УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВХОДНОГО ИМПЕНДАНСА АНТЕННОГО СОГЛАСУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВХОДНОГО ИМПЕНДАНСА АНТЕННОГО СОГЛАСУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА


RU (11) 2312367 (13) C1

(51) МПК
G01R 27/08 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006127990/28 
(22) Дата подачи заявки: 2006.08.01 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.08.01 
(45) Опубликовано: 2007.12.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 168771 А, 26.02.1965. SU 646273 А, 05.02.1979. RU 95110264 A1, 10.06.1997. US 2003/0036864 А1, 20.02.2003. GB 1514182 A, 14.06.1978. US 4617636 A, 14.10.1986. 
(72) Автор(ы): Хлопушин Игорь Юрьевич (RU); Власов Александр Константинович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" (RU) 
Адрес для переписки: 603950, г.Нижний Новгород, ГСП-462, пл. Комсомольская, 1, ФГУП "НПП "Полет" 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВХОДНОГО ИМПЕНДАНСА АНТЕННОГО СОГЛАСУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
Данное изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к антенно-фидерным устройствам ДКМВ диапазона. Задачей изобретения является повышение быстродействия и точности согласования при использовании простых алгоритмов настройки антенных согласующих устройств (АСУ). Устройство для измерения входного импеданса АСУ содержит датчики тока и напряжения, включенные на выходе согласующего контура АСУ, выходы которых соединены с входами фазового детектора и двух идентичных устройств преобразования, выход фазового детектора через масштабный усилитель соединен с аналоговым входом АЦП, выходы устройств преобразования соединены с двумя другими аналоговыми входами АЦП, выход которого является выходом устройства. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к антенно-фидерным устройствам ДКМВ диапазона.

Известны устройства для оценки величины входного импеданса антенного согласующего устройства (АСУ) [1, 2]. Такие устройства дают лишь качественную информацию о значении модуля или фазы входного сопротивления согласующего контура относительно определенного порога. Кроме того, использование таких устройств требует применения достаточно сложных алгоритмов настройки.

Известны также датчики фазы, устраняющие неоднозначность в процессе автонастройки АСУ, имеющие низкую чувствительность при значительных расстройках колебательного контура, обладающие повышенной помехоустойчивостью [3, 4]. В частности, в [3] схема датчика содержит вычитающий блок и блок выделения фазового угла, расширяющие диапазон рабочих частот и повышающие помехоустойчивость. Однако недостатками предложенных устройств является их сложность в практической реализации, низкое быстродействие и неточность измерения фазы.

Ни одно из вышеперечисленных устройств не может быть выбрано в качестве прототипа, так как схема и принцип работы аналогов отличны от схемы и принципа работы заявляемого устройства.

Задачей заявляемого изобретения является повышение быстродействия и точности согласования при использовании простых алгоритмов настройки АСУ.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для измерения входного импеданса антенного согласующего устройства содержит датчики тока и напряжения, включенные на выходе согласующего контура АСУ, выходы которых соединены с входами фазового детектора и двух идентичных устройств преобразования, выход фазового детектора через масштабный усилитель соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выходы устройств преобразования соединены с двумя другими аналоговыми входами АЦП, выход которого является выходом устройства.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из датчиков тока 1 и напряжения 2, выполненных в виде трансформаторов, двух идентичных устройств преобразования 3, 5, фазового детектора 4, масштабного усилителя 6, аналого-цифрового преобразователя 7.

Устройство работает следующим образом.

С согласующего контура АСУ через датчики тока 1 и напряжения 2 на устройства преобразования 3 и 5 и фазовый детектор 4 поступают сигналы синусоидальной формы, пропорциональные значениям напряжений и фаз на входе согласующего контура.

