Читать онлайн «Анализ спектра радиоимпульсов с применением стробирования»
Автор Кулигин В.А.
Проведен анализ источников ошибок при измерении спектральной плотности периодической последовательности радиоимпульсов большой скважности. Показано, что применение фильтра со специальной характеристикой и стробирование переходного отклика на выходе этого фильтра позволяет существенно снизить ошибки измерений и существенно увеличить динамический диапазон анализа спектральной плотности. .
Введение
Метод анализа комплексной спектральной плотности периодической последовательности радиоимпульсов высокой скважности с использованием стробирования был разработан и опробован 35 лет тому назад. Здесь будет кратко в популярной форме изложена часть результатов, положенных в основу диссертации.
По своей форме и по структуре схемной реализации анализатор спектральной плотности и обычный панорамный анализатор спектра не отличаются друг от друга. Однако принципы их работы существенно различаются
Типичная блок-схема таких анализаторов представлена на рис. 1.
Рис. 1. Упрощенная блок-схема анализатора спектра. 1 – входное устройство; 2 – смеситель; 3 – широкополосный УПЧ; 4 – узкополосный фильтр; 5 – детектор; 6- усилитель НЧ; 7 – электроннолучевая трубка ЭЛТ; 8 – генератор горизонтальной развертки; 9 – гетеродин.
Хотя принцип работы обычного анализатора спектра хорошо известен специалистам, напомним некоторые моменты. Частота гетеродина перестраивается синхронно с горизонтальной разверткой ЭЛТ. Когда спектральная линия, поступающая по широкополосному УПЧ к фильтру, совпадает с частотой узкополосного фильтра, на выходе фильтра возникает сигнал, который затем детектируется, усиливается и поступает на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Этот метод является резонансным, поскольку энергия спектральной линии достаточно долго накапливается в резонансной системе фильтра.
Для реализации такого способа анализа необходимо, чтобы:
расстояние между спектральными линиями было бы не меньше ширины полосы пропускания фильтра;
время перестройки фильтра было бы значительно больше, чем постоянная времени узкополосного фильтра.
При анализе спектральной плотности радиоимпульсов, следующих с большой скважностью, первое условие не выполняется. Причина в том, что в полосу пропускания фильтра попадает много спектральных линий. В результате этого в узкополосном фильтре не происходит резонансного накопления энергии, которое характерно для обычного анализатора спектра. На выходе узкополосного фильтра возникает реакция (переходный процесс) от воздействия короткого импульса, которая быстро затухает задолго до подхода следующего импульса. Эта реакция (максимальная величина отклика на воздействие радиоимпульса) оказывается пропорциональной в первом приближении спектральной плотности этого импульса. Иными словами, максимальное значение напряжения отклика на выходе узкополосного фильтра в первом приближении оказывается связанным с энергией, проходящей через полосу пропускания фильтра.
Рис. 2.
Введение
Метод анализа комплексной спектральной плотности периодической последовательности радиоимпульсов высокой скважности с использованием стробирования был разработан и опробован 35 лет тому назад. Здесь будет кратко в популярной форме изложена часть результатов, положенных в основу диссертации.
По своей форме и по структуре схемной реализации анализатор спектральной плотности и обычный панорамный анализатор спектра не отличаются друг от друга. Однако принципы их работы существенно различаются
Типичная блок-схема таких анализаторов представлена на рис. 1.
Рис. 1. Упрощенная блок-схема анализатора спектра. 1 – входное устройство; 2 – смеситель; 3 – широкополосный УПЧ; 4 – узкополосный фильтр; 5 – детектор; 6- усилитель НЧ; 7 – электроннолучевая трубка ЭЛТ; 8 – генератор горизонтальной развертки; 9 – гетеродин.
Хотя принцип работы обычного анализатора спектра хорошо известен специалистам, напомним некоторые моменты. Частота гетеродина перестраивается синхронно с горизонтальной разверткой ЭЛТ. Когда спектральная линия, поступающая по широкополосному УПЧ к фильтру, совпадает с частотой узкополосного фильтра, на выходе фильтра возникает сигнал, который затем детектируется, усиливается и поступает на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Этот метод является резонансным, поскольку энергия спектральной линии достаточно долго накапливается в резонансной системе фильтра.
Для реализации такого способа анализа необходимо, чтобы:
расстояние между спектральными линиями было бы не меньше ширины полосы пропускания фильтра;
время перестройки фильтра было бы значительно больше, чем постоянная времени узкополосного фильтра.
При анализе спектральной плотности радиоимпульсов, следующих с большой скважностью, первое условие не выполняется. Причина в том, что в полосу пропускания фильтра попадает много спектральных линий. В результате этого в узкополосном фильтре не происходит резонансного накопления энергии, которое характерно для обычного анализатора спектра. На выходе узкополосного фильтра возникает реакция (переходный процесс) от воздействия короткого импульса, которая быстро затухает задолго до подхода следующего импульса. Эта реакция (максимальная величина отклика на воздействие радиоимпульса) оказывается пропорциональной в первом приближении спектральной плотности этого импульса. Иными словами, максимальное значение напряжения отклика на выходе узкополосного фильтра в первом приближении оказывается связанным с энергией, проходящей через полосу пропускания фильтра.
Рис. 2.
