claimed result is achieved by the fact that in the device, consisting of a series-connected input amplifier-limiter, a band-pass microwave filter, an in-phase divider of a microwave power, as well as N delay lines, N phase correlators, the outputs of which are connected to a computing device, N multipliers are additionally introduced frequencies whose multiplication factors are selected from a series of 1,2,3 ... A completely or with gaps, while the inputs of the frequency multipliers are connected to the corresponding outputs of the common-mode microwave power divider, first The output outputs of the frequency multipliers are connected to the inputs of the corresponding delay lines, and the second outputs are connected to one of the inputs of the corresponding phase correlators, the outputs of the delay lines are connected to the other input of the corresponding phase correlators.
Заявленный результат достигается также устройстве, состоящем из последовательно включенных входного усилителя-ограничителя, полосно-пропускающего СВЧ фильтра, синфазного делителя СВЧ мощности, а также M линий задержки, M фазовых корреляторов, выходы которых подключены к вычислительному устройству, в которое дополнительно введены M делителей частоты, коэффициенты деления которых выбраны из ряда 1,2,3…B полностью или с пропусками, при этом входы делителей частоты подключены к соответствующим выходам синфазного делителя СВЧ мощности, первые выходы делителей частоты подключены к входам соответствующих линий задержки, а вторые выходы к одному из входов соответствующих фазовых корреляторов, выходы линий задержки подключены к другому входу соответствующих фазовых корреляторов.The claimed result is also achieved by a device consisting of a series-connected input amplifier-limiter, a band-pass microwave filter, an in-phase microwave power divider, as well as M delay lines, M phase correlators, the outputs of which are connected to a computing device into which M frequency dividers are additionally introduced the division factors of which are selected from a number of 1,2,3 ... B completely or with gaps, while the inputs of the frequency dividers are connected to the corresponding outputs of the in-phase divider of the microwave power, first e outputs of frequency dividers are connected to respective inputs of the delay lines and the second outputs to one input of respective phase correlator, the outputs of delay lines are connected to respective other input of the phase correlators.
Указанный технический результат достигается также в устройстве, состоящем из последовательно включенных входного усилителя-ограничителя, полосно-пропускающего СВЧ фильтра, синфазного делителя СВЧ мощности, а также N+M линий задержки, N+M фазовых корреляторов, выходы которых подключены к вычислительному устройству, в которое дополнительно введены N умножителей частоты, коэффициенты умножения которых выбраны из ряда 1,2,3…C полностью или с пропусками, M делителей частоты, коэффициенты деления которых выбраны из ряда 1,2,3…D полностью или с пропусками, при этом входы умножителей частоты и делителей частоты подключены к соответствующим выходам синфазного делителя СВЧ мощности, первые выходы умножителей частоты подключены к входам соответствующих линий задержки, а вторые выходы к одному из входов соответствующих фазовых корреляторов, первые выходы делителей частоты подключены к входам соответствующих линий задержки, а вторые выходы к одному из входов соответствующих фазовых корреляторов, выходы линий задержки подключены к другому входу соответствующих фазовых корреляторов.The specified technical result is also achieved in a device consisting of a series-connected input amplifier-limiter, a pass-band microwave filter, an in-phase microwave power divider, as well as N + M delay lines, N + M phase correlators, the outputs of which are connected to a computing device, which is additionally introduced N frequency multipliers, the multiplication factors of which are selected from the
