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

Rozważono kwestię możliwości zmniejszenia błędu pomiaru przesunięcia fazowego sygnałów radiowych metodą ortogonalną z wykorzystaniem 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 wykorzystaniem analogowych 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:

przesunięcie fazowe, metoda ortogonalna, demodulator kwadraturowy, kontrola nieniszcząca

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).

Badanie możliwości zmniejszenia błędu pomiaru przesunięcia fazowego sygnałów radiowych. (2025). Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 15(3), 67-72. https://doi.org/10.35784/iapgos.7261

Biogramy autorów

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

Profesor, doktor nauk technicznych, specjalność - urządzenia optyczne i spektroskopia, wydział budowy instrumentów Politechniki Kijowskiej. Zastępca przewodniczącego naukowej rady ekspertów ds. budowy instrumentów Ministerstwa Edukacji i Nauki Ukrainy

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

Adiunkt w Katedrze Automatyki i Zintegrowanych Technologii Komputerowych Narodowego Uniwersytetu Technicznego Ukrainy „Politechnika Kijowska im. Igora Sikorskiego”, Wydział Inżynierii Pomiarowej.

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

Adiunkt w Katedrze Produkcji i Inżynierii Instrumentów na Wydziale Inżynierii Instrumentów, Narodowy Uniwersytet Techniczny Ukrainy „Politechnika Kijowska im. Igora Sikorskiego”

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

Numer Tom 15 Nr 3 (2025)

Archiwum

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Authors

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Bibliografia

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Licencja

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

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

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