Устройство для моделирования диаграммы направленности антенны

О П И С А Н И Е )935967ИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик(61) Дополнительное к авт, свнд-ву(5)М. Кл,(22) Заявлено 08,10. 80 (21) 2995838/18-2 Й с присоединением заявки ЛЙ С 06.Е 15/20 Гооударотеенный комятет СССР(23)Приоритет но делам изобретений и открытий.(72) Авторы изобретения С. Н. Лехин и А. И, Спиридонов Псковский филиал Ленинградского ордена Ленина политехнического института им. М. И. Калинина(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ1Изобретение относится к специализированным средствам вычислительнойтехники и может быть использованопри моделировании диаграмм направленности антенн в радио и гидролокационных тренажерах и имитаторах,Известна электронная схема имитации диаграммы направленности, содер.жащая следящий привод, схему формирования огибающей диаграммы направленности и модулятор 11,Недостатками схемы являются наличие механических узлов, невысокая точность моделирования и нереальная форма огибающей диаграммы направленности антенны.Известен имитатор диаграммы направленности, содержащий генератор качающейся частоты, .генератор фиксированной частоты, фильтры и амп литудный детекторЯИзвестному устройству присущи нереальная форма огибающей, ее нестабильность и сложность перестройкиформы огибающей,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяимитатор диаграммы направленности,содержащий генератор временной развертки, выход которого подключен ковходу функционального преобразова-.;теля, представляющего блок нелинейности, выход которого являетсявыходом устройства. Такое устройство позволяет в принципе сформировать диаграмму направленности любойформы 31,Однако устройство обладает ограниченными функциональными возможностями: уровни максимумов одноименных боковых лепестков, расположенных справа и слева от главного максимума, всегда одинаковы, нет установки исходного положения антенныи цели, не имитируется вращениеантенны в обе стороны, нет возможности имитации неподвижной антенны.935967 иэ"за применения аналоговых узловФв функциональном преобразователе, точность воспроизведения формы диаграммы направленноеи,невысока,Цель изобретения- повышение точности моделирования.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем функциональный преобразователь.и генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу функционального преобразователя. функциональный преобразователь содержит элемент И, реверсивный счетчик блок вычитания и цифровой запоминающий блок, причем первый вход элемента И является информационным входом функционального преобраэова" теля, второй вход элемента И является входом запуска устройства, выход элемента И соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выход которого подключен.к первому входу блока вычитания, выход которого соединен с адресным входом цифрового запоминающего блока, выход которого является выходом устройства, второй вход блока вычитания и управляющий вход реверсивного счетчика являются соответствующими входами устройстваНа фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2-4 - диаграммы, поясняющие работу,Устройство содержит генератор 1импульсов, функциональный преобразователь 2, включающий элемент И 3,со входом запуска 4, реверсивныйсчетчик 5 с информационным 6 и управляющим 7 входами , блак 8 вычитания и цифровой запоминающий блок 9.Перед началом работы имитатора вблок 9 заносится информачия о форме,диаграммы направленности. Число запоминающих ячеек определяется требу".емой точностью формирования диаграммы направленности по углу и определяется из соотношения. И =о-3 огде Р - требуемое угловое разрешение в градусах, которое выбираетсятак, чтобы И получалось целым.Информационная емкость ячейки выбирается исходя из требуемой точности воспроизведения диаграммы нап.равленности по уровню.Условно информация записанная вцифровом запоминающем блоке 9 показана на фиг. 2, где по гориэонталь 4ной оси отложен номер ячейки Й, а по вертикальной - уровень нормирования диаграммы направленности.В ячейку с нулевым номером, записывается код уровня нормированной диаграммы направленности, соответствующий 0 для фиксированного положения антенны в выбранной системе координат (фиг. 3).Устройство может работать в трех режимах: имитация неподвижной диаграммы направленности; имитация вращающейся по часовой стрелке диаграммы направленности; имитация вращающейся против часовой стрелки диаграммы направленности.В первом режиме устройство работает следующим образом.На входе 4 разрешающее напряжение отсутствует и импульсы с генератора 1 на реверсивный счетчик 5 не проходят. На вход 6 однократно подается в цифровом виде информация о начальном угловом положении главного максимума диаграммы направ" ленности антенны А = .д9 дНа второй вход блока 8 вычитанияйподается в цифровом виде информация об угловом положении цели А,=-фсч, где с 1 и д, - углы, определяющйе положение главного максимума диаграммы направленности и цели (фиг.4).