Способ передачи фазы опорного генератора по фидеру произвольной длины
METHOD FOR TRANSMITTING PHASE REFERENCE GENERATOR VIA ARBITRARY LENGTH FEEDER

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться в блоках широкого диапазона частот различного назначения.
Известен способ, имеющий в своей основе периодическую калибровку длины фидера [1, 2]. С помощью него осуществляется калибровка за счет применения канала обратной связи, использующего дополнительный фидер, и введение в колебание опорного генератора поправки для компенсации фазового сдвига. Этот способ использует дополнительный фидер, который также подвержен влиянию внешних возмущений, отличающихся по уровню воздействия на основной фидер, и при изменении длины основного фидера требует своей калибровки.
Результатом данного способа передачи фазы опорного генератора к потребителю по фидеру произвольной длины является автоматическое обеспечение равенства начальных фаз колебаний, передаваемых потребителям, начальной фазе колебания опорного генератора, без калибровки фидера, введение канала обратной связи от потребителя к опорному генератору по тому же фидеру и реализацию принципов работы замкнутых систем автоматического регулирования (САР).
Способ передачи фазы опорного генератора потребителю по фидеру произвольной длины имеет в своей основе автоматическую компенсацию фазовых сдвигов в канале передачи колебаний от опорного генератора к нагрузке потребителя посредством введения в делитель частоты на два канала обратной связи по отраженному от нагрузки потребителя колебанию с использованием того же фидера и реализацию принципов работы замкнутых систем автоматического регулирования. Такая система становится адаптивной как к различию электрических длин фидеров, так и к изменению их параметров под воздействием неконтролируемых внешних факторов.
Один из возможных вариантов реализации данного способа представлен на структурной схеме системы автоматического регулирования на основе регенеративного делителя частоты с введением в его состав канала обратной связи, который представляет собой развязывающее устройство и фидер с нагрузкой (Фиг. 1). САР позволяет обеспечить равенство начальной фазы колебаний, передаваемых потребителям, начальной фазе колебаний опорного генератора.
Колебания с выхода опорного генератора (ОГ) подаются на вход 1 смесителя (Вх. 1), далее эти колебания через узкополосный фильтр, настроенный на половинную частоту ОГ, через циркулятор (плечо 1-2) по фидеру (линии передачи) произвольной длины подаются в нагрузку (вход потребителя). Отраженное от нагрузки колебание по этому же фидеру, через циркулятор (плечо 2-3), усилитель (УС), регулируемый фазовращатель (ФВ) подается на второй вход смесителя (Вх. 2).
Работа этой схемы (СМ - УФ - Ц - УС - ФВ - СМ) обеспечивается при выполнении условий баланса фаз и амплитуд.
Условие баланса амплитуд выполняется включением в цепь СМ - УФ -Ц - УС - ФВ - СМ усилителя-ограничителя.
Условие баланса фаз:
1
ф
ф
2
ψ'+ϕ-2kl+ϕ - фаза колебаний на Вх. 2 смесителя.
0
1
ф
ф
2
ψ-(ψ'+ϕ-2kl+ϕ)=ψ' - фаза колебаний на выходе СМ на разностной частоте .
Отсюда следует:
0
1
2
ф
ф
ψ-ϕ-ϕ+2kl=2ψ';
.
Тогда фаза колебаний на плече 2 циркулятора равна величине
, и на нагрузке (на входе потребителя) фаза колебаний не зависит от длины l фидера, равна
.
1
2
При ϕ=ϕ имеем .
1
2
Равенство сдвигов фаз ϕ и ϕ обеспечивается фазовращателем в цепи обратной связи в процессе настройки устройства.
Вместо циркулятора можно использовать другие развязывающие устройства, в частности направленный ответвитель.
На Фиг. 2 представлены диаграммы работы данной схемы, поясняющие принцип работы системы автоматического регулирования.
На графике 1 показано колебание ОГ, приведенное к половинной частоте, с начальной фазой, равной 0, которое подлежит передачи в нагрузку потребителю. В САР на плече 2 циркулятора автоматически формируется колебание, опережающее по фазе колебание ОГ половинной частоты на величину фазового сдвига в фидере (график 2).
На графике 3 показано колебание, автоматически сформированное в плече 3 Ц, которое сопряжено по фазе относительно колебания в плече 2. Его начальная фаза имеет противоположный знак по отношению к колебанию в плече 2 Ц.
В результате работы схемы в нагрузку потребителя поступает колебание, представленное на графике 4. Видно, что его начальная фаза совпадает с начальной фазой колебания, приведенного на графике 1.
САР представляют собой однотипные устройства, к достоинствам которых относится высокая потенциальная точность и простота изготовления. Данные устройства калибруются на этапе сборки с помощью ФВ и в дальнейшем требуют только периодической поверки.
Данный способ обеспечивает передачу начальной фазы колебаний от опорного генератора к потребителю независимо от электрической длины фидера и возмущающих воздействий. В результате производится автоматическая калибровка фидера в реальном масштабе времени.
Примечание
Источники информации
1. O. Lopez, A. Haboucha, F. Kefelian, H. Jiang, B. Chanteau, V. Roncin, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, G. Santarelli, «Cascaded multiplexed optical link on a telecommunication network for frequency dissemination)), Optics Express. Vol. 18, №16, 16849-16867 (2010).
2. А.В. Вассенков, A.H. Ражев, В.H. Скобелкин Калибровка распределенной антенно-фидерной системы КВ-диапазона // Антенны. - 2010. - №8. - С. 3-9.