Сущность изобретения поясняется чертежами на фигурах 1,2,3. На фиг.1 представлена структурная схема широкополосного измерителя частоты СВЧ сигналов с умножителями частоты. Широкополосный измеритель частоты СВЧ сигналов содержит: входной широкополосный усилитель-ограничитель 1, полосно-пропускающий СВЧ фильтр 2, делитель 3 СВЧ мощности, умножители частоты 4.1…4.N, линии задержки 5.1…5.N, фазовые корреляторы 6.1…6.N, вычислительное устройство 7.The invention is illustrated by drawings in figures 1,2,3. Figure 1 presents the structural diagram of a broadband frequency meter of microwave signals with frequency multipliers. A broadband microwave signal frequency meter contains: an input broadband amplifier-
На фиг.2 представлена структурная схема широкополосного измерителя частоты СВЧ сигналов с делителями частоты. Широкополосный измеритель частоты СВЧ сигналов содержит: входной широкополосный усилитель-ограничитель 8, полосно-пропускающий СВЧ фильтр 9, делитель 10 СВЧ мощности, делители частоты 11.1…11.M, линии задержки 12.1…12.M, фазовые корреляторы 13.1…13.M, вычислительное устройство 14.Figure 2 presents the structural diagram of a broadband frequency meter of microwave signals with frequency dividers. A broadband frequency meter for microwave signals contains: an input broadband amplifier-
На фиг.3 представлена структурная схема широкополосного измерителя частоты СВЧ сигналов с умножителями и делителями частоты. Широкополосный измеритель частоты СВЧ сигналов содержит: входной широкополосный усилитель-ограничитель 15, полосно-пропускающий СВЧ фильтр 16, делитель 17 СВЧ мощности, умножители частоты 18.1…18.N, делители частоты 19.1…19.N, линии задержки 20.1…20.N+M, фазовые корреляторы 21.1…21.N+M, вычислительное устройство 22.Figure 3 presents the structural diagram of a broadband frequency meter of microwave signals with multipliers and frequency dividers. A broadband microwave signal frequency meter contains: an input
На фиг.4 представлена дискриминационная характеристика фазовых корреляторов.Figure 4 presents the discriminatory characteristics of phase correlators.
Для удобства рассмотрим работу широкополосного измерителя частоты, функциональная схема которого представлена на фигуре 1. Широкополосный измеритель частоты СВЧ сигналов работает следующим образом. Входной СВЧ сигнал с частотой ω0 поступает через усилитель-ограничитель 1 на полосно-пропускающий фильтр 2, ограничивающий входную полосу частот. Далее сигнал поступает на синфазный делитель 3 СВЧ мощности, где происходит деление мощности входного сигнала на N равных частей. Умножители частоты 4.1…4.N осуществляют функцию умножения частоты и могут быть выполнены на основе диода или транзистора, работающего в нелинейном режиме, или в виде специализированной микросхемы. Коэффициенты умножения умножителей частоты 4.1…4.N выбраны из ряда 1,2,3…A полностью или с пропусками, где А - конечное число, предельный коэффициент умножения, выбираемый из условия физической реализуемости или заданной точности измерения частоты. При коэффициенте умножения частоты одного из умножителей равном 1 преобразования частоты не происходит, и входной сигнал через делитель мощности поступает на фазовый коррелятор. Число умножителей 4.1…4.N, линий задержки 5.1…5.N, фазовых корреляторов 6.1…6.N определяется рабочей полосой устройства и требуемой точностью измерения частоты. Предположим, что коэффициент умножения умножителя частоты 4.1 равен n1, умножителя частоты 4.2 равен n2, умножителя частоты 4.3 равен n3, и так далее до nN, причем nN>…>n3>n2>n1. При этом на выходах умножителей 4.1,4.2,…,4.N частоты получим сигналы с частотами n1ω0, n2ω0, n3ω0,…, nNω0 соответственно. Также предположим, что линии задержки 5.1,5.2,…,5.N идентичны и имеют равное время задержки равное τ. Тогда фазовые набеги, приобретаемые сигналами на выходах линий задержки 5.1,5.2,…,5.N, составят: θ1=n1ω0τ, θ2=n2ω0τ,…, θn=nnω0τ. В тоже время, фазовые набеги, приобретаемые сигналами на выходах линий задержки в устройстве-прототипе, можно описать выражениями: ∆1=ω0τ1, ∆2=ω0τ2,…, ∆n=ω0τn. Принимая во внимание, что τ1=s1τ, τ2=s2τ,…,τn=snτ, где sn>…>s2>s1 – некоторые числа, приходим к идентичности выражений для фазового набега сигналов на выходе линий задержки в устройстве-прототипе и предлагаемом устройстве. При этом прохождение сигнала с частотой nω0 через линию задержки τ в предлагаемом устройстве эквивалентно прохождению сигнала с частотой ω0 через линию задержки nτ в устройстве-прототипе, что позволяет применить в предлагаемом устройстве более короткую и компактную линию задержки. Задержанные в линиях задержки 5.1,5.2,…,5.N и незадержанные сигналы подаются соответственно на фазовые корреляторы 6.1,6.2,…,6.N. Фазовые корреляторы 6.1,6.2,…,6.N формируют следующие дискриминационные характеристики, вид которых показан на фигуре 4 (DFM1 – 1, DFM2 – 2,…, DFMn – 3 и так далее):For convenience, we consider the operation of a broadband frequency meter, the functional diagram of which is presented in figure 1. Broadband frequency meter of microwave signals works as follows. An input microwave signal with a frequency of ω 0 is supplied through an amplifier-
где A1, A2,…, An – коэффициенты пропорциональности;where A 1 , A 2 , ..., A n are the proportionality coefficients;
n1,n2,…,nn – коэффициенты умножения частоты;n 1 , n 2 , ..., n n - frequency multiplication factors;
τ – время задержки линии задержки;τ is the delay time of the delay line;
ω – круговая частота.ω is the circular frequency.
Коррелятор 6.1, стоящий в одном канале с умножителем частоты 4.1 имеет в рабочем диапазоне частот однозначную, но относительно пологую дискриминационную характеристику, по этой причине коррелятор 6.1 служит для грубой оценки частоты входного сигнала. В тоже время фазовые корреляторы 6.2,…,6.N имеют неоднозначные корреляционные функции, крутизна которых выше по сравнению с крутизной корреляционной характеристики коррелятора 6.1. Корреляторы 6.2,6.3,…6.N служат для повышения точности измерения частоты входного сигнала. Вычислительное устройство 7 предназначено определения частоты входного сигнала по напряжениям от фазовых корреляторов 6.1,6.2,…,6.N. The correlator 6.1, which is in the same channel with the frequency multiplier 4.1, has an unambiguous, but relatively gentle discriminating characteristic in the working frequency range, for this reason the correlator 6.1 serves for a rough estimate of the frequency of the input signal. At the same time, phase correlators 6.2, ..., 6.N have ambiguous correlation functions, the steepness of which is higher than the steepness of the correlation characteristic of the correlator 6.1. Correlators 6.2,6.3, ... 6.N are used to improve the accuracy of measuring the frequency of the input signal. The
Широкополосный измеритель частоты также может быть реализован с применением делителей частоты. Широкополосный измеритель частоты СВЧ сигналов работает следующим образом. Входной СВЧ сигнал с частотой ω0 поступает через усилитель-ограничитель 8 на полосно-пропускающий фильтр 9, ограничивающий входную полосу частот. Далее сигнал поступает на синфазный делитель 10 СВЧ мощности, где происходит деление мощности входного сигнала на M равных частей. Делители частоты 11.1…11.M осуществляют функцию деления частоты и могут быть выполнены на основе нелинейных элементов или специализированных микросхем делителей частоты. Коэффициенты деления делителей 11.1…11.M частоты выбраны из ряда 1,2,3…B полностью или с пропусками, где B - конечное число, предельный коэффициент деления, выбираемый из условия заданного диапазона рабочих частот. При коэффициенте деления частоты одного из делителей равном 1 преобразования частоты не происходит и входной сигнал через делитель мощности поступает на соответствующий фазовый коррелятор. Число делителей 11.1…11.M частоты, линий задержки 12.1…12.M, фазовых корреляторов 13.1…13.M определяется рабочей полосой устройства и требуемой точностью измерения частоты. Предположим, что коэффициент деления делителя 11.1 частоты равен m1, делителя 11.2 частоты равен m2, делителя 11.3 частоты равен m3, и так далее до mM, причем mM>…>m3>m2>m1. При этом на выходах делителей 11.1,11.2,…,11.M частоты получим сигналы с частотами ω0/m1, ω0/m2,…, ω0/mm. Также предположим, что линии задержки 12.1,12.2,…,12.M идентичны и имеют равное время задержки равное τ. Тогда фазовые набеги, приобретаемые сигналами на выходах линий задержки 12.1,12.2,…,12.M, составят: θ1=ω0τ/m1, θ2= ω0τ/m2,…, θm= ω0τ/mm. В тоже время, фазовые набеги, приобретаемые сигналами на выходах линий задержки в устройстве-прототипе можно описать выражениями: ∆1=ω0τ1, ∆2=ω0τ2,…, ∆m=ω0τm. Принимая во внимание, что τ1=τ/m1, τ2=τ/m2,…, τm=τ/mm, приходим к идентичности выражений для фазового набега сигналов на выходе линий задержки в предлагаемом устройстве и устройстве-прототипе. Время задержки линий задержки 12.1,12.2,…,12.M-1 и коэффициенты деления делителей 11.1,11.2,…,11.M-1 частоты выбраны так, чтобы корреляционные характеристики фазовых корреляторов 13.1,13.2,…,13.M-1 имели крутизну, обеспечивающую заданную точность измерения частоты. Время задержки линии задержки 12.M может быть выбрано идентичным линиям задержки 12.1,12.2,…,12.M-1, а однозначность корреляционной характеристики фазового коррелятора 13.M будет обеспечена выбором коэффициента деления частоты делителя 11.M частоты. Это позволяет унифицировать применяемые линии задержки. Задержанные в линиях задержки 12.1,12.2,…,12.M и незадержанные сигналы подаются на соответствующие фазовые корреляторы 13.1,13.2,…,13.M. Фазовые корреляторы 13.1,13.2,…,13.M формируют следующие дискриминационные характеристики, вид которых показан на фигуре 4 (DFD1 – 3, DFD2 – 2, DFDM - 1):A broadband frequency meter can also be implemented using frequency dividers. Broadband frequency meter microwave signals works as follows. The input microwave signal with a frequency of ω 0 is supplied through an amplifier-
где A1, A2,.., AM – коэффициенты пропорциональности;where A 1 , A 2 , .., A M are the proportionality coefficients;
m1,m2,..,mM – коэффициенты деления частоты;m 1 , m 2 , .., m M - frequency division factors;
τ – время задержки линии задержки;τ is the delay time of the delay line;
ω – круговая частота.ω is the circular frequency.
Коррелятор 13.M, стоящий в одном канале с делителем 11.M частоты имеет в рабочем диапазоне частот однозначную, но относительно пологую дискриминационную характеристику, по этой причине коррелятор 13.M служит для грубой оценки частоты входного сигнала. В тоже время фазовые корреляторы 13.1,13.2,…,13.M-1 имеют неоднозначные корреляционные функции, крутизна которых выше по сравнению с крутизной дискриминационной характеристики коррелятора 13.M. Корреляторы 13.1,13.2,…,13.M-1 служат для повышения точности измерения частоты входного сигнала. Вычислительное устройство 14 предназначено для определения частоты входного сигнала по напряжениям от фазовых корреляторов 13.1,13.2,…,13.M. The correlator 13.M, which is in the same channel with the frequency divider 11.M, has an unambiguous but relatively gentle discriminating characteristic in the operating frequency range, for this reason the correlator 13.M is used for a rough estimate of the frequency of the input signal. At the same time, phase correlators 13.1,13.2, ..., 13.M-1 have ambiguous correlation functions, the steepness of which is higher compared to the steepness of the discriminatory characteristics of the correlator 13.M. Correlators 13.1,13.2, ..., 13.M-1 are used to improve the accuracy of measuring the frequency of the input signal. The
Широкополосный измеритель частоты также может быть реализован с применением делителей частоты и умножителей частоты. Входной СВЧ сигнал с частотой ω0 поступает через усилитель-ограничитель 15 на полосно-пропускающий фильтр 16, ограничивающий входную полосу частот. Далее сигнал поступает на синфазный делитель 17 СВЧ мощности, где происходит деление мощности входного сигнала на N+M равных частей. Умножители частоты 18.1…18.N осуществляют функцию умножения и могут быть выполнены на основе диода или транзистора, работающего в нелинейном режиме, или в виде специализированной микросхемы. Делители частоты 19.1…19.M осуществляют функцию деления частоты и могут быть выполнены на основе нелинейных элементов или специализированных микросхем. Коэффициенты умножения умножителей частоты 18.1…18.N выбраны из ряда 1,2,3…C полностью или с пропусками, где C - конечное число, предельный коэффициент умножения, выбираемый из условия физической реализуемости или заданной точности измерения частоты. Коэффициенты деления делителей частоты 19.1…19.M выбраны из ряда 1,2,3…D полностью или с пропусками, где D - конечное число, предельный коэффициент деления, выбираемый из условия заданного диапазона рабочих частот. При коэффициенте умножения частоты одного из умножителей или коэффициенте деления одного из делителей частоты равном 1 преобразования частоты не происходит, и входной сигнал через делитель мощности поступает на соответствующий фазовый коррелятор. Число умножителей 18.1…18.N частоты, делителей 19.1…19.M частоты, линий задержки 20.1…20.N+M, фазовых корреляторов 21.1…21.N+M определяется рабочей полосой устройства и требуемой точностью измерения частоты. Предположим, что коэффициент умножения умножителя частоты 18.1 равен n1, умножителя 18.2 частоты равен n2, и так далее до nN, причем nN>…>n3>n2>n1. Также предположим, что коэффициент деления делителя 19.1 частоты равен m1, делителя 19.2 частоты равен m2, и так далее до mM, причем mM>…>m3>m2>m1. При этом на выходах умножителей 18.1,18.2,…,18.N частоты получим сигналы с частотами n1ω0, n2ω0,…, nNω0 а на выходах делителей 19.1,19.2,…,19.M частоты получим сигналы с частотами ω0/m1, ω0/m2,…,ω0/mM. Также предположим, что линии задержки 20.1,20.2,…,20.N+M идентичны и имеют одинаковое время задержки равное τ. Тогда фазовые набеги, приобретаемые сигналами на выходах линий задержки 20.1,20.2,…,20.N+M, составят: θ1=n1ω0τ, θ2=n2ω0τ,…, θN=nNω0τ, θN+1=ω0τ/m1,…, θM=ω0τ/mM. В тоже время, фазовые набеги, приобретаемые сигналами на выходах линий задержки в устройстве-прототипе, можно описать выражениями: ∆1=ω0τ1, ∆2=ω0τ2,…, ∆N=ω0τN,…, ∆N+1=ω0/τN+1,…, ∆M=ω0/τM. Принимая во внимание, что τ1=n1τ, τ2=n2τ,…, τN=nNτ, τN+1=τ/mN+1,…,τM=τ/mM, приходим к идентичности выражений для фазового набега сигналов на выходе линий задержки в предлагаемом устройстве и устройстве-прототипе. При этом прохождение сигнала с частотой nω0 через линию задержки τ в предлагаемом устройстве эквивалентно прохождению сигнала с частотой ω0 через линию задержки nτ в устройстве-прототипе, что позволяет применить в предлагаемом устройстве более короткую и компактную линию задержки. Время задержки линий задержки 20.1,20.2,…,20.N+M-1, коэффициенты умножения умножителей 18.1,18.2,…,18.N частоты, коэффициенты деления делителей 19.1,19.2,…,19.M-1 частоты выбраны так, чтобы корреляционные характеристики фазовых корреляторов 21.1,21.2,…,21.N+M-1 имели крутизну, обеспечивающую заданную точность измерения частоты. Время задержки линии задержки 20.N+M может быть выбрано идентичным линиям задержки 20.1,20.2,…,20.N+M-1, а однозначность корреляционной характеристики фазового коррелятора 21.N+M будет обеспечена выбором коэффициента деления частоты делителя 19.M частоты. Задержанные в линиях задержки 20.1,20.2,…,20.N+M и незадержанные сигналы подаются соответственно на фазовые корреляторы 21.1,21.2,…,21.N+M. Фазовые корреляторы 21.1,21.2,…,21.N+M формируют следующие дискриминационные характеристики, вид которых показан на фигуре 4 (DMDF1 – 2, DMDFN – 3, DMDFN+M - 1):A broadband frequency meter can also be implemented using frequency dividers and frequency multipliers. Input microwave signal with frequency ω0 enters through an amplifier-
......
