Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Single parallel stubs as broadband microwave phase shifters

Rutkowski Adam

Metrology and Measurement Systems

|

2020

|

Vol. 27, nr 1

91--102

EN

Structures and characteristics of wideband small-size phase shifters made with the use of single parallel stubs are presented in this paper. The stubs can be short-circuited or open-circuited on termination. Such devices are well known, but are primarily used as components of filters or matching circuits. The novelty, then, comes from the establishment of simple, but helpful formulae, which enable to describe the insertion phase shift and differential phase shift of a line with short and open stubs connected in parallel. These equations can be very useful for designing complex microwave multi-ports. The results of simulations and measurements of the devices, which were designed and made, are shown herein. It was also proved that the presented device shave several usable operating frequency sub-bands, and that the differential phase shift values in the higher sub-bands are greater than those in the lower operating frequency ranges. Thanks to this, the described phase shifters can be used in more than one frequency sub-band. It was stated that in the conditions under analysis, larger phase shifts can be achieved using open-circuited stubs rather than short-circuited stubs. However, the phase shifters with shorted parallel stubs can operate in a wider frequency band.

2

A concept of a passive radar with quadrature microwave phase discriminators

Rutkowski A. K.

Metrology and Measurement Systems

|

2012

|

Vol. 19, nr 1

95-104

EN

Passive radar does not have its own emitter. It uses so-called signals of opportunity emitted by non-cooperative illuminators. During the detection of reflected signals, a direct signal from a non-cooperative emitter is used as the reference signal. Detection of electromagnetic echoes is, in present day radars, performed by finding the maximum of the cross ambiguity function. This function is based on the multiplication of the received signal and the reference signal. Detection of echoes by means of a quadrature microwave phase discriminator QMPD was proposed in the work as an alternative solution for ambiguity function evaluation. This discriminator carries out vectorial summing of the received and the reference signals. The summing operations in QMPD are carried out with the aid of microwave elements and without the use of expensive digital signal processors. Definitions of the phase and phase difference of the so-called simple signals and noise signals were described. A proposal of a passive radar equipped with several independent quadrature microwave phase discriminators was presented. Ideas of algorithms of object detection and of the distance-to-object estimation designed for this radar have been also sketched.

3

Analiza możliwości wykorzystania sygnałów GSM w radiolokacji pasywnej opartej na metodach natychmiastowego pomiaru fazy i częstotliwości

Rutkowski A. K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 1

61-63

PL

Radary pasywne wykorzystują sygnały źródeł mikrofalowych, tak zwanych niewspółpracujących. Są nimi na przykład nadajniki telewizyjne i radiofoniczne. Radar pasywny nie posiada własnego nadajnika, a więc może być uważany za milczący i całkowicie ukryty lokalizator. Wydaje się, że sygnały systemów GSM także mogą być zastosowane do pasywnej lokalizacji. Wiele zespołów mikrofalowych na świecie prowadzi prace badawcze w tym zakresie. Artykuł prezentuje kilka wyników badań prowadzonych nad zastosowaniem metod natychmiastowego pomiaru fazy NPF i natychmiastowego pomiaru częstotliwości NPCz w radarze pasywnym. Problem ten jest bardzo złożony, ale oczekuje się, że te metody mogą być użyteczne w niektórych rodzajach radarów pasywnych. W pracy opisano podstawowe parametry transmisji w systemie GSM oraz przedstawiono wybrane struktury mikrofalowego dyskryminatora fazy MDF i mikrofalowego dyskryminatora częstotliwości MDCz. Przedstawiono również koncepcję radaru pasywnego opartego na układach NPF i NPCz.

EN

Passive radars make use of signals emitted by so-called non-cooperative microwave sources. These are broadcast systems and TV transmitters, for instance. Passive radar has no own transmitter thus it can be considered as silent and completely covert localization system. It seems that signals of GSM systems can be used for passive localization too. Many microwave teams all over the world, work on implementation of GSM signals for passive radars. The paper presents some results of investigations in this area and on making use of instantaneous phase measurement IPM and instantaneous frequency measurement IFM methods for object detection by means of passive radar. It is very complex problem but it is expected that these methods can be useful for some kinds of passive radars. The work describes basic parameters of GSM transmission system and contain description of selected structure of microwave phase discriminator MPD and microwave frequency discriminator MFD. Finally there is presented an idea of passive radar with IPM and IFM receivers.

