Устройство для встроенного контроля дискретно коммутационной антенной решетки с -диодными фазовращателями и со строчно-столбцевым фазированием

(53)5 0 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОР оэи О И СО(56) Авторское свидетельство СССРР 417864, кл. Н 01 0 21/08, 1974.Авторское свидетельство СССРМ 813555, кл, Н 01 0 21/08, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСТРОЕКОНТРОЛЯ ДИСКРЕТНО-КОММУТАНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ С РЮНЫМИ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯМИ1. Изобретение относится к радиотехнике и может быт использовано к системах встроенного контроля дискретно-коммутационных антенных решеток с рп-диодными фазовращателя ми.Известно устройство для встроенного контроля дискретно-коммутационной антенной решетки с ри-диодными фазовращателями и со строчно-столбцовым фазированием (1), содержащее синхронизатор, соединенный с вычислителем фаз антенной решетки и блоком съема кода неисправного фазовращателя. ц электронных ключей в каждой строке 1 - число разрядов рп-диодного фазовращателя), управляемые синхронизатором и присоединенные к блоку сравнения кодов, вторые входы которого соединены с вычислителем кодов фаз антенной решетки. Это устройство имеет низкую помехозащищенность и малую надежность.Перечисленные недостатки устранены в другом известном устройстве для встроенного контрол (2), которое является наиболее близким по технической гущности к СТРОЧНО-СТОЛБЦОВЫМ ФАЗИРОВАНИЕМ(57) Использование, встроенный контроль дискретно-коммутационных антенных решеток с расширенными функциональными возможностями, Сущность изобретения; устройство содержит сумматоры первой и второй групп, р 1 п-диодные фазовращатели, логические элементы ИЛИ первой, второй, третьей и четвертой групп, синхронизатор, блок сьема кода неисправного фазовращателя, амплитудные селекторы и логический элемент И, 1 з,п,ф-лы, 6 ил,предлагаемому изобретению и выбрано в качестве прототипа,Известное устройство для встроенного контроля дискретно-коммутационной антенной решетки с р 1 п-диодными фазовращателями и .строчно-столбцовым фазированием содержит синхронизатор, первый выход которого соединен со входом вычислителя кодов фаз антенной решетки, а второй выход подключен к первому входу блока сьема кода неисправного фазовращателя, электронные ключи в каждой строке, управляющие входы которых соединены со вторым М-разрядным (Й - число строк антенной решетки) выходом синхронизатора, а выходы подключены к первому И-разрядному входу блока сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом вычислителя кодов фаз антенной решетки, а выход подключен ко второму входу блока сьема кода неисправного фазовращателя, выход которого является выходом устройства, логические элементы ИЛИ, подключенные выходами ко входу каждого электронного ключа, а каждый анод рп-диодов фазовра10 15 20 25 30 35 40 45 50 щателей одной строки соединен со входом логического элемента ИЛИ через дифференцирующие цепи,Однако известное устройство не обеспечивает высокую достоверность контроля.Целью изобретения является повышение достоверности контроля,Положительный эффект предлагаемогоустройства состоит в том, что в отличие от прототипа устройство реагирует на обрывы в цепях р 1 п-диодов и распознает вид отказа р 1 и-диода короткое замыкание или обрыв),Поставленная цель достигается тем, что в устройство для встроенного контроля дискретно-коммутационной антенной решетки с р 1 п-диодными фазовращателями и со строчно-столбцовым фазированием, включающее синхронизатор, выход которого подключен к первому входу блока съема кода неисправного фазовращателя, выход которого является первым выходом устройства, ч электронных ключей первой группы, вход каждого из которых подсоединен к выходу соответствующего логического элемента ИЛИ первой группы, ауправляющие входы к первомуразрядному выходу синхронизатора, дополнительно введены МЙО электронных ключей второй группы, МИО электронных ключей третьей группы,Й электронных ключей четвертой группы, МИО амплитудных селекторов, й логических элементов ИЛИ второй группы и логический элемент И, причем вход вио-го амплитудного селектора подключен к аноду р 1 и-диода ц-го разряда фазовращателя, гига стобца и и-й строки(в =1М; и =1, 1 ч; с = 1,.