где A1,.., AN, AN+M – коэффициенты пропорциональности;where A 1 , .., A N , A N + M are the proportionality coefficients;
n1,…,nN – коэффициенты умножения частоты;n 1 , ..., n N - frequency multiplication factors;
m1,…,mM – коэффициенты деления частоты;m 1 , ..., m M - frequency division factors;
τ – время задержки линии задержки;τ is the delay time of the delay line;
ω – круговая частота.ω is the circular frequency.
Коррелятор 21.N+M, имеет в рабочем диапазоне частот однозначную (кривая 1), но относительно пологую дискриминационную характеристику, по этой причине коррелятор 21.N+M служит для грубой оценки частоты входного сигнала. В тоже время фазовые корреляторы 21.1,21.2,…,21.N+M-1 имеют неоднозначные корреляционные функции (кривые 2 и 3 соответственно), крутизна которых выше по сравнению с крутизной дискриминационной характеристики коррелятора 21.N+M. Корреляторы 21.1, 21.2,…,21.N+M-1 служат для повышения точности измерения частоты входного сигнала. Вычислительное устройство 22 предназначено определения частоты входного сигнала по напряжениям от фазовых корреляторов 21.1,21.2,…,21.N+M. The correlator 21.N + M has an unambiguous (curve 1), but relatively flat discriminatory characteristic in the operating frequency range, for this reason the correlator 21.N + M serves for a rough estimate of the frequency of the input signal. At the same time, phase correlators 21.1,21.2, ..., 21.N + M-1 have ambiguous correlation functions (
Из описанных принципов работы понятно, что число каналов, включающих в себя делитель или умножитель частоты, линию задержки, фазовый коррелятор, может быть изменено для достижения заданного рабочего диапазона частот и точности измерения частоты. From the described operating principles, it is clear that the number of channels, including a frequency divider or multiplier, a delay line, a phase correlator, can be changed to achieve a given operating frequency range and frequency measurement accuracy.
Список использованных источниковList of sources used
1. Schmidt, R.O. Simultaneous signals IFM receiver using plural delay line correlators. Патент США на изобретение №54402281. Schmidt, R.O. Simultaneous signals IFM receiver using plural delay line correlators. U.S. Patent No. 5,440,228
2. Tsui, J.B.Y., Hedge, J.N. Instantaneous frequency measurement (IFM) receiver with two signals capability. Патент США на изобретение №52911252. Tsui, J.B.Y., Hedge, J.N. Instantaneous frequency measurement (IFM) receiver with two signals capability. U.S. Patent No. 5,291,125
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019109917A RU2710896C1 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Broadband frequency meter for microwave signals on delay lines with preliminary frequency conversion (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019109917A RU2710896C1 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Broadband frequency meter for microwave signals on delay lines with preliminary frequency conversion (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2710896C1 true RU2710896C1 (en) | 2020-01-14 |
Family
ID=69171551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019109917A RU2710896C1 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Broadband frequency meter for microwave signals on delay lines with preliminary frequency conversion (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2710896C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2736918C1 (en) * | 2020-02-08 | 2020-11-23 | Сергей Федорович Аткишкин | Broadband frequency meter for microwave signals with frequency pre-multiplication and one delay line (versions) |
| RU2747440C1 (en) * | 2020-09-09 | 2021-05-05 | Сергей Федорович Аткишкин | Method for quick measurement of the microwave frequency with prior multiplication of the frequency and reduced requirements for the bandwidth of the delay line |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1567992A1 (en) * | 1988-02-25 | 1990-05-30 | Институт Технической Кибернетики Ан Бсср | Spectrum analyzer |
| JPH10319058A (en) * | 1997-05-14 | 1998-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | Frequency measuring device |
