Устройство управления ферритовым фазовращателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЕ СК 1РЕСПУБЛИК 1774282 2 НИЕ И И Б И Е К АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬС 61) 1599794 (21) 4935269/О (22) 08.05,91 (46) 07.11,92, Б (72) А.М.Голи ботько и С,Н,З (56) Авторское % 1599794, кл юл, %41к, К:.А.Клейменовотовсвидетельство СС 6 01 В 25/00 198 А,Б НИЯ ФЕРРИ ЛЕМуправления лучом й решетки, Сущержит суммирую- ватель код в вре, ент ИЛИ, второй выходом преобраГОСУДАРСТВЕННЪИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО УПРА ТОВЫМ ФАЗОВРАЩАТЕ (57) Использование; для фазированной антенно ность изобретения: сод щий счетчик, преобрэзо первый логический элем вход которого соединен с В основном авт, св. ч". 1599794, кл.0 01 й 25/00, описано устройство управления ферритовьм фазовращателем, содержащее сдвиговый регистр, преобразователь код - время, перьый вход которого подключен к выходу сдвигового регистра, первый логический элемент ИЛИ. второй вход которого соединен с выходом преобразователя код-время, блок коммутации, первый вход которого подключен к соединенным между собой первому входу первого логического элемента ИЛИ и второму входу преобразователя код - время и является первым управляющим входом устройства, второй и третий выходы являются соответственно вторым и третьим управляющими входами устройства, четвертый вход подключен к выходу первого логического элемента ИЛИ, э выход является выходом устройств, блок управления, вход котооого соединен с первым управляющим вх эдом устройства. а первый 01 В 25/00, Н 01 Р 1/3 зователя код-время, и блок коммутации, первый вход которого подключен к соединенным между собой первому входу первого логического элемента ИЛИ и второму входу преобразователя код - время. Вход блока управления соединен с первым управляющим входом устройства, а его первый выход соединен с третьим входом преобразователя код - время, Первый вход второго логического элемента ИЛИ соединен с вторым входом блока управления, а его выход подключен к входу суммирующего счетчика, Выход сдвигового регистра подключен к входу преобразователя код - время через введенный сумматор-вычитатель, к другому входу которого подсоединен информационный выход введенного блока памяти. 2 ил. выход подключен к третьему входу преобразователя код - время, а также второй логический элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым выходом блока управления, второй вход является информационным входом устройства, а выход подключен к входу сдвигового регистра.Недостаток данного устройства заключается в том. что остается нескомпенсированной систематическая составляющая погрешности производственного разброса характеристик фазовращателей, величина которой изменяется с изменением температуры окружающей среды и рабочей частоты излучения ФАР. Это приводит к росту боковых лепестков диаграммы направленности и увеличению погрешностей установки луча ФАР.Цель изобретения - уменьшение погрешностей установки фазовых состояний путем обеспечения компенсации температурного и частотного разброса характеристик.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управления ферритовым фа.зовращателем по авт, св. М 1599794 выход сдвигового регистра подключен к входу преобразователя код - время через введенный сумматор-вычитатель, к другому входу которого подсоединен информационный выход введенного блока памяти, а к знаковому входу подключен знаковый выход блока памяти, первый и второй адресные входы которого являются соответственно входами кодов температуры окружающей среды и рабочей длины волны.На фиг,1 приведена структурная схема устройства управления ферритовым фазовращателем; на фиг,2 - эпюры напряжений, поясняющие принцип работы устройства,Устройство управления ферритовым фазовращателем содержит блок 1 управления, первый логический элемент ИЛИ 2, сдвиговый регистр 3, преобразователь 4 код - время, второй логический элемент ИЛИ 5, блок 6 коммутации, сумматор-вычитатель 7, блок 8 памяти,.