Устройство для измерения амплитуды и фазы радиосигнала
Использование: в измерительной технике, в геофизических исследованиях при создании измерительных систем в геодезии. Сущность изобретения: устройство для измерения амплитуды и фазы радиосигнала содержит измерительный блок 1, генераторы низких частот 2, 14, коммутаторы - формирователи 3, 15, переключателя 4, 16, приемопередающие антенны 5, 17, задающие генераторы 6, 18, усилители мощности 7, 19, приемники 8, 20, аплитудно - фазовые измерители 9, 21, управляемые аттенюаторы 10, 22, выполненные в виде n последовательно соединеных выключателей 11(1) - 11n, 23 (1) - 23n, блок 13 автоматизации подстройки фазы, ретранслятор 12. 2 - 3 - 7 - 4 - 5, 3 - 4, 5 - 10 - 8 - 9, 3 - 9, 6 - 7, 3 - 10, 6 - 9, 17 - 22 - 20 - 21, 15 - 20 - 13 - 18 - 19 - 16 - 17, 21 - 13 - 14 - 15 - 16, 15 - 21, 15 - 19, 15 - 22, 18 - 21. 1 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в геофизических исследованиях, при создании измерительных систем в геодезии.
Известно устройство для измерения амплитуды и фазы радиосигнала/ содержащее измерительный блок/ состоящий из последовательно соединенных задающего генератора/ усилителя мощности/ антенного переключателя/ соединенного с приемопередающей антенной/ приемника и амплитудно-фазового измерителя/ второй вход которого соединен с выходом задающего генератора/ последовательно соединенных генератора низкой частоты и коммутатора-формирователя/ первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами усилителя мощности и антенного переключателя/ и ретранслятор/ состоящий из последовательно соединенных задающего генератора/ усилителя мощности/ антенного переключателя/ соединенного приемопередающей антенной/ приемника/ амплитудно-фазового измерителя/ второй вход которого соединен с выходом задающего генератора/ блока автоматической подстройки фазы/ генератора низкой частоты и коммутатора-формирователя/ первый/ второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами усилителя мощности/ антенного переключателя и приемника/ второй выход блока автоматической подстройки фазы соединен с входом задающего генератора/ второй выход приемника соединен с вторм входом блока автоматической подстройки фазы. Недостатком устройства является низкая точность и низкое быстродействие. Цель изобретения повышение точности и быстродействия. На чертеже приведена структурная схема устройства. Оно содержит измерительный блок 1, состоящий из генератора низких частот 2, коммутатора-формирователя 3, антенного переключателя 4, приемопередающей антенны 5, задающего генератора 6, усилителя мощности 7, приемника 8, амплитудно-фазового измерителя 9, управляемого аттенюатора 10, выполненного в виде n последовательно соединенных выключателей 111-11n, и ретранслятор 12, состоящий из блока 13 автоматической подстройки фазы, генератора низкой частоты 14, коммутатора-формирователя 15, антенного переключателя 16, приемопередающей антенны 17, задающего генеpатоpа 18, усилителя мощности 19, приемника 20, амплитудно-фазового измерителя 21, управляемого аттенюатора 22, выполненного в виде n последовательно соединенных выключателей 231-23n. Устройство работает следующим образом. Задающий генератор 6 вырабатывает непрерывный гармонический сигнал частотой f, который поступает на усилитель мощности 7. Генератор низкой частоты 2 в течение цикла работы Ти вырабатывает непрерывный сигнал частотой F, который поступает на коммутатор-формирователь 3, формирующий сигналы управления. В усилителе мощности 7 осуществляются усиление сигнала до необходимой величины и формирование выходного радиоимпульсного сигнала под действием управляющего сигнала от коммутатора-формирователя 3. Радиоимпульсный сигнал от усилителя мощности 7, пройдя через открытый антенный переключатель 4, излучается в пространстве приемопередающей антенной 5 и одновременно через выключатели 111-11n управляемого аттенюатора 10, которые выключены, поступает в приемный тракт измерительного блока 1. Выключатели 111-11nобеспечивают ослабление сигнала до уровня, исключающего искажения в приемнике 8. В течение времени Ти, когда измерительный блок 1 излучает сигнал в пространство, в амплитудно-фазовом измерителе 9 осуществляется измерение фазового сдвига
1 между сигналом от задающего генератора 6 и сигналом с выхода приемника 8, равного внутреннему фазовому сдвигу в измерительном блоке 1, величина которого запоминается в амплитудно-фазовом измерителе 9. Сигнал, излучаемый в пространство, пройдя через среду распространения, принимается приемопередающей антенной 17 ретранслятора 12 и через выключатели 231-23n, управляемого аттенюатора 22, которые включены, поступает на вход приемника 20. С выходом приемника 20 усиленный сигнал под воздействием управляющих сигналов от коммутатора-формирователя 15 поступает на первый вход амплитудно-фазового измерителя 21, на второй вход амплитудно-фазового измерителя 21, на второй вход которого подается непрерывный гармонический сигнал частотой f от задающего генератора 18, либо на блок 13 автоматической подстройки фазы. Блок 13 автоматической подстройки фазы обеспечивает формирование управляющего сигнала под воздействием высокочастотной составляющей принимаемого сигнала для подстройки задающего генератора 18. 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. 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 Ти, поступает на вход усилителя мощности 19. В усилителе мощности 19 осуществляются усиление сигнала до необходимой величины и формирование выходного радиоимпульсного сигнала под воздействием управляющего сигнала от коммутатора-формирователя 15. Радиоимпульсный сигнал от усилителя мощности 19, пройдя через открытый антенный переключатель 16, излучается в пространство приемопередающей антенной 17 и одновременно через выключатели 231-23n, управляемого аттенюатора 22, которые выключены, поступает в приемник 20 ретранслятора 12. В течение времени Тр, когда ретранслятор 12 излучает сигнал в пространство (Тр=Ти), в амплитудно-фазовом измерителе 21 измеряется фазовый сдвиг 2 между сигналом от задающего генератора 18 и сигналом с выхода приемника 20, равный внутреннему фазовому сдвигу в ретрансляторе 12. Величина измеренного фазового сдвига 2, засылается в ячейку памяти блока 13 автоматической подстройки фазы и в последующем вычитается из общей фазы вых принимаемого за время Ти сигнала, навязываемой при ретрансляции задающему генератору 18. Сигнал, поступающий с выхода задающего генератора 18 на усилитель мощности 19 и излучаемый в пространство приемопередающей антенной 17 в течение времени Тр имеет фазовый сдвиг р вых - 2, равный фазовому сдвигу рсигнала, принимаемого ретранслятором 12 в течение времени Ти, и не содержит собственных фазовых сдвигов, обусловленных аппаратурой ретранслятора 12. Пройдя вторично через среду распространения, сигнал ретранслятора 12 поступает в измерительный блок 1, принимается приемопередаюющей антенной 5, через открытые выключатели 111-11n, управляемого аттенюатора 10 и приемник 8 поступает на амплитудно-фазовый измеритель 9. В амплитудно-фазовом измерителе 9 осуществляется измерение амплитуды и фазы вх принятого сигнала. В амплитудно-фазовом измерителе 9 из полученной величины фазового сдвига входного сигнала вхвычитается величина измеренного ранее фазового сдвига 1 ( и= вх - 1). В фазовом сдвиге и полностью исключены собственные фазовые сдвиги в измерительном блоке 1 и ретрансляторе 12. Величина фазового сдвига и сигнала, прошедшего дважды через исследуемую среду, равна времени запаздывания радиоволн в точке приема по отношению к моменту их излучения и используется в качестве интерпретационного параметра при геоэлектрических исследованиях методом радиоволнового просвечивания. Кроме того, величина и может использоваться для определения расстояния (r) между измерительным блоком 1 и ретранслятором 12 при известной скорости распространения радиоволн по формуле r 
где С скорость распространения радиоволн; f 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.Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ РАДИОСИГНАЛА, содержащее измерительный блок, состоящий из последовательно соединенных задающего генератора, усилителя мощности, антенного переключателя и приемопередающей антенны, а также последовательно соединенных приемника и амплитудно-фазового измерителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и последовательно соединенных генератора низкой частоты и коммутатора-формирователя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами усилителя мощности и антенного переключателя, и ретранслятор, состоящий из последовательно соединенных задающего генератора, усилителя мощности, антенного переключателя и приемопередающей антенны, а также последовательно соединенных приемника, амплитудно-фазового измерителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, блока автоматической подстройки фазы, генератора низких частот и коммутатора-формирователя, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами усилителя мощности, антенного переключателя и приемника, при этом второй выход блока автоматической подстройки фазы соединен с входом задающего генератора, второй выход приемника соединен с вторым входом блока автоматической подстройки фазы, отличающееся тем, что в измерительный блок и ретранслятор введены соответствующие управляемые аттенюаторы, включенные между выходом антенного переключателя и входом приемника, при этом управляющий вход управляемого аттенюатора подключен к первому дополнительному выходу коммутатора-формирователя, а второй дополнительный выход коммутатора-формирователя соединен с управляющим входом амплитудно-фазового измерителя, а управляемые аттенюаторы выполнены в виде последовательно соединенных выключателей, управляющие входы выключателей являются управляющим входом управляемого аттенюатора.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Способ разработки нефтяного и газоконденсатного месторождения и оборудование для его осуществления // 2049912
Изобретение относится к способам для разработки нефтяных и газоконденсатных месторождений и устройствам их осуществления и может быть использовано в нефтяной промышленности, а также при проведении электроразведочных работ в геологии, геофизике, горном деле
Способ геоэлектроразведки // 2044331
Изобретение относится к геофизике, в частности к способам геоэлектроразведки с использованием электромагнитных волн высокой частоты, и предназначено для обнаружения подповерхностных объектов, например рудных месторождений
Изобретение относится к геофизике и предназначено для краткосрочного прогноза места и времени сильнейших коровых землетрясений с магнитудой М более 5,5 в сейсмоактивных регионах на основе радиоволнового обнаружения и локации областей сейсмо-ионосферных взаимодействий в районах потенциально опасных сейсмических зон сейсмоактивных регионов Земли
Способ и устройство для измерения импеданса земной коры в сверхнизкочастотном диапазоне радиоволн // 1840791
Изобретение относится к области геологической разведки и может быть использовано для определения эффективной комплексной электропроводности земной коры
Вибраторная антенна // 1832957
Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антеннам высоких частот, и предназначено для излучения и приема электромагнитных волн при работе вблизи поверхности раздела атмосфера материальная среда, например, в геофизических радиолокаторах, устройствах медицинской диагностики и т.п
Вибраторная антенна // 1832956
Приемник свч-излучения // 2054802
Изобретение относится к технике СВЧ, а конкретно к устройствам контроля СВЧ-излучения, например, для обнаружения излучения измерителей скорости автомашин
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и индикации потенциально опасных для человека уровней электромагнитного излучения
Детектор свч-поля // 2049339
Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к средствам регистрации СВЧ-поля
Модуляционный радиометр // 2022286
Изобретение относится к радиоизмерительной технике, предназначено для измерения мощности слабого теплового радиоизлучения на фоне импульсных помех и может быть использовано в радиоастрономии, медикобиологических исследованиях, при исследовании физических свойств материалов и сред
Устройство для контроля предельного значения напряженности переменного электрического поля // 2022285
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в области охраны труда при эксплуатации установок, излучающих электромагнитную энергию в диапазонах средней, высокой и очень высокой частот, преимущественно при эксплуатации различных радиосредств, работающих на передачу, где напряженность электрического поля может достигать 1000 В/м и более в непосредственной близости от радиопередатчика и где соответствующим изменением к ГОСТ 12.1.006-84 установлены единые для каждого диапазона предельно допустимые уровни электромагнитного поля (Изменение N 1 ГОСТ 12.1.006-84
Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в эталонных метрологических комплексах, измеряющих параметры импульсных электромагнитных полей с субнаносекундным фронтом (амплитуда, длительность фронта электромагнитного импульса и др.)
Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в эталонных метрологических комплексах, измеряющих параметры импульсных электромагнитных полей с субнаносекундным фронтом (амплитуда, длительность фронта электромагнитного импульса и др
Изобретение относится к радиотехнике
Тем-камера // 2103771
Изобретение относится к устройствам для испытания на электромагнитную совместимость электронных приоров, для исследований воздействия электромагнитного поля на живые организмы, для калибровки датчиков электромагнитного поля и представляет ТЕМ камеру, содержащую внешний пирамидальный замкнутый проводник, внутри которого в непосредственной близости от основания установлена комбинированная нагрузка, выполненная из поглощающей панели высокочастотных поглотителей и омических сопротивлений и асимметрично расположен внутренний проводник, выполненный из проводящего листа, переходящего в области нагрузки в плоскую пластину меньшей ширины, проходящую через поглощающую панель и соединенную с омическими сопротивлениями, при этом со стороны вершины пирамиды установлен согласованный переход для подключения генератора сигналов, отличающаяся тем, что внутренний проводник выполнен в форме части боковой поверхности конуса с радиусом сечения R, определяемым соотношением: R = (0,25 oC 0,3) (A + B), где: A и B - соответственно ширина и высота поперечного сечения внешнего проводника ТЕМ камеры, B = (0,7oC0,1) A