О), первый выход - к входу вио-го электронного ключа второй группы, а второй выход - к входу впц-го электронного ключа третьей группы, выход которого подсоединен к пщ-му входу и-го логического элемента ИЛИ второй группы, э вс 1-й вход и-го логического элемента ИЛИ первой группы подключен к выходу впо-го злектронного ключа второй группы, выход каждого логического элемента ИЛИ второй группы через и-й электронный ключ четвертой руппы подключен к первому входу логического элемента И, к второму входу которого подсоединены выходы электроннйх ключей пе рвой группы, э также второй вход блока съемакода неисправного фазовращателя, выход логического элемента И является вторым выходом устройства, управляющие входы каждого вис 1-го электронного ключа второй и третьей групп объединены и подключены к р-й и.-разрядной линии в-й шины второго выхода сийхронизатора вход которого является управляющим входом устройства, упрэвляющий вход и-го электронного ключа четвертой группы подсоединен к управляющемувходу и-го электронного ключа первой групКроме того, амплитудный селектор содержит последовательно соединенные пороговый элемент с инверсным выходом,вход которого является входом амплитудного селектора, и логический элемент И-НЕ,выход которого является первым выходомамплитудного селектора, интегрирующуюЯС-цепь, вход которой подсоединен ко входу порогового элемента с инверсным выходом, а выход подключен ко второму входулогического. элемента И - НЕ и является вторым выходом амплитудного селектора,Наличие отличительных признаков приводит к повышению достоверности контроля.На фиг. 1 приведена структурная схемаустройства для встроенного контроля дискретно-коммутационной антенной решетки;на фиг, 2 - структурная схема амплитудногоселектора; на фиг. 3 - схема включения р 1 и-,диода; на фиг. 4 - эпюры напряжений, поясняющие функционирование исправногори-диода; на фиг, 5 - эпюры напряжений,поясняющие выявление отказавшего р 1 идиода (обрыв в цепи рп-диода); нэ фиг. 6 -эпюры напряжений, поясняющие принципвыявления отказавшего р 1 и-диода (короткоезамыкание в цепи ри-диода).Устройство для встроенного контролядискретно-коммутационной антенной решетки содержит (фиг, 1): логические элементы ИЛИ первой группы 1, р 1 и-диодныефэзовращатели 2, электронные ключи первой группы 3, синхронизатор 4,блок 5 съемакода неисправного фазовращателя, амплитудные селекторы 6, электронные ключивторой группы 7, электронные ключитретьей группы 8, логические элементыИЛИ второй группы 9, электронные ключичетвертой группы 10, логический элемент И11,Вход синхронизатора 4 подключен кцентральному процессору радиотехнической системы, а выходы блока 5 и логического элемента И 11 соединены со входящим всостав антенной решетки устройством, осуществляющим компенсацию погрешностейреализации заданного амплитудно-фазового распределения на ее раскрыве, и подключены к системе отображения информациирадиотехнической системы.В состав амплитудного селектора 6 входят (фиг, 2) пороговый элемент 12 с инверсным выходом, логический элемент И-НЕ 13и интегрирующая ВС-цопь 14, При этом входпорогового элемента 12 является входомщателей этой строки, 55Сигнал "логическая 1" на выходе логического элемента ИЛИ 1 первой группы соответствует неисправному состоянию контролируемого в данный момент рп-диода, Если в тот же момент времени на выходе амплитудного селектора 6, выход логического элемента И-НЕ 13 - первым выходомамплитудного селектора 6, а выход интегрирующей ВС-цепи 14 - вторым выходом амплитудного селектора 6,Устройство для встроенного контроля дискретно-коммутационной антенной решетки работает следующим образом;Система управления лучом антеннойрешетки производит в момент изменения направления излучения перефазировку элементов, Перефазировка элементов антенной решетки начинается с предварительнойустановки ри-диодных фазовращателей 2 внулевое состояние, при котором все ри-диоды обесточены,После установки всех ри-диодных фазовращателей 2 в состояние, соответствующие выбранному направлению излученияантенной решетки, на вход синхронизатора 4 поступает импульс управления от центрального процессора радиотехнической системы, С приходом импульса управления синхронизатор 4, управляя состояниямиэлектронных ключей 3, 7, 8 и 10, осуществляет опрос состояний ри-диодов в следующей последовательности; ри-диод 1-го разряда фазовращателя, расположенного а 1-ой строке 1 -го столбца; ри-диод 2-го разряда фазовращателя, расположенного в 1-й строке 1-го столбца, ри-диод о-го разряда фазовращателя (ц - число разрядов ридиодного фазовращателя), расположенного в 1-й строке 1-го столбца; ри-диод 1-го разряда фазовращателя, расположенного в 1-й строке 2-го столбца; ри-диод 2-го разряда фазовращателя, расположенного в 1-й строке 2 -го столбца, ри-диод ц-го разряда фазовращателя, расположенного в 1-й строке 2-го столбца, ., ри-диод 1-го разряда фазовращателя, расположенного в 1-й строке М-го столбца; ри-диод 2-го разряда фазовращателя, расположенного в 1-й строке М-го столбца, , ри-диод ц-го разряда фазовращателя, расположенного в 1-й строке М-го столбца; далее осуществляется аналогичная проверка состояний ри-диодов фазовращателей, расположенных во 2-й строке, затем в 3-й и т,д. до ч-й строки,:В процессе контроля состояний ри-диодов на выходах соответствующих анализируемой строке логических элементов ИЛИ 1 и 9 (см. фиг, 1) формируются сигналы, характеризующие состояния ри-диодов фазовра 1020253035404550 логического элемента ИЛИ 9 второй группы -логический О", то это соответствует короткому замыканию в цепи контролируемого рп-диода, а если "логическая 1" - обрыву.Выявление отказавшего рп-диода, а также распознавание вида отказа (обрыв или короткое замыкание) осуществляется в предлагаемом устройстве с помощью амплитудного селектора 6 (фиг. 2).Пороговый уровень Олр порогового элемента 12 с инверсным выходом устанавливают с таким расчетом. чтобы при подаче на ри-диод команды "1" его могло превысить напряжение, снимаемое с рп-диода, в цепи которого имеется обрыв, Это возможно благодаря тому, что величина напряжения, снимаемого с исправно работающего диода, находящегося в состоянии "1 "О (фиг, 3, фиг. 4 а), меньше чем напряжение, снимаемое с рп-диода, в цепи которого имеется обрыв при подаче на него команды "1" (фиг. 5 а),Возможны шесть различных ситуаций, возникающих при контроле состояния ри- диода.Ситуация 1: ри-диод исправен; после предварительного обнуления на ри-диод подана команда, переводящая егов состояние "1" (фиг, 4 а).Напряжение . в цепи диода ниже значения Ор, Поэтому на инверсном выходе порогового элемента 12 - логическая 1. Интегрирующая ВС-цепь 14 запоминает уровень напряжения. соответствующий обнуленному состоянию ри-диода О на вре"о" мя, достаточное для-контроля всех фазовращателей антенной решетки и через ограничительное сопротивление создает на втором входе логического элемента И - НЕ 13 уровень "логическая 1", Поэтому на первом выходе амплитудного селектора 6 - О,Ситуация 2: ри-диод исправен; после предварительного обнуления при перефазировке элементов антенной решетки диод остается в прежнем состоянии (фиг. 4 б) т.к. подана команда "0",На первом входе элемента И - НЕ 13 - "1", на втором входе также "1". Поэтому на первом выходе амплитудного селектора 6 - "0",Ситуация 3: в цепи ри-диода обрыв; после предварительного обнуления на него подана команда "1" (фиг, 5 а).Значение напряжения Овна аноде .ри-диода превышает пороговый уровень. Поэтому на первом входе элемента И - НЕ 13 - "0", а на втором входе - "1", В результате, на первом выходе амплитудного селектора 6 появится уровень "логическая 1", который при соответствующих управляющих сигналах синхронизатора 4 поступит через элек- тора 6 те же, что и в ситуации 5, Поэтому натоонный ключ 7, логический элемент ИЛИ 1 первом выходе устройства появится код неи электронный ключ 3 на второй вход блока исправного разряда фазовращателя и код5 съема кода неисправного фазовращателя, координат этого фазовращателя, а на втона первый вход которого в этот момент от 5 ром выходе устройства, как и в ситуации 5,синхронизатора 5 поступает кодномера ис- - "логический 0".следуемого разряда фазовращателя, и код Таким образом, в процессе контроля сокоординат фазовращателя (номер строки и стояний ри-диодных фазовращателей 2 ани номерстолбцагп), атакже на второй вход тенной решетки путем анализа реакцийлогического элемента И 11, Таким образом, 10 рн-диодов на команды управления ("0" ив этой ситуации предлагаемое устройство в "1") на выходе блока 5 съема кода неисправотличии от прототипа распознает неисправ- ного фазовращателя в определенные моный рп-диод. менты времени производится считываниеНа втором выходе амплитудного селек- двоичного кода; состоящего из кода номератора 6 (см. фиг, 2) также появится уровень 15 строки и кода номера столбца неисправного"логическая 1", который через электронный фазовращателя, а также кода номера откаключ 8, логический элемент ИЛИ 9 и элект- завшего в нем разряда. В этот же время сронный ключ 10 поступит на первый вход выхода элемента И 11 считывается код видалогического элемента И 11. Сигнал "логиче- отказа ри-диода("0" - короткое замыкание,ская "1" на втором выходе устройства (на 20 "1"-обрыв),выходе логического элемента И 11, см. фиг, ф о р м у л а и з о б р е т е н и я1) соответствует обрыву в цепи ри-диода 1. Устройство для встроенного контроляисследуемого разряда фазовращателя, код дискретно-коммутационной антенной рекоторого в этот момент считывается с пер- шетки с ри-диодными фазовращателями ивого выхода устройства. 25 со строчно-столбцовым фазированием,Ситуация 4. в цепи ри-диода обрыв; по- включающее синхронизатор, выход которосле предварительного обнуления при пере- го подключен к первому входу блока съемафазировке элементов антенной решетки кода неисправного фазовращателя, выходри-диод остается в прежнем состоянии которого является первым выходом устрой(фиг, 5 б), т,к. подана команда "0". 30 ства, й электронных ключей первой группы,На первом входе элемента И - НЕ - "1", вход каждого из которых подсоединен к выТна втором входе - также "1", а на выходе "0". ходу соответствующегологического элемео есть в данной ситуации предлагаемое та ИЛИ первой группы, а управляющиеустройство, как и прототип, не распознает входы - к первому Й-разрядному выходунеисправный рп-диод(т,к, нет погрешности 35 синхронизатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,в установке его состояния), что, с целью повышения достоверности конСитуация 5, в цепи ри-диода короткое . троля, введены ММО электронных ключейзамыкание; после предварительного обну- второй группы, МЙО электронных ключейпения на него подана команда "1" (фиг, 6 а), третьей группы, й электронных ключей четНа первом входе элемента И - НЕ 13 - 40 вертой группы, МЙО амплитудных селекто"1", на втором входе элемента И - НЕ 13 и на ров И логических элементов ИЛИ второйвтором выходе амплитудного селектора 6 - группы и логический элемент И, причем"0", т,к, в этом случае Ока = 0(см, фиг. вход гппс-го амплитудного селектора подба). На выходе И-НЕ 13 - "1", Таким абра- ключен к аноду ри-диода с-го разряда фазом, в данной ситуации предлагаемое уст зовращателя а-го столбца и и-й строки (гп =.ройство распознает отказ ри-диода и на 1, . М; п=1,.ч, ц =1 О), первый выходвыходе блока 5 съема кода неисправного - к входу пчпц-го электронного ключа второйфазовращателя появится соответствующий группы, а второй выход - к входу гппц-гокод, На втором выходе устройства в этот электронного ключа третьей группы, выхоомент - уровень "логический 0", что соот которого подсоединен к вц-му входу и-говетствует короткому замыканию в цепи ри- логического элемента ИЛИ первой группы,диода исследуемого разряда а гпо-й вход и-го логического элемента ИЛИфазовращателя, " второй группы подключен к выходу гппс-гоСитуация 6; в цепи ри-диода короткое электронного ключа третьей группы, выходзамыкание; после предварительного обну каждого логического элемента ИЛИ второйпения при перефазировке элементовантен- группы через и-й электронный ключ четверной решетки на ри-диод подана команда той группы йодключен к первому входу л" "(фиг,бб), - гического элемента И, к второму входуЛогические уровни на входах элемента которого подсоединены "выходй электронИ-НЕ 13 и на выходах амплитудного селек- ных ключей первой группы, а также второй1781641 10 Фигвход блока съема кода неисправного фазовращателя, выход логического элемента И является вторым выходом устройства, управляющие входы каждого впр-го электронного ключа второй и третьей групп объединены и подключены к о-й л-разрядной линии в-й шины второго выхода синхронизатора, вход которого является управляющим входом устройства, управляющий вход и-го электронного ключа четвер; той группы подсоединен к управляющему входу и-го электронного ключа первой группы. 2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что амплитудный селектор включает последовательно соединенные пороговый " элемент с инверсным выходом, вход которо го является входом амплитудного селектора, и логический элемент И-НЕ, выход которого являетсяпервым выходом амплитудного селектора, интегрирующую ВС- цепь, вход которой подсоединен к входу 10 порогового элемента с инверсным выходом,а выход подключен к второму входу логического элемента И-НЕ и является вторым выходом амплитудного селектора.1781641 а 7 и г ставитель А.Гол хред М,Моргент Корректор Л.Ливринц Редактор А.Бер каэ 4273 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1