Фазовый детектор 4 представляет собой устройство с точно сбалансированной фазой благодаря полностью ограниченным сигналам, которые формируют встроенные логарифмические усилители. Точность измерения фазы при этом не зависит от уровня амплитуды сигнала в широком диапазоне частот. Устройство 4 содержит также детектор разницы входных напряжений. Выходной сигнал с фазового детектора 4 - напряжение постоянного тока, пропорциональное разности фаз входных сигналов, и может быть передано непосредственно на аналоговый вход АЦП 7. Благодаря применению микросхемы AD8302, работающей на частотах до 2,7 ГГц, существенно увеличиваются скорость и точность измерения фазы.

Устройства преобразования 3, 5 производят обработку поступающих с трансформаторов входных токов и напряжений и выдачу результатов преобразований на два других аналоговых входа АЦП 7. Эти токи и напряжения несут информацию о значениях модуля входного импеданса согласующего контура. Так как для вычисления модуля импеданса нам нужно определить соотношение уровней сигналов, пропорциональных току и напряжению на входе заявляемого устройства, необходимо использовать два идентичных устройства обработки и преобразования 3, 5. На одно устройство преобразования 3 приходит сигнал с трансформатора тока 1, на другое устройство преобразования 5 - сигнал с трансформатора напряжения 2.

Масштабный усилитель 6 приводит уровень сигнала, поступающего с выхода фазового детектора 4, к уровню, обеспечивающему работу АЦП 7 в полном диапазоне измеряемых величин.

В АЦП происходит преобразование аналоговых сигналов в цифровой вид. Далее цифровые коды входных напряжений с выходов АЦП по шине данных поступают в процессор устройства управления АСУ. Процессор переводит полученные коды в формат чисел с плавающей запятой и присваивает их соответствующим переменным. После этого производится расчет фазового сдвига входных напряжений по следующей формуле:

=180-К·А,

где - фазовый сдвиг; К - коэффициент приведения (константа микропроцессора), А - код выходного напряжения с фазового детектора.

Модуль входного импеданса АСУ рассчитывается следующим образом:

|Z|=K1·A1/A2,

где |Z| - модуль входного импеданса АСУ; К1 - коэффициент пропорциональности (константа микропроцессора); А1, А2 - амплитуды отчетов (цифровые коды), поступающие с устройств преобразования, соответствующие значениям напряжения и тока с выходов трансформаторов.

В качестве микросхемы фазового детектора может быть использована микросхема AD8302 фирмы Analog Devices, в качестве АЦП - микросхема AD7874 AN фирмы Analog Devices, четырехканальный АЦП с синхронным запуском устройств выборки и хранения. В устройствах преобразования применен операционный усилитель TL082 MJG фирмы Texas Instruments. Процессор в устройстве управления АСУ может быть реализован на микросхеме Atmega 128 фирмы Atmel. Также применены конденсаторы К10-47М, К53-22, резисторы Р1-16П, СП3-19, диоды 2ДС 523 АР. Трансформаторы выполнены на ферритовых сердечниках марок М20ВН-1 и М90ВНП-2.

Литература

1. Феферман М.Б. К расчету датчиков сопротивления и проводимости для систем настройки антенных согласующих устройств. Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника радиосвязи. Вып.6, 1968. - с.114-121.

2. Болбот А.А., Ильницкий Л.Я., Куприянов И.И. Связные и навигационные антенны самолетов. - М.: Транспорт, 1978. - 175 с.

3. Авторское свидетельство СССР №646273, кл. G01R 29/10, 01.08.77.

4. Сивохин Л.М. Фазоцифровые датчики автонастройки антенного согласующего устройства. Техника средств связи. Сер. Техника радиосвязи. Вып.9, 1977. - с.64-67.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Устройство для измерения входного импеданса антенного согласующего устройства (АСУ), содержащее датчики тока и напряжения, включенные на выходе согласующего контура АСУ, выходы которых соединены с входами фазового детектора и двух идентичных устройств преобразования, выход фазового детектора через масштабный усилитель соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выходы устройств преобразования соединены с двумя другими аналоговыми входами АЦП, выход которого является выходом устройства.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru