Research on the possibility ofreducing the error in measuring the phase shift of radio signals

• Autorzy: Matvienko Sergey , Tymchyk Grygoriy , Vonsevych Kostiantyn , Stelmakh Nataliia

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.7261

Warianty tytułu

PL

Badanie możliwości zmniejszenia błędu pomiaru przesunięcia fazowego sygnałów radiowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The possibility of reducing theerror in measuring the phase shift of radio signals by the orthogonal method using analogue quadraturedemodulators in solving scientific and technical problems in energy, non-destructive testing, research on determining the composition of substances,in radar, radio navigation and radio direction finding is considered. The results of a mathematical analysis of the error in determining the phase shiftof radio signals are provided, taking into account the main deviations of the technical characteristics ofanalogue quadrature demodulators from the ideal mathematical model, which made it possible to evaluate the effectiveness of the proposed improvements.To reduce the error in measuring the phase shift of radio signals by the orthogonal method using analogue quadrature demodulators, it is recommended to use the method of determining the phase shiftin the control object at different phase shifts of the query signal applied to the control object. To achieve maximum accuracy, a sufficient numberand maximum step of phase shifts of the query signal have been determined.

PL

Rozważono kwestię możliwości zmniejszenia błędu pomiaru przesunięcia fazowego sygnałów radiowych metodą ortogonalnąz wykorzy-staniem analogowych demodulatorów kwadraturowych przy rozwiązywaniu zadań naukowych i technicznych w energetyce, kontroli nieniszczącej, badaniach nad określeniem składu substancji, w radiolokacji, radionawigacji i radiopełngacji. Przedstawiono wyniki analizy matematycznej błędu określania przesunięcia fazowego sygnałów radiowych z uwzględnieniem głównych odchyleń charakterystyk technicznych analogowych demodulatorów kwadraturowych od idealnego modelu matematycznego, co umożliwiło ocenę skuteczności proponowanych ulepszeń. W celu zmniejszenia błędu przy pomiarze przesunięcia fazowego sygnałów radiowych metodą ortogonalną z wykorzystaniemanalogowych demodulatorów kwadraturowych zaleca się stosowanie metody określania przesunięcia fazowego w obiekcie kontroli przy różnych przesunięciach fazowych sygnału zapytania, który jest podawany do obiektu kontroli. W celu osiągnięcia maksymalnej dokładności określono wystarczającą liczbę i maksymalny krok przesunięć fazowych sygnału zapytania.

Słowa kluczowe

EN

phase shift; orthogonal method; quadrature demodulator; non-destructive testing

PL

przesunięcie fazowe; metoda ortogonalna; demodulator kwadraturowy; kontrola nieniszcząca

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 15, nr 3
• Strony: 67--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Matvienko Sergey

• National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Computer-Integrated Technologies of Device Production Department, Kyiv, Ukraina

• https://orcid.org/0000-0002-7547-4601

autor

Tymchyk Grygoriy

• National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Computer-Integrated Technologies of Device Production Department, Kyiv, Ukraina

• https://orcid.org/0000-0003-1079-998X+

autor

Vonsevych Kostiantyn

• National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Computer-Integrated Technologies of Device Production Department, Kyiv, Ukraina

• https://orcid.org/0000-0002-4047-4193+

autor

Stelmakh Nataliia

• National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Computer-Integrated Technologies of Device Production Department, Kyiv, Ukraina

• https://orcid.org/0000-0003-1876-2794+

Bibliografia

• [1] Bohdan G. A.: Improvement of acoustic methods for controlling the physical and mechanical characteristics of multiphase powder materials. Extended abstract of dissertation of Candidate of Technical Sciences. National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute named after Igor Sikorsky", Kyiv 2017.
• [2] Bohdan H., et al.: Development of a discrete orthogonal method for determining the phase shift between high-frequency radio impulse signals. IEEE Microwaves, Radar and Remote Sensing Symposium (MRRS), 2017 [https://doi.org/10.1109/mrrs.2017.8075060].
• [3] Breed D. S., et al.: Wireless and powerless sensor and interrogator. United States Patent US 06988026, 2006.
• [4] Chernenko D., et al.: Wireless passive pressure sensor using frequency coded SAW structures. 35th International Spring Seminar on Electronics Technology – ISSE, Bad Aussee, 2012, 424–428 [https://doi.org/10.1109/isse.2012.6273174].
• [5] Curran R., Luu Q., Pachchigar M.: RF-to-Bits Solution Offers Precise Phase and Magnitude Data for Material Analysis. Analog Dialogue 48-10, 2014, 1–5 [https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/rf-to-bits-solution.html].
• [6] Malocha D., et al.: A Passive Wireless Multi-Sensor SAW Technology Device and System Perspectives. Sensors 13(5), 2013, 5897–5922 [https://doi.org/10.3390/s130505897].
• [7] Mandal D., Banerjee S.: Surface Acoustic Wave (SAW) Sensors: Physics, Materials, and Applications." Sensors 22(3), 2022, 820 [https://doi.org/10.3390/s22030820].
• [8] Pan Y., et al.: A passive wireless surface acoustic wave (SAW) sensor system for detecting warfare agents based on fluoroalcohol polysiloxane film. Microsystems & Nanoengineering 10(1), 2024, 4 [https://doi.org/10.1038/s41378-023-00627-8].
• [9] Rubiola E., Vernotte F.: The Companion of Enrico’s Chart for Phase Noise and Two-Sample Variances. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 71(7), 2023, 2996–3025 [https://doi.org/10.1109/tmtt.2023.3238267].
• [10] Tymchyk G., et al.: Diagnostics of Stress–Strain State of Shaped Profiles of Metal Structures. Studies in Systems, Decision and Control, Springer Nature Switzerland, 2025, 353–391 [https://doi.org/10.1007/978-3-031-82035-9_10].
• [11] Yanenko A., Matvienko S., Filippova M.: Monochromatic oscillation generator for novel microwave resonant therapy. 22nd International Crimean Conference Microwave and Telecommunication Technology – CriMiCo 2012, Sevastopol 2012. 969–970.
• [12] AD9361 Models – MATLAB & Simulink. MathWorks – Maker of MATLAB and Simulink – MATLAB & Simulink [http://www.mathworks.com/help/simrf/ug/ad9361-models.html] (accessed 26.08.2025).
• [13] Mixed-signal and digital signal processing ICs | Analog Devices [http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data sheets/ad9361.pdf] (accessed 26.08.2025).
• [14] USRP B210 USB Software Defined Radio (SDR) – Ettus Research. Ettus Research [http://www.ettus.com/all-products/UB210-KIT] (accessed 26.09.2025).