4

Pomiar parametrów sygnałów mikrofalowych jednoczesnych za pomocą odbiornika NPCz

Rutkowski A. K., Smólski B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 2

53-59

PL

Podstawowym przeznaczeniem odbiornika natychmiastowego pomiaru częstotliwości, wyposażonego w mikrofalowy dyskryminator częstotliwości, jest szybka estymacja chwilowej wartości częstotliwości i obwiedni sygnałów mikrofalowych ciągłych oraz pojedynczych krótkich impulsów. Ograniczeniem zakresu wykorzystania standardowych wersji mikrofalowych dyskryminatorów częstotliwości jest brak możliwości odróżniania sygnałów pojedynczych od sygnałów jednoczesnych (ang. simultaneous signals) i sygnałów pokrywających się (ang. overiapping signals). Poszukiwanie możliwości pomiaru mikrofalowych sygnałów jednoczesnych oparto na analizie podobieństwa między zasadą pracy mikrofalowego dyskryminatora częstotliwości i strukturą przekształcenia Wignera-Villea (ang. Wigner-Ville distribution). W tym celu zbadano kształt charakterystyki dyskryminacyjnej MDCz w funkcji czasu opóźnienia linii transmisyjnych wykorzystanych w strukturze dyskryminatora. Wartości charakterystyki dyskryminacyjnej przedstawiono w postaci diagramu konstelacji IQ (ang. constellation diagram). Pokazano, że diagram konstelacji pojedynczego MDCz może być użyty do detekcji sygnałów jednoczesnych. Przeprowadzone analizy wykazały, że przy użyciu odbiornika natychmiastowego pomiaru częstotliwości NPCz z dwoma dyskryminatorami częstotliwości można estymować częstotliwość i moc sygnałów pojedynczych i jednoczesnych. Estymacja tych parametrów jest dokonywana przez analizę obrazu dwuelementowego diagramu konstelacji.

EN

A fast estimation of the frequency and the envelope of the continuous microwave signals as well as the single short impulses is a fundamental purpose of the instantaneousfrequency measurement receiver/IFM/fitted with one or several microwave frequency discriminators/MFD/. An operation range limitations of the standard variant of the microwave discriminators is a lack of capabilities for distinguish single signals from simultaneous ones as well as overlapping signals. Investigations for measurement capabilities of the microwave simultaneous signals were based on analysis similarities between principle of operation of the microwave frequency discriminator and a structure of the Wigner-Ville distribution. For this purpose a shape of the MFD discrimination characteristies as a function of the delay time of the transmission lines used in the discriminator structure, were investigated. Values of the discrimination characteristies were presented in the form of the IQ constellation diagram. It is revealed, that the single microwave frequency discriminator with its constellation diagram can be utilized as a simultaneous signals detector. Conducted evaluations indicated that by using the IFM with only two MFD, it is available to estimate frequency as well as power of the single and two simultaneous signals. Estimation of the above considered parameters is performed by analysis of the picture of the two-element constellation diagrams. Presented solution will be adopted in the instantaneous wideband spectrum analyser, operating without a tuned heterodyne.

5

Wielokanałowy odbiornik natychmiastowego pomiaru częstotliwości sygnałów mikrofalowych

Rutkowski A.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2007

|

Vol. 56, nr 2

253-272

PL

Podzespoły mikrofalowe rzeczywistych układów natychmiastowego pomiaru częstotliwości NPCz charakteryzują się skończonym stopniem dopasowania oraz zniekształceniami parametrów transmisyjnych. W związku z tym charakterystyki przejściowe układów NPCz są odkształcone, co jest źródłem błędów pomiaru parametrów rozpoznawanych sygnałów mikrofalowych. W pracy opisano wielokanałowe układy pomiaru częstotliwości zbudowane w oparciu o jednofunkcyjne mikrofalowe dyskryminatory częstotliwości typu cosinus JMDCzC. Opisano trzy odmiany struktur dyskryminatorów jednofunkcyjnych: układ z dwoma sprzęgaczami kwadraturowymi, układ z jednym sprzęgaczem i jednym dzielnikiem mocy oraz układ, który można zbudować przy użyciu wyłącznie dzielników mocy i szerokopasmowych przesuwników fazy. Przedstawiono algorytm pomiaru częstotliwości z dokładnością do podpasma, którego granice wyznaczono metodą porównania w kanałach PwK. Wskazano na możliwości powstania niejednoznacznych oznaczeń kodowych poszczególnych podpasm. Zaproponowano trzy metody usuwania tych niejednoznaczności. Pierwsza z nich polega na modyfikacji długości linii w układach wypracowania proporcjonalnej różnicy faz oraz na zastosowaniu elementów korekcji amplitudowo-fazowej EKAF. Podzespołami EKAF są szerokopasmowe przesuwniki fazy i tłumiki o odpowiednio dobranych parametrach. Istotą drugiej metody jest zastosowanie dodatkowego JMDCzC, którego granice rozdziału podpasm znajdują się pomiędzy podpasmami posiadającymi pierwotnie takie same oznaczenia kodowe. Trzecia metoda zapewnienia jednoznaczności pomiaru przewiduje zastosowanie dodatkowego dyskryminatora oraz adaptacyjnego algorytmu estymacji częstotliwości, który wynik pomiaru uzupełnia o bit rozstrzygający (z kanału dodatkowego) tylko wówczas, gdy bieżącym wynikiem pomiaru będzie oznaczenie kodowe przypisane pierwotnie co najmniej dwóm podpasmom. Wskazano na możliwość dodatkowego zwiększenia rozdzielczości pomiaru poprzez analizę napięć wyjściowych dyskryminatora metodą porównania każdy z każdym KzK zaproponowaną przez autora w [6].

EN

The microwave components of instantaneous frequency measurement IFM devices are often not good matched and have distortions of their transmission characteristics. In this connection, transition characteristics of the IFM devices are significantly deformed. It causes that parameters of the received signals are measured with big errors. In the paper, multi-channel frequency measurement devices have been described. The presented equipments are made up of the so-called single function cosine type microwave frequency discriminators. There have been analysed three versions of single function discriminators: device with two directional couplers, discriminator with a single directional coupler and with a single power splitter, and the third structure can be made up of several power splitters and phase shifters only. The algorithm of frequency estimation with of one sub-band resolution was presented. This algorithm uses so-called method of comparison within the channels. The possibility of coming into being of ambiguity in sub-band marking has been revealed. Three methods for obtaining the unambiguity of frequency measurement were proposed. First of them is based on modification of length of transmission lines inside the discriminator and on using additional amplitude — phase correction elements. The essence of the second method is application of supplementary single function microwave cosine type discriminator with adequate moved borders of its frequency subbands. In the third method of ambiguity removing, it is necessary to use additional (one or more) single function discriminator and to apply the so-called adaptive algorithm of frequency estimation. This algorithm adds the so-called casting bit to the result of frequency measurement only in this case when current code was originally ascribed to two or more sub-bands. It was pointed out that increase in measurement resolution can be achieved by analysing all of discriminators output voltages using a comparison method called each with each.

6

Wykorzystanie układów natychmiastowego pomiaru częstotliwości do wyznaczania chwilowych wartości parametrów sygnałów mikrofalowych prostych i złożonych

Rutkowski A. K.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2006

|

Vol. 55, nr 1

185-201

PL

W ramach doskonalenia metod i systemów natychmiastowego pomiaru parametrów sygnałów mikrofalowych przeprowadzono szereg analiz teoretycznych oraz eksperymentów z układami rzeczywistymi i sygnałami z modulacjami typu LFM, FSK i PSK. Miały one na celu oceną jakości szerokopasmowego rozpoznawania sygnałów za pomocą mikrofalowych dyskryminatorów częstotliwości MDCz. Wykonano symulator programowy MDCz_WK1. Podczas eksperymentu zidentyfikowano skutecznie nie tylko wewnętrzną strukturę częstotliwościową, ale także struktury fazowe rzeczywistych sygnałów z modulacjami różnych typów. Wyniki potwierdziły poprawność zaprojektowania i wykonania podzespołów oraz efektywność opracowanych algorytmów i realizujących je programów komputerowych, służących do estymacji parametrów analizowanych sygnałów mikrofalowych.

EN

At present, many radars and telecommunication systems use so-called simple and complex signals. This second group of signals is characterised by various type of internal frequency and phase modulation or keying. Due to this, the fast and exact recognition of microwave signals is the very difficult and extremely important problem. Many series of theoretical analysis and experiments using designed devices and real signals with modulations type of LFM, FSK, and PSK were carried out within the confines of improving the methods and systems of microwave signals parameters fast measurement. They were aimed at quality evaluation of wideband signals' analysis process by means of microwave frequency discriminator (MFD). MDCz_WK1 computer program was made for simulations. It enables us changing the parameters of all elements of MFD independently. The instantaneous frequency evaluation method of so-called maximum pair (MP) and a method of detection exceeding the threshold (DET) were accomplished in this simulator. During the hardware experiments there was correctly recognized not only internal frequency structure but phase keying of real signals with different kinds of modulation as well. The obtained results confirmed the correctness of the devices' structure and efficiency of algorithms accomplishing estimation of parameters of microwave signals being analysed.