Пристрій для виміру флуктуацій набігу фази та кутів приходу мікрохвиль

Пристрій для виміру флуктуацій набігу фази та кутів приходу мікрохвиль, що містить два генератори мікрохвильових коливань, три мікрохвильових Y-циркулятори, дві мікрохвильових антени первинного випромінювання та вторинного прийому, два мікрохвильових змішувачі, два фазометри, високочастотний високодобротний кварцовий опорний генератор, два подільники частоти, кожний з яких формує сигнали з низькими частотами F1 та F2, який відрізняється тим, що містить радіопередавач, радіопередавальну антену, мікрохвильову антену первинного прийому та вторинного випромінювання, мікрохвильовий підсилювач, керований мікрохвильовий фазообертач, радіоприймальну антену, радіоприймач, частотнофазовий детектор, фільтр нижніх частот, високочастотний високодобротний кварцовий опорний генератор, керований напругою, причому вихід першого генератора мікрохвильових коливань 2 (19) 1 3 91951 4 руючим входом високочастотного високодобротподільника частоти, причому другий вихід другого ного кварцового опорного генератора керованого подільника частоти з'єднаний із другим входом напругою, вихід якого з'єднаний із входом другого частотнофазового детектора. Винахід належить до області техніки електричних вимірів і може бути використаний при вивченні поширення мікрохвиль на відкритих атмосферних трасах. Відомі способи виміру флуктуацій амплітуди радіохвиль (див., наприклад, кн. Справочник по основам радиолокационной техники / Под ред. В.В. Дружинина. - М.: Воениздат, 1967). Однак вимір флуктуацій набігу фази становлять особливий інтерес при вивченні поширення мікрохвиль в атмосферних каналах зв'язку. Найбільш близьким за технічною сутністю та принципом дії до передбачуваного винаходу є спосіб виміру флуктуацій набігу фази та кутів приходу радіохвиль (Патент України № 58814 А оп. у Бюл. № 8 15.08.2003 G01R29/08). За цим способом, визначення кутів приходу мікрохвиль, у двох незалежних каналах генерують безперервні мікрохвильові коливання із двома різними, що мало відрізняються один від одного, частотами f1 та f2. Через дві антени ці мікрохвильові коливання випромінюють у напрямку ретранслятора. При цьому, у місці розташування антен первинного випромінювання, генерують окремі опорні коливання з низькою частотою F. Ці низькочастотні коливання подають на модулятор радіопередавача та через антену радіопередавача модульований радіосигнал випромінюють у напрямку ретранслятора на радіочастоті f3. У ретрансляторі, через антену радіоприймача модульований радіосигнал із частотою f3 приймають і демодулюють, отримуючи тим самим місцеві опорні низькочастотні коливання із частотою F. У мікрохвильові коливання із частотами f1та f2, прийняті антеною ретранслятора, вводять монотонно наростаюче фазове зрушення. У ретрансляторі період зміни фази мікрохвильових коливань синхронізують опорними низькочастотними коливаннями із частотою F. Трансформовані за частотою мікрохвильові коливання із частотами ' f1 f1 F та ' f2 f 2 F перевипромінюють у напрямку первинного випромінювання, де обоє ці коливання вдруге приймають, подають на змішувач разом з вихідними мікрохвильовими коливаннями й у відповідних каналах виділяють комбінаційні низькочастотні складові з однаковими частотами F ' f2 ' f1 f1 та F f 2 . Після чого вимірюють різниці фаз, між місцевими опорними низькочастотними коливаннями із частотою F та комбінаційними низькочастотними коливаннями із цією же частотою F, у цих каналах окремо, оцінюючи тим самим флуктуації набігу фази в обох каналах вимірника. Додатково обчислюють при цьому кут приходу мікрохвиль. Однак, наведений спосіб виміру флуктуацій набігу фази та кутів приходу мікрохвиль не дозволяє досягти високої точності виміру. Це пов'язано з тим, що опорний канал синхронізації є відкритим радіоканалом, тому зміни його комплексного коефіцієнта передачі призводять до флуктуацій амплітуди та повної фази переданого радіосигналу. Появу цих флуктуацій викликано двома головними причинами: адитивними шумами в опорному каналі зв'язку та багатопроменевим поширенням радіохвиль. Амплітудні та фазові шуми в опорному каналі зв'язку призводять до значних флуктуацій початкової фази переданого опорного низькочастотного сигналу. Після демодуляції прийнятого радіосигналу, виділеним низькочастотним опорним сигналом, синхронізують безпосередньо період керуючого сигналу фазообертача. Навіть наявність високодобротних фільтрів на виході радіоприймача не дозволяє придушити фазові шуми в низькочастотному опорному сигналі, тому що їхній спектр зосереджений в області частоти опорного сигналу. У результаті, у ретрансляторі при зрушенні частоти мікрохвильового вимірювального сигналу, у нього також вносяться флуктуації початкової фази, що обумовлені фазовими шумами низькочастотного опорного сигналу. Ці флуктуації початкової фази низькочастотного опорного сигналу не можуть бути скомпенсовані в прототипі, при вимірі набігу фази мікрохвильового сигналу, що негативно впливає на точність вимірів. Крім того, наведений спосіб виміру флуктуацій набігу фази та кутів приходу мікрохвиль непридатний для дослідження досить протяжних вимірювальних трас, тому що використовують пасивний ретранслятор, для перевипромінювання досліджуваного мікрохвильового сигналу, при цьому потужність первинно-випромінених мікрохвильових сигналів обмежена розв'язкою використовуваних Yциркуляторів. Таким чином, у розглянутому прототипі сильно обмежена довжина вимірювальної траси, що обумовлено ослабленням мікрохвильового сигналу у вимірювальному каналі зв'язку. Тому що вимір кутів приходу мікрохвиль виконується в припущенні паралельності променів, що прийшли, то вважається що джерело мікрохвильового сигналу нескінченно віддалене. При малих довжинах вимірювальної траси порушується умова паралельності прийнятих променів і, отже, зростає систематична погрішність виміру кутів приходу мікрохвиль. В основу винаходу поставлене завдання збільшення точності виміру флуктуацій набігу фаз, при дослідженні поширення мікрохвиль від однієї точки вимірювальної траси до іншої. Поставлена мета досягається тим, що пропонований пристрій складають із: двох генераторів мікрохвильових коливань, трьох мікрохвильових Y-циркуляторів, двох мікрохвильових антен первинного випромінювання та вторинного прийому, двох мікрохвильових змішувачів, двох фазометрів, високочастотного високодобротного кварцового опорного генератора, двох подільників частоти кожний з 5 91951 6 яких формує сигнали з низькими частотами F1 та зволяє підвищити точність вимірів набігу фази F2, що відрізняються, радіопередавача, радіопемікрохвиль; також у посиленні досліджуваного редаючої антени, мікрохвильової антени первинмікрохвильового сигналу в ретрансляторі, що доного прийому та вторинного випромінювання, мікзволяє збільшити довжину атмосферної вимірюрохвильового підсилювача, керованого вальної траси, тим самим підвищити точність вимікрохвильового фазообертача, радіоприймальної міру кутів приходу мікрохвиль, а також у антени, радіоприймача, частотнофазового детекдосягненні оптимізації частотних властивостей тора, фільтра нижніх частот, високочастотного радіоканалу, за рахунок вибору частот F1 та F2, що високодобротного кварцового опорного генератовідрізняються, і опорного та синхронізуючого сигра керованого напругою; причому вихід першого налів. генератора мікрохвильових коливань з'єднаний з Ці властивості передбачуваного винаходу є першим виводом першого мікрохвильового Yновими, тому що в способі-прототипі в силу власциркулятора, другий вивід якого з'єднаний з пертивих йому недоліків, що полягають у схильності шою мікрохвильовою антеною первинного випроперешкодам опорного низькочастотного сигналу, мінювання та вторинного прийому, а третій вивід відсутності посилення досліджуваного мікрохвимікрохвильового Y-циркулятора з'єднаний із вхольового сигналу, рівності частот і твердого зв'язку дом першого мікрохвильового змішувача, вихід опорного та синхронізуючого сигналів - можливий якого з'єднаний з одним із входів першого фазовимір набігу фаз досліджуваних мікрохвильових метра, а інший вхід першого фазометра з'єднаний сигналів і кутів приходу мікрохвиль із низькою точз першим виходом першого подільника частоти, ністю. вхід якого з'єднаний з виходом високочастотного Зазначений пристрій виміру флуктуацій набігу високодобротного кварцового опорного генератофази та визначення кутів приходу мікрохвиль мора, причому вихід другого генератора мікрохвижна реалізувати за схемою, наведеною на рисунльових коливань з'єднаний з першим виводом друку. гого мікрохвильового Y-циркулятора, другий вивід Пристрій для виміру флуктуацій набігу фази та якого з'єднаний із другою мікрохвильовою антеною визначення кутів приходу мікрохвиль складається первинного випромінювання та вторинного прийоіз двох симетричних вимірювальних каналів і одному, а третій вивід мікрохвильового Y-циркулятора го опорного каналу, які містять: генератори мікрохз'єднаний із входом другого мікрохвильового змівильових коливань 1 і 2, мікрохвильові Yшувача, вихід якого з'єднаний з першим входом циркулятори 3, 4 і 15, мікрохвильові антени пердругого фазометра, а другий вхід другого фазомевинного випромінювання та вторинного прийому 5 тра з'єднаний з першим виходом першого подільі 6, мікрохвильові змішувачі 7 і 8, фазометри 9 і 10, ника частоти, при цьому другий вихід першого повисокочастотний високодобротний кварцовий оподільника частоти з'єднаний з модуляційним рний генератор 11, подільники частоти 12 і 22 ковходом радіопередавача, вихід якого з'єднаний з жний з яких формує сигнали з низькими, що відрірадіопередаючою антеною, і при цьому мікрохвизняються один від одного, частотами F1 та F2, льова антена первинного прийому та вторинного радіопередавач 13, радіопередаючу антену 23, випромінювання з'єднана з першим виводом тремікрохвильову антену первинного прийому та втотього мікрохвильового Y-циркулятора, другий виринного випромінювання 14, мікрохвильовий підвід якого з'єднаний із входом мікрохвильового підсилювач 16, керований мікрохвильовий фазооберсилювача, вихід якого з'єднаний із сигнальним тач 17, радіоприймальну антену 24, радіоприймач входом керованого мікрохвильового фазооберта18, частотнофазовий детектор 19, фільтр нижніх ча, причому вихід керованого мікрохвильового частот 20 і високочастотний високодобротний квафазообертача з'єднаний із третім виводом третьорцовий опорний генератор керований напругою го мікрохвильового Y-циркулятора, при цьому ке21. руючий вхід керованого мікрохвильового фазооВ одному вимірювальному каналі вихід першобертача з'єднаний з першим виходом другого го мікрохвильового генератора 1 з'єднаний з перподільника частоти, при цьому радіоприймальна шим виводом першого мікрохвильового Yантена з'єднана із входом радіоприймача, вихід циркулятора 3, другий вивід якого з'єднаний з якого з'єднаний з першим входом частотнофазопершою мікрохвильовою антеною первинного вивого детектора, причому вихід частотнофазового промінювання та вторинного прийому 5, а третій детектора з'єднаний із входом фільтра нижніх часвивід мікрохвильового Y-циркулятора 3 з'єднаний тот, вихід якого з'єднаний з керуючим входом виіз входом першого мікрохвильового змішувача 7, сокочастотного високодобротного кварцового оповихід якого з'єднаний з одним із входів першого рного генератора керованого напругою, вихід фазометра 9, а інший вхід фазометра 9 з'єднаний якого з'єднаний із входом другого подільника часз першим виходом подільника частоти 12, на вхід тоти, причому другий вихід другого подільника якого подається сигнал з високочастотного височастоти з'єднаний із другим входом частотнофакодобротного кварцового опорного генератора 11. зового детектора. В іншому вимірювальному каналі вихід другого Порівняння пропонованого пристрою із уже вігенератора мікрохвильових коливань 2 з'єднаний з домими пристроями та прототипом показує, що першим виводом другого мікрохвильового Yзаявлений пристрій, що виявляє нові технічні влациркулятора 4, другий вивід якого з'єднаний із друстивості, які полягають: у досягненні фазової сингою мікрохвильовою антеною первинного випроміхронізації опорних генераторів на обох кінцях винювання та вторинного прийому 6, а третій вивід мірювальної траси та підвищенні мікрохвильового Y-циркулятора 4 з'єднаний із вхоперешкодозахищеності опорного сигналу, що додом другого змішувача 8, вихід якого з'єднаний з 7 91951 8 першим входом другого фазометра 10, при цьому зації опорних генераторів в обох точках вимірювадругий вхід фазометра 10 з'єднаний з першим вильної траси. Така побудова вимірювальної систеходом подільника частоти 12, при цьому мікрохвими дозволяє значно знизити вплив шумів в опорльова антена первинного прийому та вторинного ному каналі зв'язку на синхронізацію випромінювання 14 з'єднана з першим виводом високочастотного високодобротного кварцового мікрохвильового Y-циркулятора 15, другий вивід опорного генератора керованого напругою 21 і якого з'єднаний із входом мікрохвильового підсиформування керуючого сигналу низької частоти F1 лювача 16, вихід якого з'єднаний із сигнальним в ретрансляторі, що у свою чергу призводить до входом мікрохвильового керованого фазообертача збільшення точності виміру флуктуацій набігу фа17, причому вихід мікрохвильового керованого зи та кутів приходу мікрохвиль у порівнянні із профазообертача 17 з'єднаний із третім виводом міктотипом. рохвильового Y-циркулятора 15. В опорному канаОскільки опорний канал є відкритим радіокалі другий вихід подільника частоти 12 з'єднаний з налом, то зміни його електрофізичних параметрів модуляційним входом радіопередавача 13, вихід призводять до флуктуацій амплітуди та повної якого з'єднаний з радіопередаючою антеною 23 і фази синхронізуючого низькочастотного сигналу. за допомогою радіоканалу через радіоприймальну Появу цих флуктуацій викликано наступними приантену 24 з'єднаний з радіоприймачем 18, причочинами: нестабільністю комплексного коефіцієнта му вихід радіоприймача 18 з'єднаний з першим передачі сигналу в радіоканалі, багатопроменевим входом частотнофазового детектора 19, вихід з поширенням (у результаті перевідбиття радіохякого з'єднаний з фільтром нижніх частот 20, що виль від поверхні, що підстилає, і розсіювання на з'єднаний із входом високочастотного високодобатмосферних неоднорідностях) і рефракцією висоротного кварцового опорного генератора керовакочастотних коливань. Нестабільність ослаблення ного напругою 21, а його вихід з'єднаний із входом в радіоканалі призводить до появи паразитної амподільника частоти 22, перший вихід якого з'єднаплітудної модуляції переданого радіосигналу. Цією ний з керуючим входом керованого мікрохвильовопаразитною модуляцією можна зневажати, у випаго фазообертача 17, при цьому другий вихід подідку використання кутової модуляції для передачі льника частоти 22 з'єднаний із другим входом синхронізуючого сигналу. Однак, нестабільність частотнофазового детектора 19. електричної довжини відкритого каналу зв'язку та В опорному каналі ретранслятора, що перевибагатопроменеве поширення радіохвиль, які є промінює мікрохвильоьий вимірювальний сигнал, стохастичними процесами, призводять до флуктустворений спеціальний ланцюг зворотного зв'язку, ацій повної фази переданого радіосигналу. що автоматично відслідковує та підбудовує початРадіопередавач 13 формує частотнокову фазу сигналу керування мікрохвильовим фамодулюваний (ЧМ) радіосигнал, промодулюваний зообертачем 17, що складається з: частотнофазогармонійним низькочастотним сигналом із частового детектора 19, фільтра нижніх частот 20, тою F2. Як опорні генератори на передавальній і високочастотного високодобротного кварцового прийомній стороні використовуються високочастоопорного генератора керованого напругою 21 і тні високодобротні кварцові опорні генератори 11 і подільника частоти 22. У пропонованому пристрої 21. Для одержання низькочастотних опорних сигопорні коливання в ретрансляторі генерує високоналів із частотами F1 та F2 вихідні сигнали генерачастотний високодобротний кварцовий опорний торів діляться за частотою за допомогою подільгенератор керований напругою, охоплений кільцем ників 12 і 22. Потім ЧМ-радіосигнал випромінюють фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ), виза допомогою антени 23 і приймають антеною 24. хідний сигнал якого ділять за частотою, для одерПрийнятий радіосигнал надходить у радіоприймач жання низькочастотних коливань із частотами F1 18, що його підсилює та детектує. Продетектовата F2. Частоти F1 та F2, можуть відрізнятися в дений низькочастотний сигнал з виходу радіоприсятки разів, тому що F1 може перебувати в межах ймача 18 використовують як опорний сигнал у сисвід 100 Гц до 100 кГц, а частота F2 обмежена смутемі фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ). гою пропущення стандартного вузькосмугового У блоці ФАПЧ прийнятий низькочастотний сигнал радіоканалу та не може перевищувати 4 кГц. обмежують за амплітудою та подають на частотЯк джерело опорних коливань використовують нофазовий детектор 19, на другий вхід якого повисокочастотний високодобротний кварцовий оподають низькочастотний сигнал із частотою F2 із рний генератор, тому що низькочастотні кварцові другого виходу подільника частоти 22. генератори мають малу стабільність початкової Працює пристрій виміру флуктуацій набігу фафази та практично не мають можливість підстроюзи та визначення кутів приходу мікрохвиль, у такий вання частоти. Високочастотний високодобротний спосіб. У першому вимірювальному каналі генеракварцовий опорний генератор 11 формує сигнал, тор мікрохвильових коливань формує коливання частоту якого ділять до низької частоти F2, для виду одержання опорного сигналу. Потім опорний сигнал подають на модулятор радіопередавача 13 і u1(t)=U01·cos(2 ·fr·t+ 1) випромінюють у напрямку ретранслятора, де його приймають і демодулюють. У ретрансляторі з виз початковою амплітудою сигналу U01, частоходу радіоприймача 18 низькочастотний сигнал із тою f1 і початковою фазою 1. З виходу генератора частотою F2 подають на вхід системи фазового 1 мікрохвильові коливання через мікрохвильовий автопідстроювання частоти високочастотного виY-циркулятор 3 надходять у мікрохвильову антену сокодобротного кварцового опорного генератора первинного випромінювання 5, що випромінює керованого напругою 21, для досягнення синхронімікрохвильові коливання в напрямку мікрохвильо 9 91951 10 вої антени первинного прийому 14. Паралельно в індекс модуляції радіосигналу; 3 - початкова фаза другому вимірювальному каналі генератор мікрохнесучого коливання радіосигналу. вильових коливань формує коливання виду Модульований радіосигнал, прийнятий ретранслятором, може бути записаний у наступному u2(t)=U02·cos(2 ·f2·t+ 2) вигляді як функція від часу а1(t): з початковою амплітудою U02, частотою f2 і початковою фазою 2. З виходу генератора 2 мікрохвильові коливання через мікрохвильовий Yциркулятор 4 надходять у мікрохвильову антену первинного випромінювання 6. При цьому також, у напрямку мікрохвильової антени первинного прийому 14 випромінюють мікрохвильові коливання u2(t). Частоти вихідних мікрохвильових коливань f1 і f2 вибирають такі, що мало відрізняються друг від друга, тобто f1 f2. Мікрохвильова антена первинного прийому 14 ці мікрохвильові коливання приймає та далі мікрохвильові коливання із частотами f1 та f2 подають у мікрохвильовий Y-циркулятор 15, а через нього на мікрохвильовий підсилювач 16. Посилені мікрохвильові коливання подають на сигнальний вхід керованого мікрохвильового фазообертача 17. Керований мікрохвильовий фазообертач 17 реалізує монотонну зміну фази мікрохвильових коливань. При цьому, якщо за період T1 низькочастотного керуючого сигналу F1, що надходить із першого виходу подільника частоти 22, керований мікрохвильовий фазообертач 17 вносить зрушення фаз, що змінюється від 0 до 2 , тo можна говорити про зсув спектра обох мікрохвильових коливань на частоту, яка дорівнює 1 2 T1 2 d·cos( 2t+ 0))·t+ 3+ (t)], де Α1 - амплітуда радіосигналу минулого через атмосферний канал зв'язку; (t) - фазове зрушення, внесений каналом зв'язку в радіосигнал. Амплітуду радіосигналу минулого через атмосферний канал зв'язку можна прийняти постійною, тому що використовується сигнал з кутовою модуляцією. Звичайно, як демодулятор, у радіоприймачі 18, використовують частотний детектор; тоді вираз для низькочастотного сигналу, на його виході має такий вигляд: uПР(t)=Uпр·cos( 2t+ 0+ (t)), де Uпр - амплітуда низькочастотного сигналу на виході радіоприймача 18; (t) - фазові шуми прийнятого низькочастотного сигналу, обумовлені впливом адитивних і фазових шумів на радіосигнал. Сигнал на виході частотнофазового детектора 19 можна представити у вигляді: uД t Д ' 0 t 0 m 2 , де ΚД - коефіцієнт перетворення детектора; F1, ' 0 таким чином, мікрохвильові коливання трансформують за частотою. Керуючим сигналом для фазообертача 17 служать сигнали з подільника частоти 22, на вхід якого надходить сигнал з високочастотного високодобротного кварцового опорного генератора керованого напругою 21, що синхронізується з високочастотним високодобротним кварцовим опорним генератором 11, за допомогою радіоканалу. Вираження для низькочастотного синхронізуючого сигналу на другому виході подільника частоти 12 має такий вигляд: uC(t)=UC·cos[ a1(t)=А1·cos[(2 f3+ C(t)]=UC·cos( 2t+ 0), де UC - амплітуда синхронізуючого сигналу; - повна фаза синхронізуючого сигналу; 2=2 ·F2 -кругова частота низькочастотного синхронізуючого сигналу; 0 - початкова фаза низькочастотного синхронізуючого сигналу. Частотномодульований радіосигнал a(t), переданий в опорному радіоканалі, може бути описаний наступним виразом: C(t) a(t)=А·cos[ (t)]=А·cos[(2 f3+ d·cos( 2t+ 0))·t+ 3], де Α - амплітуда радіосигналу; (t) - повна фаза радіосигналу; t3 - частота несучого радіосигналу; d=m· 2 - девіація частоти радіосигналу; m - початкова фаза опорних коливань на виході генератора керованого напругою 21. Сигнал з виходу частотнофазового детектора подають на фільтр нижніх частот 20, що відфільтровує шуми в керуючому сигналі, обумовлені фазовими шумами прийнятого низькочастотного сигналу uПР(t). Таким чином, керуючий сигнал на вході генератора керованого напругою 21 має такий вигляд: uy t Uy ' 0 0 2 , де Uу - розмах керуючого сигналу. Вираз для низькочастотного синхронізуючого сигналу, на другому виході подільника частоти 22 у ретрансляторі, може бути представлений в наступному вигляді: u 'C t UC cos 2t ' 0 , де UC - амплітуда низькочастотного синхронізуючого сигналу. У ретрансляторі отриманий з виходу радіоприймача низькочастотний сигнал подають на вхід системи фазового автопідстроювання частоти високочастотного високодобротного кварцового опорного генератора керованого напругою, для досягнення синхронізації опорних генераторів у вимірнику. При цьому, в спектрі опорного сигналу 11 91951 12 ' ' відсутні шуми, які були в прийнятому низькочастоu И1 t UИ1 cos И1 t UИ1 cos 1 t 2k 1 x 1 0 , тному сигналі, а система ФАПЧ відслідковує зміни ' ' u И2 t UИ2 cos И2 t UИ2 cos 1 t 2k 2 x 2 0 , початкової фази прийнятого синхронізуючого сигналу із частотою F2. Таким чином, при достатньоде UИ1 й UИ2 - амплітуди низькочастотних досму відношенні сигнал-шум у радіоканалі, початкові ліджуваних сигналів. За умови синхронізації опорфази 0 й '0 сигналів опорних генераторів 11 і 21 них генераторів, початкові фази опорних коливань приблизно рівні. Отже, введення генератора керона першому виході подільника частоти 12 і на кеваного напругою 21, охопленого кільцем фазового руючому вході керованого мікрохвильового фазоавтопідстроювання частоти, дозволяє знизити ' обертача 17 приблизно рівні 0 0 . У цьому вплив адитивних і фазових шумів в опорному равипадку вирази для різниці фаз низькочастотних діоканалі на низькочастотний опорний сигнал у коливань на виходах фазометрів 9 і 10 можна заретрансляторі. писати у вигляді: Трансформовані за частотою мікрохвильові коливання, що надходять на антену вторинного