Второй вход первого логического элемента ИЛИ 2 является информационным входом 9 устройства, Первый, второй и третий входы блока 6 коммутации являются соответственно первым 10, вторым 11 и третьим 12 управляющими входами устройства, а выход является выходом устройства. Установочный вход 13 суммирующего счетчика 3 соединен с выходом установочных импульсов центрального процессора радиотехнического устройства,На первый адресный вход 14 блока 8 памяти подается двоичный код температуры окружающей среды, на второй адресный вход 15 поступает двоичный код рабочей длины волны радиотехнического устройства,Разрядность Р сдвигового регистра 3, блока 6 памяти и сумматора-вычитателя 7 зависит от требуемой точности управления лучом ФАР.Вход 16 преобразователя код-время 4 соединен с выходом счетных импульсов центрального процессора радиотехнического устройства.Величина Р определяется максимальным числом импульсов, составляющим код К команды управления, которая поступает на информационный вход устройства, как Р = о 92 К.На фиг.2 изображены эпюры напряжений, поясняющие работу устройства, осуществляющего переключения с дискретом Л р= 90.Особенностью управления невзаимным ферритовым фазовращателем является не-. обходимость его переключения в периоды между режимами работы радиотехнического устройства (" Прием" и "Передача" ),От центрального процессора радиотехнического устройства сигнал "Лог. 1" подается на второй управляющий вход 11 устройства при работе РЛС в режиме "Передача" или на третий управляющий вход 12 -5 10 в режиме "Прием" (фиг.2, эпюры к, и), обеспечивая тем самым учет независимости характеристик фазовращателя.На первый управляющий вход 10 устройства от центрального процессора радиотехнического устройства поступают импульсы перефазировки (фиг.2, эпюра а). Эти импульсы приходят одновременно на вход блока 1 управления, второй вход преобразователя 4 код - время, первый вход логического элемента ИЛИ 5 и первый вход блока 6 коммутации, инициируют работу всего устройства,На информационный вход 9 устройства от командного устройства системы управления лучом ФАР поступает команда установки фазовращателя в состояние, обеспечивающее заданное положение луча ФАР в пространстве (команда управления, фиг.2, эпюра в). Этот код проходит через логический элемент ИЛИ 2 (фиг.2, эпюра г) и определяетсостояние сдвигового регистра 3 (фиг.2, эпюра д). Предварительно на установочный вход 13 регистра 3 поступает сигнал "Установка 0" (фиг.2, эпюра б), который обнуляет все его выходы.Управление состоянием ферритового фазовращателя в данном устройстве осуществляется путем изменения длительности управляющего импульса, который формируется преобразователем 4 код - время (фиг.2, эпюра ж) в соответствии с двоичным кодом на его первом входе (см, описание авт. св. Р 159994)Управляющий импульс через логический элемент ИЛИ 5 поступает на четвертый вход блока 6 коммутации (фиг.1).Таким образом, перед каждым режимом работы радиотехнического устройства (" Прием" или "Передача" ), на четвертый вход блока 6 коммутации поступают после 55 15 20 25 30 35 40 45 50 довательно импульс перефазировки, длительность которого достаточна для намагничивания феррита до насыщения (фазовый сдвиг равен "0"), и управляющий импульс, длительность которого определяет фазовое состояние фазовращателя (фиг.2,эпюра 3). Блок 6 коммутации, управляя полярностью этих импульсов в зависимости от режима работы радиотехнического устрой1774282 ства, обеспечивает учет невэаимности характеристик фазовращателя (фиг.2, эпюра л),Погрешность установки Фазового состояния гпп-го фазовращателя (гп - номер строки, п - номер столбца ФАР), обусловлснная производственным, температурным и частотным разбросом его характеристик, определяется выражением:(,Л) где осист (гп,п) - систематическая составляющая погрешности установки состояния гпл-го фаэовращателя для конкретных значений температуры окружающей среды т и рабочей длины волны Л;(т, Л)гр (гп,п) - случайная составляющая погрешности установки состояния гппго фазовращателя;(пт,п) - номер дискретного состояния п 1 п-го фазовращателя,Поэтому после установки фазовращателей ФАР в дискретное состояние в соответствии с заданным направлением излучения и начальной фазой тока возбуждения соответствующего излучателя уЪач (пт,п) осуществляется периодическое переключение одновременно всех фазовращателей ФАР в очередное дискретное состояние с таким расчетом, чтобы эа время пребывания луча ФАР в заданном направлении каждый фазовращатель принял все свои дискретные состояния в течение одинаковых отрезков времени.В соответетвии с изложенным код управления фазовращателем птп-го излучателя ФАР, поступающий на вход сумматора-вычитателя 7 с выхода сдвигового регистра 3, определяется выражением: рД) (,п):у- ( гп,п + ач гп,п+ 0,5)+ 5), (2) где Ептх 1 - целая часть числа (х 1;отр (гп,п) - требуемое значение фазы тока возбуждения п 1 п-го излучателя в соответствии с заданным положением луча;Я - номер фазовой подставки, поступающей в младшие разряды фазовращателей ФАР с каждым зондированием (Я = О, 1, 2,2 Р - 1).Выражение, заключенное в соотношении (2) в фигурные скобки, позволяет определить номер дискретного состояния птп-го фазовращателя(гп,п) ( =: 1, 2, 2 Р).Одновременное переключение всех Фаэовращателей ФАР осуществляется с по мощью блока 1 управления (Фиг,1), В этомслучае осуществляется компенсация случайной составляющей погрешности установки Состояния фазовращателя(т 0,Л)10 р (п 1,п), т,к,2 1 ( Л)ср (гп,п) =- О, (3) 2 Р - 1 э=о Усреднение по 5 соответствует использованию основного устройства. При этом погрешность установки состояния фазовра(, тЛ)щателя д р . (пт,п) сводится к систематической составляющей, величина которой изменяется с изменением температуры окружающей среды и рабочей длины волны из-за наличия температурного и частотного разброса в характеристике фазовращателя,(т", Л)Компенсация погрешностиусист (п 1,п) в предлагаемом устройстве осуществляется с помощью блока 8 памяти и сумматора-вычитателя 7, На основании результатов измерений погрешностей установки дискретных состояний фазовращателя для конкретных значений температуры окружающей среды(у, тЛ) 10 и рабочей длины волны Лд уэ (щ,п)(с,Л) рассчитывается значение тсист (Гп,п) В соответствии с выражением:(т 0,Л)басист (пт,п) =2 Р - (, Л)- д (.) (4)2 Р - 1 Я=О Значения дополнительного фазовогосдвига50 (т,Л) (т, Л)одоп (гп,п) = - Г/басист (пт,п, (5) полученные для 0 поддиапазонов рабочих частот и 0 т поддиапазонов рабочих темпе 55 ратур, заносятся в блок 8 памяти,Необходимый обьем памяти блока 8 0 зависит от требуемой точности установки состояния фазовращателя и определяется выражением; 0 = 0.0 Р, бит, (6)1774282 Фиг. 1 где Р - разрядность сдвигового регистра 3 и .;умматора-вычитателя 7,Сумматор-вычитатель 7 осуществляет алгебраическое сложение кода команды уп(з)равления рупр (п,п) и дополнительного фа(,Л)зового сдвига (одоп (щ,п) (фиг.2, эпюра е), величина и знак которого определяются диапазоном рабочих температур и длины волн, коды т и Л которых поступают на адресные входы блока 8 памяти от центрального процессора радиотехнического устройства.Положительный эффект предложенного технического решения состоит в уменьшении пвгрешностей 1 становки фазового состояния фазовращателя при изменениях температуры окружающей среды и рабочей длины волн излучения и повышении точности управления лучом ФАР, Это обеспечивается тем, что в отличие от прототипа в предлагаемом устройстве с помощью введенных в него блоков 7 и 8 осуществляется компенсация температурного и частотного разброса характеристик фазоврэщэтеля.5 Формула изобретения Устройство управления ферритовым фазовращателем по авт. св, М 1599794, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения 10 погрешности установки фазовых состоянийпутем обеспечения компенсации температурного и частотного разброса характеристик, выход сдвигового регистра подключен к входу преобразователя код - время через 15 введенный сумматор-вычитатель, к другомувходу которого подсоединен информационный выход введенного блока памяти, а к знаковому входу подключен знаковый выход блока памяти, первый и второй ад ресные входы которого являются соответственно входами кодов температуры окружающей среды и рабочей длины волны,1774282 Фиг. 2 Составитель А.ГоликТехред М,Моргентал Корректор Б.Федотов Редакт ереши оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 аказ 3925 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5