| US5913158A (en) * | 1997-01-17 | 1999-06-15 | Sullivan; William B. | Dynamic temperature measurement |
| US20040008020A1 (en) * | 2002-04-22 | 2004-01-15 | Mark Sullivan | System and method for extending the range of a frequency measuring device |
| US9664715B2 (en) * | 2013-05-21 | 2017-05-30 | Horst Sieole Gmbh & Co Kg | Method for measuring the frequency of an electrical signal and an electrical measuring system |
-
2019
- 2019-04-03 RU RU2019109917A patent/RU2710896C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1567992A1 (en) * | 1988-02-25 | 1990-05-30 | Институт Технической Кибернетики Ан Бсср | Spectrum analyzer |
| US5913158A (en) * | 1997-01-17 | 1999-06-15 | Sullivan; William B. | Dynamic temperature measurement |
| JPH10319058A (en) * | 1997-05-14 | 1998-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | Frequency measuring device |
| US20040008020A1 (en) * | 2002-04-22 | 2004-01-15 | Mark Sullivan | System and method for extending the range of a frequency measuring device |
| US9664715B2 (en) * | 2013-05-21 | 2017-05-30 | Horst Sieole Gmbh & Co Kg | Method for measuring the frequency of an electrical signal and an electrical measuring system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СВЧ СИГНАЛОВ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ УМНОЖЕНИЕМ ЧАСТОТЫ. Ж., Издательство "Научтехлитиздат". N10, 2019, с.15-19. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2736918C1 (en) * | 2020-02-08 | 2020-11-23 | Сергей Федорович Аткишкин | Broadband frequency meter for microwave signals with frequency pre-multiplication and one delay line (versions) |
| RU2747440C1 (en) * | 2020-09-09 | 2021-05-05 | Сергей Федорович Аткишкин | Method for quick measurement of the microwave frequency with prior multiplication of the frequency and reduced requirements for the bandwidth of the delay line |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200011911A1 (en) | High-precision frequency measuring system and method | |
| RU2710896C1 (en) | Broadband frequency meter for microwave signals on delay lines with preliminary frequency conversion (versions) | |
| RU2582877C1 (en) | Adaptive compensator of passive interference phase | |
| RU2710096C1 (en) | Broadband frequency meter for microwave signals with a multitapped delay line | |
| RU2736918C1 (en) | Broadband frequency meter for microwave signals with frequency pre-multiplication and one delay line (versions) | |
| RU2573780C1 (en) | Microwave radio receiver | |
| RU2723983C1 (en) | Frequency meter of microwave signals on delay lines with negative time of group delay | |
| RU2725505C1 (en) | Method for real-time measurement of microwave frequency | |
| Cooper | 3.5. Autocorrelation Spectrometers | |
| RU2747440C1 (en) | Method for quick measurement of the microwave frequency with prior multiplication of the frequency and reduced requirements for the bandwidth of the delay line | |
| Sorochan et al. | J-correlation direction finder with improved characteristics of a time delay meter | |
| SU1739310A1 (en) | Power spectrum frequency-time distribution tester | |
| SU652501A1 (en) | Electronic spectrum analyzer | |
| SU716401A1 (en) | Shf-correlometer | |
| EP0186987B1 (en) | Digital signal processor | |
| SU843158A2 (en) | Frequency multiplier of harmonic signals | |
| RU158719U1 (en) | DEVICE FOR ADAPTIVE COMPENSATION OF PASSIVE INTERFERENCE PHASE | |
| RU2065666C1 (en) | Device for separation of two frequency-modulated signals overlapping spectrum | |
| RU2724119C1 (en) | Device for measuring carrier frequency using parasitic harmonics of rs | |
| RU2822377C1 (en) | Ultra-wide instantaneous reception band | |
| SU1166017A1 (en) | Multichannel radiometer | |
| SU822062A1 (en) | Device for measuring frequency multiplier phase noise | |
| RU2374753C2 (en) | Method of detecting phase-modulated oscillations | |
| RU2022311C1 (en) | Matrix device for determination of frequency | |
| RU2690684C1 (en) | Microwave receiving device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210404 |