Информация о яачальном угловом положении главного максимума диаграммы направленности с выхода счетчика 5 поступает. на первый вход блока 8 вычитания, который формирует в цифровом коде значение угла хаРактеризующего угловое положение цели относительно главного максимумадиаграммы направленности антенны,Блок вычитания работает по алгоритА -А, А-А)0д 60 +(Д - А ) А - А(0 Под действием выходного сигнала блока вычитания происходит выборка ячейки с номером Г цифрового запоминающего блока 9, и информация об уровне нормированной диаграммы направленности, соответствующая заданному угловому положению цели и антенны,поступает на выход в вире цифрового кода.Во втором режиме в ясходнсм состоянии элемент И 3 закрыт, на вход7 поступает сигнал, переводящий реверсивный счетчик 5 в режим сложения.После этого сигналом, приходящим навход ч, элемент И 3 открывается ичерез него на счетный вход реверсивного счетчика 5 поступают импульсыот генератора 1 импульсов, При этомтекущее значение кода на выходеблока 8 уменьшаетсяна единицу сприходом каждого импульса. Начинаяс номера Г происходит последовательное уменьшение номера выбираемог"ячейки цифрового запоминающего б:ока9, Таким образом, на выходе устройства формируется в коде, развернутая во времени,начиная с угла Г,нормированная диаграмма направленности антенны. При этом происходитимитация вращения диаграммы направленности по часовой стрелке. Про 36 охождениюимпульсов генераторасоответствует имитация одного полного оборота антенны.Емкость реверсивного счетцика 6Эбсвыбирается равной , поэтомупосле вычитания Г имйульсов происходит переход из состояния 0 в сос 360тояние- 1,дС изчезновением сигнала на входе11 устройство имйтирует остановившуюся диаграмму, причем угловое положение антенны относительно цели зависит от момента прекращения имитации вращения.Для работы в третьем режиме навход 7 устройства подается сигнал,переводящий реверсивный счетчик 5 в режим вычитания. Принцип работы устройства аналогичен описанному длявторого режима, но при поступленииимпульсов генератора 1 на вход реверсивного счетчика 5 происходит пос+ледовательное увеличение номера ячейки, выбираемой иэ цифрового запоминающего блока 9, что соответствуетимитации вращения диаграммы направленности против часовой стрелки.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет решать более широкий класс задач, цем известное.Подавая сигнал с выхода устройства на цифро-аналоговый преобразователь, можно получить огибающую диаграммы направленности антенны в аналоговой форме.Используя цифро-аналоговый модулятор на цифровой вход которого подается сигнал с выхода устройства, а на аналоговый - эхо-сигнал, мож 45 50 5 5 1 О 15 20 25 30 35 40 но получит.ь эхо-сигнал, промодулированный огибающей диаграммы направленности антенны.При подаче сигнала с выхода реверсивного счетчика 5 через согласующее устройство на индикатор кругового обзора, можно получить на экране перемещающуюся отметку об угловом положении антенны и яркостную отметку цели.Меняя частоту следования импульсов генератора, можно имитировать различные скорости вращения антенны, Отсутствие механических узлов позволяет устранить ошибки при имитации угловых положений цели и антен г ны и получить высокое быстродействие устройства. Вводя текущие данные об угловом положении цели на вход блока вычитания, меняя соответствующим образом задержку эхо-сигнала, можно имитировать перемещение цели по уг- лу и дальности.При необходимости оперативной смены информации о диаграмме направленности в качестве цифрового запоминающего блока возможно применение ОЗУ, в которое информация заносится от специального внешнего вычислительного устройства.Достоинством устройства является воэ-. можность имитации диаграмм направленности любой Формы с требуемой точностью.формула изобретенияУстройство для моделирования диаграммы направленности антенны, содерф жащее генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу функционального преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, Функциональный преобразователь содержит элемент И, ре версивный счетчик, блок вычитания и цифровой запоминающий блок, причем первый вход элемента И является информационным входом функционального преобразователя, второй вход- элемента И является входом запуска устройства, выход элемента И соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выход которого под"ключен к первому входу блока вычита.ния, выход которого соединен с адресным входом цифрового запоминающего блока, выход которого является выходом устройства, второй вход блока вычитания и управляющий вход реверсивного счетчика являются соот935967 СоставителТехред Д,фукаловинец Корректор О. Бил едактор Т, Парфенов Заказ 4214/53 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 731 НИИПИ Государственноло к по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рау