випромінювання 14 мають вигляд 1= И1(t)- ОП1(t)=2·k·x1, 2= И2(t)- ОП1(t)=2·k·x2, ' ' u1 t U'01 cos 2 f1 F1 t k 1 x 1 0 1 де k k1 k2 k1 k2; И1(t) і И2(t) - повні фази ни' ' ' u 2 t U02 cos 2 f 2 F1 t k 2 x 2 зькочастотних досліджуваних сигналів uИ1(t) і uИ1(t) 0 2, на виходах мікрохвильових змішувачів 7 і 8 відповідно; ОП1(t) - повна фаза низькочастотного опорде U'01 й U '02 - амплітуди мікрохвильових коного сигналу на першому виході подільника частоливань у першому й другому вимірювальному кати 12. налі, з урахуванням загасання на трасі поширення Таким чином, на виході фазометра 9 одержумікрохвиль; х1,x2 - відстані між антенами 5 - 14 та 6 ють сигнал, пропорційний відстані й обернено - 14 відповідно; k1, k2 - хвильові числа для передапропорційній довжині хвилі в середовищі пошиних мікрохвильових коливань, що обчислюються рення мікрохвиль між мікрохвильовою антеною по наступних формулах: первинного випромінювання та вторинного прийому 5 і мікрохвильовою антеною первинного при2 f1 йому та вторинного випромінювання 14. На виході k1 , фазометра 10 одержують сигнал, пропорційний с відстані й обернено пропорційній довжині хвилі в 2 f2 k2 . середовищі поширення мікрохвиль між мікрохвис льовою антеною первинного випромінювання та вторинного прийому 6 і мікрохвильовою антеною З урахуванням того, що частоти перевипроміпервинного прийому та вторинного випромінюваннюваних ретранслятором мікрохвильових сигналів ня 14. Знаючи дві різниці фаз 1 і 2, на виході змінюються незначно, прийняті мікрохвильовими фазометрів 9 і 10, а також відстань між мікрохвиантенами вторинного прийому 5 і 6 мікрохвильові льовими антенами, тобто базу інтерферометра, сигнали, що вдруге пройшли через мікрохвильовизначають кут приходу мікрохвильових коливань. вий канал і мікрохвильові Y-циркулятори 3 і 4 моНародногосподарський ефект від використанжуть бути представлені в наступному вигляді: ня пропонованого винаходу пов'язаний зі створенням системи, що володіє підвищеною точністю " ' ' ' u1 t U'01 cos 2 f1 F1 t k1 x1 виміру набігу фази та кутів приходу мікрохвиль 0 1 '' '' ' ' при дослідженні їхнього поширення по атмосферu2 t U02 cos 2 f2 F1 t k 2 x 2 0 2 них каналах зв'язку. Перевага даного вимірника, у порівнянні із прототипом, полягає в досягненні де U" й U " - амплітуди мікрохвильових сигфазової синхронізації опорних генераторів на обох 02 01 кінцях вимірювальної траси та підвищенні перешналів на виходах мікрохвильових Y-циркуляторів 3 кодозахищеності опорного сигналу, що дозволяє ' ' і 4 відповідно; k 1 і k 2 - хвильові числа підвищити точність вимірів. Додаткова перевага даного вимірника полягає в тому, що ретранслятор підсилює перевипромінюваний вимірювальний 2 ( f1 F1 ) ' k1 , сигнал, що дозволяє збільшити довжину вимірюс вальної траси. Збільшення довжини вимірюваль2 ( f 2 F1 ) ної траси дозволяє підвищити точність виміру кутів k '2 . с приходу мікрохвиль, тому що обчислення кутів приходу мікрохвиль роблять у припущенні, що Таким чином, низькочастотні досліджувані сихвиля падаюча на інтерферометр має плаский гнали на входах фазометрів 9 і 10, після гомодинфронт (промені від ретранслятора до обох мікрохного перетворення в мікрохвильових змішувачах 7 вильових антен вторинного прийому паралельні). і 8 будуть мати вигляд: Для підвищення точності роботи інтерферометра прагнуть збільшити його базу, але відстань до ретранслятора повинне увесь час залишатися багато більшим, ніж база інтерферометра. Отже, збі 13 91951 14 льшуючи довжину вимірювальної траси та базу лів. Можливість незалежного вибору частот F1 інтерферометра підвищують точність виміру флукопорного й F2 синхронізуючого сигналів, дає розтуацій набігу фази та кутів приходу мікрохвиль, за робнику волю при виборі частотного зрушення, рахунок зниження відносних погрішностей виміру внесеного мікрохвильовим керованим фазооберрізниць фаз досліджуваних мікрохвильових сигнатачем у мікрохвильові вимірювальні сигнали. Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601