17.05.2011, Антенный коммутатор в угломере

Материал из SRNS
Перейти к: навигация, поиск
(→‎20.05.2011 Различие задержек в антенном коммутаторе)
(→‎20.05.2011 Различие задержек в антенном коммутаторе)
Строка 93: Строка 93:
 
{| class="wikitable" align="center"
 
{| class="wikitable" align="center"
 
|-
 
|-
−
! Код позиции || Соединение Вход/Выход || ГВЗ, пс
+
! Код<br>позиции || Соединение<br>Вход/Выход || ГВЗ, пс
−
|-
+
|- align="center"
 
| 01 || X1/X4 || 573
 
| 01 || X1/X4 || 573
−
|-
+
|- align="center"
 
| 10 || X1/X5 || 672
 
| 10 || X1/X5 || 672
−
|-
+
|- align="center"
 
| 11 || X1/X6 || 672
 
| 11 || X1/X6 || 672
−
|-
+
|- align="center"
 
| 11 || X2/X4 || 676
 
| 11 || X2/X4 || 676
−
|-
+
|- align="center"
 
| 01 || X2/X5 || 670
 
| 01 || X2/X5 || 670
−
|-
+
|- align="center"
 
| 10 || X2/X6 || 693
 
| 10 || X2/X6 || 693
−
|-
+
|- align="center"
 
| 10 || X3/X4 || 740
 
| 10 || X3/X4 || 740
−
|-
+
|- align="center"
 
| 11 || X3/X5 || 736
 
| 11 || X3/X5 || 736
−
|-
+
|- align="center"
 
| 01 || X3/X6 || 710
 
| 01 || X3/X6 || 710
 
|}
 
|}

Версия 12:56, 20 мая 2011

В угломере присутствует три аналоговые части, обрабатывающие сигналы от трех соответствующих антенн. На одном из преобразователей частоты (порядка 150 МГц), стоит ПАВ-фильтр. Задержка в ПАВ-фильтре порядка 400 нс. Естественно, фильтры не абсолютно идентичные. Разность же задержек даже на 10 нс - это расхождение фазы сигнала на полтора периода.

Вторая беда - в каждой аналоговой части стоит своя ФАП синтезатора радиочастоты для гетеродина. Её начальная фаза произвольна.

В итоге - от включения к включению первые разности фаз имеют произвольную добавку, которая, вдобавок, очень медленно дрейфует - прогреваются ПАВ и т.п.

При использовании сигналов GPS данная проблема отпадает - во вторых разностях фаз паразитное слагаемое компенсируется. При использовании сигналов ГЛОНАСС данный трюк не проходит из-за FDMA - на каждой литерной частоте паразитное слагаемое своё.

Вопрос - как бороться с этим слагаемым?

Высказанные идеи можно классифицировать на группы:

  • юстировка специальная предварительная (коммутация одной антенны на три аналоговые части и т.п.) или на-лету, не прекращая выдачу навигационного решения
  • юстировка с использованием тестового сигнала (тестовая синусоида или спецсигнал поверх основного сигнала) или без
  • юстировка с коммутацией антенн

В качестве основой версии сейчас разрабатывается юстировка с помощью антенного коммутатора: последовательное переключение между антеннами. Есть множество возможных вариантов использования данной возможности, на какой-то конкретной пока не остановились.

17.05.2011 Фазовые измерения при коммутации с темпом 10 с

Используется прибор 848. На RF-разветвитель подается сигнал от одной антенны, находящийся на крыше. Разветвитель идет на коммутатор. Выходы коммутатора соединены с антенными входами угломера. В момент времени ноль 1 антенна соединена с 1 аналоговой частью и т.д. Далее начинается коммутация:

Время,c Антенна 1 Антенна 2 Антенна 3
0 1 2 3
10 3 1 2
20 2 3 1
30 1 2 3

Файл полученных измерений тут.


19.05.2011 Обработка файла измерений

Из файла izm.csv выбираются измерения одного канала.

Далее, строим столбцы-разности фаз 2 и 1 антенного входа и 3 и 1 антенного входа:

20110519 1.png


Строим разности фаз 2 и 1 антенны и 3 и 1 антенны (путем последовательного перемешивания по известной начальной фазе, циклограмме и проверенным моментам смены)Ж

20110519 2.png


Далее измеряем скачок при переходе от первой точки цикла ко второй:

  • для разности между 2 и 1 антенной
d_{11}=-0.197 - 0.465 = -0.662
  • для разности между 3 и 1 антенной
d_{12}=-0.258 - 0.012 = -0.270


Далее, ищем решение незамысловатой системы уравнений для паразитной разности фаз между 2_и_1 и 3_и_1 аналоговыми частями:

\left\{ \begin{matrix} \left( \Delta \phi _{3}^{{}}-\Delta \phi _{2}^{{}} \right)-\left( \Delta \phi _{2}^{{}}-0 \right)=d_{11}^{{}} \\ \left( 0-\Delta \phi _{2}^{{}} \right)-\left( \Delta \phi _{3}^{{}}-0 \right)=d_{12}^{{}} \\ \end{matrix} \right.,

которое в общем виде выглядит как

\begin{align} & \Delta \phi _{2}^{{}}=\frac{-d_{11}^{{}}-d_{12}^{{}}}{3} \\ & \Delta \phi _{3}^{{}}=-\Delta \phi _{2}^{{}}-d_{12}^{{}} \\ \end{align}.

Для первого такта циклограммы мы ранее получили значения d11 и d12, для них:

\begin{align} & \Delta \phi _{2}^{{}}= 0.3107 \\ & \Delta \phi _{3}^{{}}= -0.0407 \\ \end{align}.


Используем полученные значения для компенсации паразитной разности фаз в отсортированных первых разностях в соответствии с известной циклограммой. Получаем обработанные первые разности:

20110519 3.png

Если отбросить участки переходных процессов, то коридор сжался до 0.1 цикла. Не забываем, что мы использовали нефильтрованные оценки величин \Delta \phi _{2} и \Delta \phi _{3}.

Следует провести моделирование системы в Matlab с учетом фильтрации, а так же произвести подбор величин \Delta \phi _{2} и \Delta \phi _{3}, которые бы минимизировали СКО результата (вероятно, это будет потенциальная точность при данной методике измерений и коррекции).

Получившийся xls-файл.

20.05.2011 Различие задержек в антенном коммутаторе

Вскрытие показало, что при коммутатор имеет существенную разность задержек прохождения сигнала в различных точках циклограммы. "Существенную" для нашей задачи - порядка 100 пс, что на несущей есть около 0.16 длины волны.

Аналоговики измерили ГВЗ, табличка приведена ниже:

Код
позиции 		Соединение
Вход/Выход 		ГВЗ, пс
01 X1/X4 573
10 X1/X5 672
11 X1/X6 672
11 X2/X4 676
01 X2/X5 670
10 X2/X6 693
10 X3/X4 740
11 X3/X5 736
01 X3/X6 710

— Корогодин Илья • 16:27, 17 мая 2011 • нет комментариев

[ Хронологический вид ]Комментарии

Войдите, чтобы комментировать.

Источник — «https://www.srns.ru/index.php?title=Blog:Korogodin/17.05.2011,_Антенный_коммутатор_в_угломере&oldid=1569»
Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
SRNS Wiki
Рабочие журналы
Приватный файлсервер
QNAP Сервер
Инструменты