Устройство управления диаграммой направленности двумерных антенных решеток

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1582229 С 0 1 21/00 ЗОБРЕ ИС вуе де ь. часньшесигь такнальо нен и 4 иг. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(53) 621.396.677.73(088.8) (56) Теория автоматического управления, Межвузовский сборник научных трудов. М., 1979, с,153.1(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДИАГРАММОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ ДВУМЕРНЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК(57) Изобретение относится к гидролокационной технике. Цель изобретения - повышение точности управления диаграммой направленности (ДН) мерных антенных решеток. Устр-в управления содержит блок 1 упра ния, задающий г-р 2, управляемы лители 3 и 4 частоты, горизонта ный и вертикальные распределите 5 и 6 фаз и канальные делители тоты. Цель достигается путем ум ния ошибок при суммирования фаз налов горизонтального и вертика го распределителей 5 и 6 фаз, а же путем синхронизации работы к ных делителей 7 частоты от одно задающего г-ра 2, Даны ил. выло блока 1 управления, делителей 3 и распределителей 5 и 6. 4 ил.1582229 д = в д- -" з 3.Ы + "- в " в -"- вз.п/3 = Щ (и) + Л(р(ш) (1). 2 д й (иЪ . 2 И 6 а(ш) йп з э Изобретение относится к гидролокационной технике и может быть использовано для управления пространственным положением диаграмми направленности приемной или излучающей антенной5 решетки.Цель изобретения - повышение точности управления диаграммой направленности двумерных антенных решеток путем уменьшения ошибок при суймировании фаз сигналов горизонтального и вертикальных распределителей фаз, а также синхронизации работы канальньгх делителей частоты от одного задающего 15 генератора.На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - структурная схема блока управления; на фиг.3 - структурная схема 20 управляемого делителя частоты; на фиг.4 - структурная схема горизонтального и вертикального распределителей фаз.Устройство содержит блок 1 управле"25 ниязадающий генератор 2, первый управляемый делитель 3 частоты, и вторых управляемых делителей 4 частоты, горизонтальный распределитель 5 фаз, и вертикальных распределителей 3 О 6 фаз, пхпканальных делителей 7 частоты.Блок 1 управления содержит элемент 211-НЕ 8 и два идентичных канала: канал крена и канал дифферентаф 35 каждый из которых состоит иэ регистра 9 (1 О), постоянного запоминающегде Йи Й - расстояния между соседними элементами в горизонтальном ряду и вертикальном столбце соответственно;Й (Й) = 81 п о(р) - сдвиг7фаз между сигналами соседних элементов антенны, расположенных в одном и5 О том же горизонтальном ряду (вертикальном столбце).Формирование необходимого фазового распределения на элементах антенной, решетки с равномерным распределением в соответствии с формулой (1) по кодам значений углов поворота диаграммы направленности вокруг горизонтальной и вертикальной осей антенной решетки го устройства 11 (12) и дешифратора13 (14), входы 1 и 11 являютсявходами угла крена и дифферентасоответственно, вход 111 являетсявходом сброса,Первый 3 и второй 4 управляемыеделители частоты содержат реверсивный счетчик 15 и триггер 16, информационные входы являются входами ко"да коэффициента деленияГоризонтальный распределительфаз и вертикальный распределитель 6фаэ содержат группу элементов2 И-НЕ 17, реверсивный сдвиговый регистр 18 и резистор 19.В качестве канальных делителей 7частоты могут быть использованы счетчики 133 ИЕ 5.В основу принципа построенияустройства управления двумерных антенных решеток положена линейная зависимость сдвига фазы сигнала в каждом элементе линейной эквидистантнойантенной решетки эт его координат вплоскости антенны при повороте диаграммы направленности. Значение сдвига фазы Дупш сигнала на элементепш (п=1,2,3 ш=1,2,3) расположен ном в п-ом вертикальном столбце ив ш-ом горизонтальном ряду антенныотносительно сигнала на элементе пш,где п=1 и ш=1, при повороте диаграммынаправленности антенны вокруг вертикальной оси (крен) на угол о и вокруггоризонтальной оси (дифферент) наугол р определяется по формуле осуществляется устройством управлениядиаграммой направленности.