Алгоритм измерения угла сдвига фаз СВЧ сигналов

• Автор: Вязигин, Илья Олегович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список основных сокращений
Список условных обозначений
Введение
1 Цифровые методы измерения угла сдвига фаз
1.1 Состояние вопроса
1.2 Методы измерения угла сдвига фаз с использованием нуль-переходов сигналов
1.3 Корреляционные методы измерения угла сдвига фаз
1.4 Оптимальное измерение угла сдвига фаз
1.4.1 Компенсационные методы измерения угла сдвига фаз
1.4.2 Ортогональные методы измерения угла сдвига фаз
1.4.3 Вариант реализации ортогонального метода измерения угла сдвига фаз
1.5 Выводы к разделу
2 Реализация широкополосного фазометра СВЧ диапазона с ортогональной обработкой сигналов
2.1 Состояние вопроса
2.2 Направленный ответвитель
2.3 Синфазный делитель мощности
2.4 Квадратичный амплитудный детектор
2.5 Цифровое вычислительное устройство
2.6 Систематическая погрешность фазометра
2.7 Выводы к разделу
3 Математическая модель широкополосного фазометра СВЧ сигналов
3.1 Состояние вопроса
3.2 Основные аналитические соотношения
3.2.1 Оценка влияния мешающего сигнала
3.2.2 Оценка влияния коэффициента нелинейных искажений сигналов

3.2.3 Оценка влияния шумов
3.2.4 Оценка влияния динамического диапазона измеряемых сигналов
3.3 Результаты расчетов
3.3.1 Результат влияния мешающего сигнала
3.3.2 Результат влияния коэффициента нелинейных искажений сигналов
3.3.3 Результат влияния шумов
3.3.4 Результат влияния динамического диапазона измеряемых сигналов
3.4 Выводы к разделу
4 Экспериментальные исследования ортогонального фазометра
4.1 Методики проведения экспериментальных исследований
4.2 Анализ экспериментальных данных
4.3 Выводы к разделу
Заключение
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АПЧ - автоматическая подстройка частоты;
АРМ - автоматизированное рабочее место;
АУ — арифметическое устройство;
АЦП - аналого-цифровой преобразователь;
БВП — блок выделения периода;
ИС - интегральная схема;
КСВН - коэффициент стоячей волны напряжения;
ЛА - летательный аппарат;
МИЧ - мгновенный измеритель частоты;
МЭУ - микроэлектронное устройство;
НО - направленный ответвитель;
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство;
ПО - программное обеспечение;
РТС - радиотехническая система;
СД - синфазный делитель;
СКО - среднеквадратическое отклонение;
СНРТР - станция непостредственной радиотехнической разведки; СС - схема совпадения;
ТТХ - тактико-техническая характеристика;
УУ - устройство управления;
ФП - фазовый пеленгатор;
ФУ - формирующее устройство;
ФЧХ - фазочастотная характеристика;
ДВУ - цифровое вычислительное устройство;
ЦП - цифровой индикатор;
ЦОС - цифровая обработка сигналов;
ЦФ - цифровой фазометр.

результатов измерения за достаточно большое число периодов исследуемого напряжения;
- построение широкодиапазонных фазометров в диапазоне частот от единиц герц до нескольких сотен мегагерц без преобразования частоты в широком динамическом диапазоне амплитуд без применения каких-либо ручных регулировок;
- непосредственный отсчет измеряемого фазового сдвига в градусах, независимо от значения частоты, на которой ведется измерение;
- высокая временная фазовая стабильность прибора, являющаяся следствием широкополосности прибора и отсутствия в нем селективных цепей;
- реализация фазометров на наиболее перспективных элементах цифровой схемотехники.
К недостаткам ЦФ с постоянным измерительным временем следует отнести следующие:
- пониженное быстродействие;
- наличие погрешностей, вызванных нелинейными искажениями формы кривой исследуемых сигналов (как и в любых фазометрах, работающих по нуль-переходам сигнала);
- наличие мертвых зон;
- подверженность влиянию широкополосных шумов.
1.3 Корреляционные методы измерения угла сдвига фаз
Решение целого ряда практических задач измерения угла сдвига фаз в условиях флуктуационных помех и искаженных входных сигналов при достаточно высоких требованиях по точности привело к разработке корреляционного метода измерения фазовых сдвигов. Впервые корреляционный метод для фазовых измерений предложен К.И.Ганзингом [144].
Недостаток способа измерения фазового сдвига, основанного на измерении времени между точками перехода через нуль соответствующих синусоид, состоит в том, что о фазовом сдвиге судят по положению лишь двух точек во