Файл: Тверской, В. И. Дисперсионно-временные методы измерений спектров радиосигналов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 104
Скачиваний: 0
Для такого рода накопительных систем [2]. При выпол нении условия (3.6.9) фаза гетеродинного сигнала в мо мент начала каждой из первичных выборок будет опре деляться величиной cog/. Поэтому сохраняется непрерыв ность фазы сигнала при переходе от одной первичной вы борки к следующей, без чего невозможно эффективное накопление соответствующих им откликов.
Используя (3.6.7) — (3.6.9), нетрудно найти выражение для k-то отклика после т —1—k циркуляций:
gu,(m -^k)(t)-=Re ( |
1— Ко exp {j ( т — 1) <odt -}- |
|
\ 2 |
у ука |
|
+ j6 [t - (/» - 1) Т)} Fh [t - (m - 1) Т] у |
(3.6.10) |
|
где |
|
(3.6.11) |
( т —l ) T + x + a i ^ t ^ ( т —1)Г + 2т + а1. |
||
В течение интервала времени, определяемого (3.6.11),на входе рециркулятора присутствуют отклики, которые описываются выражениями, аналогичными (3.6.10), с ин дексами k от нуля до (т —1). Суммарный сигнал опре делится соотношением
|
т —1 |
|
<?(*)= |
2 £ *.(,» -,-*>(0- |
(3.6.12) |
|
fc=0 |
|
В течение интервала |
времени [тГ+оц + т, |
тТ + ах +2 х \ |
сигнал G(t) присутствует на выходе линии задержки ре циркулятора и поступает на индикатор через ключ, кото рый точно на это время переводится в нижнее положение и разрывает цепь обратной связи (см. рис. 3.16). Приняв х—Т и подставив (3.6.10) в (3.6.12), получим
G(0 ^ Re (\2 V )ка exp {j9 [t - ( « - |
1) Г] + |
|
шТ |
|
|
+ j (m — 1) mdt} J |
А (Я) exp [j? (Я) — \X(Qm — ®0)] dX ^ , |
|
о |
|
(3.6.13) |
где |
|
|
|
(3.6.14) |
|
Qm = |
t[2a — (m — l)T/2a. |
|
Таким образом, выходной сигнал рециркулятора, полу ченный в результате накопления откликов на последо-
100
вафельные первичные выборки сигнала, определяеФ спектр новой выборки, длительность которого равна тТ .
Если на вход анализатора подается гармоническое колебание f(t) =А 0 cos at, то огибающая, выходного сиг нала рециркулятора согласно (3.6.13) описывается выра жением
= |
s№ |
^ m-coo)] I (3 бЛ5) |
Отсюда следует, что разрешающая способность анализа тора равна Асоот=2л/т7. По сравнению с входящей в со став устройства дисперсионной ступенью разрешение увеличивается в пг раз. Так как ширина полосы анализа тора Ag)='Scd/2 остается неизменной, то число каналов N возрастает в m раз. В соответствии с формулами (3.6.14), (3.6.15) длительность элементарного отклика рециркуля тора на входной гармонический сигнал равна l/m |sT|, а его амплитуда возрастает в тп раз по сравнению с ам плитудой отклика на первичную выборку (без учета за тухания в рециркуляторе). Поскольку длительность но вой выборки равна тТ , эквивалентный коэффициент сжатия всего устройства возрастает в m2 раз. Длитель ность сигнала G(t) равна, очевидно, длительности откли ка на первичную выборку сигнала. Увеличение числа ка налов анализатора достигается за счет укорочения эле ментарных откликов.
Для гармонического сигнала включение рециркулятора дает дополнительный выигрыш в j/ш раз в отношении
сигнал/шум на выходе устройства. Это вызвано тем об стоятельством, что после прохождения рециркулятора амплитуда_отклика возрастает в m раз, а напряжение
шума в У т Раз [31].
При каждой циркуляции несущая частота отклика, отвечающего первичной выборке, сдвигается на |«7'|. Необходимая рабочая полоса частот рециркулятора ана логично (3.1.3) равна 6сот ~Дсо + |st| + ( т —1) |s7 |. Учи тывая Д с о |st | и Т х х , находим 6com~ (яг + 1) Дш. Число каналов анализатора при этом аналогично (3.1.9) будет равно N =m D j4.
Принцип действия описываемого устройства можно пояснить наглядно, если заменить схему, приведенную на рис. 3.16, условной эквивалентной схемой. Рассмотрим для случая гармонического сигнала при co=<o0 выходной отклик (3.6.10), отвечающий только k-й первич-
101
ной выборке. Такой отклик может быть получен с По мощью схемы, приведенной на рис. 3.18. Здесь для ими тации задержки рециркулятора последовательно с ДЛЗ включена обычная линия с временем задержки, равным (т —1—к) Т. Сдвигу частоты отклика при циркуляциях соответствует выбор рабочей полосы обеих линий в ин-
Рис. 3.18.
тервале частот отыс+ ( t n —1—k)a>а до (ос+ ( t n —к ) о з С1. Ча стота гетеродинного сигнала в приведенной схеме долж
на |
изменяться |
в пределах от соs + {m —k)m до cog+ |
||
+ |
( m —1—к )(» а , |
т. е. начальную частоту |
в выражении |
|
(3.6.2) следует |
заменить |
на о)g+ (m —k)u>а. Суммарный |
||
выходной сигнал (3.6.12) |
можно получить с помощью m |
|||
параллельно включенных |
каналов (рис. |
3.18), выходы |
||
которых подключаются к общему сумматору. На рис. 3.19 представлена функциональная схема устройства, эквива-
[и>с+(т-1)и)а, сос+ ти>а]
Р и с . 3.19.
102
лентного рассматриваемому анализатору. К ней в основ ном сводится схема, приведенная иа рис. 3.16.
Так как в схеме одного канала (см. рис. 3.18) гетеро динный сигнал должен присутствовать только в течение интервала [kT, (&+1)Т], а его частота в это время долж на изменяться от cog+ {ш—k)(£>d до соg + (m —1—Ь)ш , то в полной эквивалентной схеме можно использовать один гетеродин (и один смеситель), частота которого в течение интервала времени [0, тТ] изменяется в пределах от
cog + mcod до wg. Частотно-временная диаграмма этого сиг нала приведена на рис. 3.20. Здесь прямая, определяю щая закон перестройки частоты гетеродина, состоит из m отрезков, которые соответствуют гетеродинным сигна лам в отдельных каналах (см. рис. 3.18), т. е. отдельным циклам гетеродинного сигнала в рассматриваемом уст ройстве (см. рис. 3.16). Условие (3.6.8) для этого эквич валентного гетеродинного сигнала можно интерпретиро вать как требование непрерывности фазы на границах указанных отрезков.
Эквивалентная ДЛЗ, состоящая из m каналов (см. рис. 3.19), аналогична многоканальной системе для сжа тия импульсов, описанной в [14]. Ее полная дисперсион ная характеристика приведена на рис. 3.21. Условие (3.6.6) можно интерпретировать как требование непре рывности дисперсионной характеристики на «границах соседних каналов». Условие (3.6.9) обусловливает не прерывность фазовой характеристики эквивалентной ЛИ НИИ, Поскольку ДЛЗ различных каналов полностью
ЮЗ
идентичны (на самом деле используется одна такая ли ния), то это условие относится к недисперсионным лини ям задержки, т. е. в конечном итоге к линии рециркуля тора.
Для введенной эквивалентной линии согласно [14] коэффициент сжатия возрастает в /п2 раз по сравнению с коэффициентом сжатия одного канала, а длительность
|
|
|
|
отклика равна |
l/m |sr|, |
||||
|
|
|
|
где m\sT\ — девиация ча |
|||||
|
|
|
|
стоты |
эквивалентного ге |
||||
|
|
|
|
теродинного |
сигнала. |
||||
|
|
|
|
|
Остановимся |
на |
неко |
||
|
|
|
|
торых |
условиях |
реализа |
|||
|
|
|
|
ции рассматриваемого ме |
|||||
|
|
|
|
тода и требованиях к ос |
|||||
|
|
|
|
новным элементам анали |
|||||
О |
Cl>c |
cOq+ш^ a)ciZ(Od |
u cn v (i)d ш |
затора. |
|
|
|
|
|
|
Влияние |
пропусков |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Рис. 3.21. |
|
между |
первичными |
вы |
|||
|
|
|
|
борками. |
Выражение |
||||
(3.6.13), |
описывающее отклик |
на выходе рециркулято |
|||||||
ра, было получено в предположении, что |
длитель |
||||||||
ность |
первичной |
выборки |
т |
равна |
периоду |
повторе |
|||
ния гетеродинного |
сигнала |
Т. |
На самом |
деле между |
|||||
первичными выборками анализируемого сигнала имеются пропуски, определяемые обратным ходом цикла измене ния частоты гетеродина. В схеме дисперсионного анали затора, рассмотренной в § 3.1, эти пропуски не влияют на точность измерений, а приводят лишь к несущественной потере информации. Иначе обстоит дело в настоящем случае. В интервал накопления, величина которого гпТ определяет длительность окончательных выборок анали затора, входят ( т —-1) пропусков сигнала, за счет чего может ощутимо исказиться выходной отклик рециркуля тора. Например, в случае анализа гармонического сигна ла можно считать, что на анализируемую выборку на кладываются два сигнала помех, обусловленных обрат ным ходом цикла изменения частоты гетеродина. Первый сигнал состоит из m—1 радиоимпульсов длительностью А Т =Т —т с постоянной несущей частотой, которые соот ветствуют пропускам в выборке и поступают на ДЛЗ в противофазе в соответствующие моменты времени. Вто рой сигнал состоит из m—1 радиоимпульсов с частотной модуляцией (девиация их частоты заполнения равна
104