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии на входы 1 и11 блока 1 управления поступаюткоды углов ориентации диаграммы направленности антенной решетки идалее на входы регистров 9 и 10,выходы которых задают .адреса коэффициентов деления К ( и К и командуправления (знак угла крена и дифферента) направлением сдвига горизонтального распределителя 5 фаз (ГРФ 5)и вертикальных распределителей 6фаз (ВРФ 6), выбираемых из постоянного запоминающего устройства .(ПЗУ)". 1 минК - коэффициент деления делителей 7,Делители 3 и 4 в заблокированном состоянии транслируют частоту задающего генератора 2 на выход 1, которая поступает на тактовые входы ГРФ 5 и ВРФ 6, Делители 7 по управляющим первым входам устанавливаются и удерживаются в исходном (нулевом) 511 и 12. Код Киэ ПЗУ состоянии единичными потенциалами Ч блока 1 пост пает нс упает на инфорацион- соответствующих выходов ВРФ 6, По ный вход делителя 3, а команда Знак заднему фронту импульса Сброс углы крена" с выхода 1 блока 1 пост па1 поступает сканирования диаграммы направленности фиксируются в регистрах 9 и 10 Код К э из ПЗУ 12 с выхо а Ч 1 б2 с выхода Ч 1 блока и разблокируется делитель 3, а ГРФ 5 1 поступает на информационный входустанавливается врежим последователь- делителя 4, а команда "Знак иффе енного сдвига, направление которого та" с выхода 111 блока 1 пост пает1 поступает 0 определяется знаком угла крена, Делина вход направления сдвига ВРФ 6. тель 3тель делит частоту задающего гене- Значения коэффициентов деления дели- рато а 2ратора с коэффициентом К( деления. телей 3 и 4 определяются требуемыми По фронту импульса делителя 3 первая, углами сканирования диаграммы направ- а с каждым новым импульсом последуюленности антенной решетки какУ щие ячейки ГРФ 5 последовательно уста- округленные до целого числа величины навливаются в нулевое состояние при по формулам:ФЯ Д(этом разблокируются соответствующиеК= - , К =, (2)о, э им делители 4 и ВРФ 6. Каждый делительминЧмин 4 с момента его разблокирования нагде Ду -фазовый сдвиг мемин жду сигна чинает делить частоту задающего лами решетки, генератора 2 с коэффициентом деленияДля общего случая можно принять К Прири этом они формируют одинакочто угол крена ( с 1 О) и гол.ифе ента 0 пу л диф- вые частоты но сдвинутые по ф ф р (/3) положительны, Так величину эадержкФаэе нау задержки между фронтами имкак углы положительны, то на выходах 25 пуль нпульсных напряжений на выходах дешифраторов 13 и 14 команды сброса ячеек ГРФ 5 Ч ГРФ 5 ВРФ 6и не формируются т.еячеек . астота с каждого делитеРую уе ля 4 поступа гт на соответствующий ей с выходов 11 и 1 Ч блока 1 на входы ВРФ 6 В . ВРФ 6 фсе формируют фронты сброса ГРФ 5 и ВРФ 6 соответственно импульсных напряжений, учитывающие фапоступает нулевой потенциал. Единич- " зовый30 зовый сдвиг как по горизонтали, т,е. ный потенциал (сброс) поступает намежду одноименными выходами вертикаль- вход 1 П блока 1 и на вход сб осад Р ных столбцов антенной решетки, так и делителя 3, блокируя его работу и по вертикали, т.е, по сдвигом между вход начальной установки ГРФ 5 кото 9 соседними выходами в столбцах, равным рый при этом находится в режиме парал- периоду35следованияимпульсов навыходах лельной записи. На выходах ГРФ 5 - еди- делителей 4 Дей .Делители 7 с моментапоступничные потенциалы, которые блокируют ления на управляющие первые входы делители 4 и удерживают.в ежиме парежиме па- сигналов разрешения с выходов ВРФ 6 раллельной записи ВРФ 6 которые имеют осущУ осуществляют деление с постоянным на своих выходах единичные потенциа коэффициентом К сигналов задающего лы. Частота задающего генератора 2 генгенератора . Таким образом, на вы 2 Т поступает на товый вхорос " д делителей ходах делителей 7 формируются сигна и 4 и входы 11 делителей 7. Она лы рабочей частоты, учитывающие сумму определяется величиной выбранного фаэоаэовых сдвигов соответствующих минимального фазового Щ вига межясд меж 45 ячеек горизонтального 5 и вертикальду сигналами соседних элементов ан- н х 6ных распределителей фаэ. При смене тенной решетки и значеа ением рабочей угла сканирования диаграммы направчастоты Г антенны в соответствР етствииленности антенной решетки на вход 111 с формулой блокп 1 поступает импульс "Сброс"У50 который производит начальную установку всех блоков и узлов устройствауправления диаграммой направленностиантенных решеток и после его окончания процесс, описанный выше, начинается сначалаПри использовании предлагаемогоустройства для управления диаграммойнаправленности излучающей антенны сигналы с необходимым азовым распределе 1582229Нием поступают на элементы антеннойрешетки с выходов КДЧ через усилитеЛи мощности,11 ри использовании предлагаемогоустройства для управления диаграм 5мой направленности приемной антеннойрешетки выходные сигналы делителей 7используются как гетеродины с необходимым фазовым распределением Компенсация фаз сигналов плоской акустиЧеской волны, приходящей на элементыантенной решетки с заданного направения, обеспечиваются на промежуточной частоте в преобразователях часто1 ы, выходныесигналы которых суммируются в общий эхо-сигнал,Таким образом, предлагаемое уст-,ройство позволяет (по сравнению с известными) с более высокой точностьюформировать фазовые распределения вэлементах антенной решетки, а следовательно, и обеспечить более точное ориентирование диаграммы направленности относительно плоскости ан-, 25тенны в заданном направлении.Формула изобретенияУстройство управления диаграммой направленности двумерных антенных решеток, содержащее блок управления, первый и второй входы которого являются входами устройства, а вертикальных распределителей фаз, последовательно соединенные задающий генератор, первый управляемый делитель частоты и горизонтальный распределитель фаз, второй вход которого, объединенный с вторым входом первого управляе- о мого делителя частоты, подключен ктретьему входу блока управления, выходы которого соединены соответственнопервый и второй с третьим и четвертымвходами горизонтального распределителя фаз соответственно - третий ичетвертый с объединенными первымии объединенными вторыми входами вертикальных распределителей фаз, соответственно пятыйс третьимвходом первого управляемого делителя частоты,а шестой - с первым входом второгоуправляемого делителя частоты, второй вход которого соединен с выходомзадающего генератора, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления в неговведены пхщ канальных делителей частоты и (и) вторых управляемых делителей частоты, объединенные первыевходы которых подключены к шестомувыходу блока управления, выход каждо-,го из и вторых управляемых делителейчастоты соединен с третьим входомсоответствующего вертикального распределителя фаз, первые выходы которых соединены с первыми входами соответствующих канальных делителей частоты, объединенные вторые входы которых подключены к объединенным вторымвходам вторых управляемых делителейчастоты, третий вход каждого из которых,. объединенный с четвертым входомсоответствующего вертикального распределителя фаз, подключен к соответствующему выходу горизонтального распределителя фаз, выходы канальных де-.лителей частоты являются выходамиустройства.1582229 ИиморизанявЮдь йюдащаЮгеги с Фею Составитель А,Немцоваредактор А.Ревин Техред Л,Серщокова ректор С.Черн 2091 Тираж 454 Подписное Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5 Зака КНТ ССС ВНИИП Гагари 11 1Производственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгор