Застосування спектрального аналізу для визначення фазового зсуву сигналів з рівними амплітудами з використанням двопівперіодного перетворення при вимірюванні характеристик озброєння
DOI:
https://doi.org/10.33577/2312-4458.25.2021.12-23Ключові слова:
фазовий зсув, гармонічний сигнал, спектральний аналіз, двопівперіодне перетворення, похибка вимірювання, фазові вимірювання, спектр амплітуди, спектр фази, військова технікаАнотація
В статті визначено перелік технічних характеристик озброєння та військової техніки (ОВТ), значення яких вимірюється із застосуванням фазових методів. Проведено аналіз відомих методів, що знайшли широке застосування у вимірювальній техніці, яка призначена для визначення технічних характеристик, пов’язаних з вимірюванням фазового зсуву під час розробки, виготовлення та експлуатації ОВТ. На підставі даного аналізу було визначено, що вимірювальні системи, призначені для визначення фазового зсуву двох гармонічних сигналів, у своєму складі мають два канали передачі інформації. Ця архітектура реалізації вимірювальних систем приводить до того, що суттєвий вплив на точність вирішення запропонованої вимірювальної задачі має складова похибки, обумовлена фазовою несиметрією каналів передачі сигналів, а також внутрішні та зовнішні шуми. В якості альтернативного підходу рішення вимірювальної задачі визначення фазового зсуву двох гармонічних сигналів, який дозволить суттєво зменшити складову похибки, обумовлену фазовою несиметрією каналів передачі інформацій, запропоновано використовувати сигнал, отриманий при сумуванні гармонічних сигналів після проведення двопівперіодного перетворення з подальшим проведенням його спектрального аналізу. З метою реалізації вищезазначеного підходу проведено постановку завдання з визначення фазового зсуву двох гармонічних сигналів, з використанням спектрального аналізу сигналу, отриманого при сумуванні гармонічних сигналів після проведення їх двопівперіодного перетворення. Визначено перелік припущень, необхідних для синтезу аналітичних співвідношень, які встановлюють взаємозв’язок між спектрами фаз та амплітуд (потужності) сигналу, отриманого при сумуванні гармонічних сигналів після проведення їх двопівперіодного перетворення та фазовим зсувом двох гармонічних сигналів. Запропоновані аналітичні співвідношення, які встановлюють взаємозв’язок між вищезазначеними характеристиками. Показано, що значення спектра фаз та амплітуд, які розраховані з використанням запропонованих виразів, відрізняються від значень, які отримані при розрахунках з використанням коефіцієнтів ряду Фур’є, не більше ніж на 0,1%.
Посилання
Крюков О.М., Мельніков Р.С., Музичук В.А. Метод діагностування технічного стану каналів стволів та боєприпасівна основі ідентифікації характеристик балістичних елементів пострілу. Збірник наукових праць Національної академії Національної гвардії України. 2018. Вип. 2 (32). С. 5 11. DOI: https://doi.org/10.33405/2409-7470/2018/2/32/155166.
Куц Ю. В., Щербак Л. М. Статистична фазометрія. Тернопільський державний технічний університет. 2009. 384 с.
Лаврут О.О., Лаврут Т.В., Климович К.О., Здоренко Ю.М. Новітні технології та засоби зв’язку у Збройних Силах України: шлях трансформації та перспективи розвитку. Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. 2019. Вип. 1 (34). С. 91-101 DOI: https://doi.org/: 10.30748/nitps.2019.34.13.
Лаврут О.О., Климович К.О., Тарасюк М.Л., Антонюк О.Л. Стан та перспективи застосування сучасних технологій та засобів радіозв’язку в Збройних Силах України. Системи озброєння і військова техніка: науковий журнал. 2017. Вип. 1(49). С. 42 49.
L. Bohdal, L. Kukiełka, S. Legutko, R. Patyk, A. Radchenko. Modeling and Experimental Research of Shear-Slitting of AA6111-T4 Aluminum Alloy Sheet. Materials. 2020. Vol. 13, Iss. 14. Article Id: 3175. DOI: https://doi.org/ 10.3390/ma13143175.
Bonavolontà F., D’Apuzzo, M., Liccardo, A. and Mieleb, G. Harmonic and interharmonic measurements through a compressed sampling approach. Measurement. 2016. Vol. 77. P. 1 15. DOI: org/10.1016/j.measurement. 2015.08.022
Skolnik M.I. Radar Handbook. Third Edition. The McGraw-Hill Companies, 2008. 1352 p.
Sun G., Wu L., Kuang Z., Ma Z., Liu J. Practical tracking control of linear motor via fractional-order sliding mode. Automatica. 2018. Vol. 94. P. 221 235. DOI: https://doi.org/10.1016/j.automatica.2018.02.011.
Wang Y., Wang C., Tao Y. Fast Frequency Acquisition and Phase Locking of Nonplanar Ring Oscillators. Appl. Sci. 2017. Vol. 7. Р. 10 32. DOI: https://doi.org/10.3390/ app7101032
Kihong S. On the Selection of Sensor Locations for the Fictitious FRF based Fault Detection Method. International Journal of Emerging Trends in Engineering Research. 2019. Vol. 7. Is. 7. P. 569 575. DOI: https:// org/10.30534/ijeter/2019/277112019.
ГОСТ 16465-70 Сигналы радиотехнические измерительные. Термины и определения. Изд-во стандартов. 1987. 27 с.
Kuts Yu., Protasov A., Lycenco Y. Dugin O. Bliznuk O. Uchanin V. Using Multidifferential Transducer for Pulsed Eddy Current Object Inspection. IEEE First Ukraine Conference on Electrical and computer engineering (Ukrcon). Conference Proceedings. May 29 –June 2, 2017. Kyiv, Ukraine. P.826–829. DOI: https://doi.org/1109/UKRCON.2017. 8100361
Тышко С.А., Смоляр В.Г., Забула О.Е. Анализ возможности использования двухполупериодного преобразования для измерения фазового сдвига гармонических сигналов с равной амплитудой. Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних Сил. 2013. №2 (30). С. 42 44.
Губін С.В., Тишко С.О., Забула О.Є., Черниченко Ю.М. Осцилографічний метод вимірювання фазового зсуву на базі двонапівперіодного перетворення. Радіоелектронні і комп’ютерні системи. 2019. Вип. 4(2019). С. 47–54 DOI: https://doi.org/:10.32620/ reks.2019.4.05
Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов: Второе издание. ООО. «Бином-Пресс». 2006 . 656 с.
