СИСТЕМА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ АНТЕННЫ РЛС Российский патент 2007 года по МПК H03M1/06 

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) различного назначения для преобразования угла поворота вала антенны в азимутальный код.

Известно устройство для преобразования углового перемещения антенны РЛС [1], содержащее последовательно соединенные блок датчиков, кинематически связанный с валом антенны, преобразователь угловой информации и сумматор, а также датчик кода. Выход датчика кода соединен со вторым входом сумматора, выход которого является выходом системы.

Недостатком системы является наличие в ее выходной информации N_вых(β) неучтенной функциональной угловой ошибки, которая в пределах каждого оборота вала антенны изменяется в соответствии с ошибкой кинематической цепи, связывающей блок датчиков с валом антенны. Эта ошибка зависит, главным образом, от ошибки зубчатого колеса на валу антенны и имеет периодический характер, близкий к синусоидальному [2]

N_вых(β)=N(β)+ΔNsin(β+ϕ),

где β - угол поворота вала антенны относительно направления на Север, N(β) - код этого угла, ΔN - максимальная кинематическая ошибка зубчатого колеса на валу антенны, ϕ - фаза ошибки.

Известна также система преобразования углового перемещения антенны РЛС [3], в которой неравномерно изменяющийся код угла поворота вала антенны (из-за наличия кинематической ошибки) преобразуется в линейно изменяющийся код времени при условии стабильной скорости вращения антенны. Однако эта система не может полностью исключить кинематическую ошибку в условиях нестабильной скорости вращения антенны РЛС, например, при ветровых нагрузках на вращающуюся антенну.

Техническим результатом изобретения является повышение точности преобразования углового перемещения антенны РЛС за счет компенсации функциональной ошибки преобразования, вызванной погрешностями кинематической цепи, связывающей блок датчиков с валом антенны.

В качестве прототипа выбрана система преобразования углового перемещения антенны РЛС [1], как наиболее близкая по технической сущности.

Для достижения указанного технического результата в систему-прототип, содержащую последовательно соединенные первый блок датчиков, кинематически связанный с валом антенны, первый преобразователь угловой информации и первый сумматор, а также датчик кода, введены последовательно соединенные второй блок датчиков, кинематически связанный с валом антенны диаметрально противоположно первому блоку датчиков, и второй преобразователь угловой информации, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, а также последовательно соединенные делитель кода на 2 и второй сумматор, причем выход первого сумматора соединен со входом делителя кода на 2, а выход датчика кода - со вторым входом второго сумматора, выход которого является выходом системы.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и графическими материалами, на которых представлены структурная схема прототипа (Фиг.1) и структурная схема предлагаемой системы (Фиг.2), где приняты следующие обозначения:

1 - первый блок датчиков,

2 - первый преобразователь угловой информации,

3 - датчик кода,

4 - первый сумматор,

5 - второй блок датчиков,

6 - второй преобразователь угловой информации,

7 - второй сумматор,

8 - делитель кода на 2.

Предлагаемая система преобразования углового перемещения антенны РЛС (Фиг.2) содержит последовательно соединенные первый блок датчиков 1, кинематически связанный с валом антенны, первый преобразователь угловой информации 2 и первый сумматор 4, а также датчик кода 3, последовательно соединенные второй блок датчиков 5, кинематически связанный с валом антенны диаметрально противоположно первому блоку датчиков 1, и второй преобразователь угловой информации 6, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора 4, последовательно соединенные делитель кода 8 и второй сумматор 7, причем выход первого сумматора 4 соединен со входом делителя кода 8, а выход датчика кода 3 - со вторым входом второго сумматора 7, выход которого является выходом системы.

Предлагаемая система работает следующим образом.

Блоки датчиков 1 и 5 кинематически связаны с валом антенны через диаметрально противоположные стороны зубчатого колеса, закрепленного на валу антенны.

При вращении антенны информация на выходе блоков датчиков 1 и 5 об угле поворота ее вала может быть как непрерывной, так и дискретной и содержит постоянную составляющую, зависящую от установки осей блоков датчиков в момент направления антенны на географический Север, текущий угол поворота вала антенны относительно направления на географический Север, а также функциональную ошибку угла поворота вала антенны, зависящую, в основном, от ошибки зубчатого колеса на валу антенны, имеющей характер, близкий к синусоидальному. После преобразования в цифровой код в устройствах 2 и 6 эта информация поступает на входы 1 и 2 сумматора 7 в виде кодов

и

где N₁ и N₂ - постоянные составляющие угла поворота вала антенны, зависящие от начальной установки осей блоков датчиков,

N(β) - код угла поворота вала антенны,

ΔN - максимальная кинематическая ошибка зубчатого колеса на валу антенны,

ϕ - фаза ошибки.

После суммирования кодов (1) и (2) в первом сумматоре 4 и деления полученной суммы на 2 в делителе кода 8 код угла поворота вала антенны на первом входе второго сумматора 7 будет равен

При ориентировании РЛС (привязке точки стояния антенны РЛС к географическому Северу) первое слагаемое выражения (3) компенсируется путем подачи на второй вход второго сумматора 7 кода при помощи датчика кода 3. При этом выходной код системы становится равным

где исключены как постоянная составляющая, так и функциональная ошибка.

Следует отметить, что для исключения дополнительных ошибок, возникающих в кинематических цепях блоков датчиков, необходимо использовать многоотсчетные датчики угла («точного» и «грубого» отсчетов). В этом случае кинематические ошибки датчиков «точного» отсчета будут уменьшены в «n» раз, где «n» - передаточное число между осями датчиков «точного» и «грубого» отсчетов.

Таким образом, введение в систему преобразования углового перемещения антенны РЛС, которая содержит первый блок датчиков, кинематически связанный с валом антенны, первый преобразователь угловой информации, датчик кода и первый сумматор, второго блока датчиков, кинематически связанного с валом антенны диаметрально противоположно первому блоку датчиков, второго преобразователя угловой информации, второго сумматора и делителя кода на 2 с указанными выше связями позволило повысить точность преобразования углового перемещения антенны РЛС за счет компенсации функциональной ошибки преобразования, вызванной погрешностями кинематической цепи, связывающей блок датчиков с валом антенны.

Литература

1. Устройство для преобразования углового перемещения антенны РЛС. Авторское свидетельство СССР №184203, МПК G08С 9/00, заявка №3041778, 10.05.1982 г.(прототип).

2. Основы расчета точности кинематических цепей металлорежущих станков, М.: Машиностроение, 1966 г.

3. Система преобразования углового перемещения антенны РЛС. Патент РФ №2248092, МПК G08С 9/00, заявка №2003126964, 03.09.2003 г.

Изобретение относится к области радиолокационной техники. Техническим результатом изобретения является повышение точности преобразования углового перемещения антенны РЛС. Система содержит последовательно соединенные первый блок датчиков, кинематически связанный с валом антенны через зубчатое колесо, закрепленное на ее валу, первый преобразователь угловой информации и первый сумматор, а также датчик кода, последовательно соединенные второй блок датчиков, кинематически связанный через зубчатое колесо с валом антенны и размещенный на диаметрально противоположной по отношению к первому блоку датчиков стороне зубчатого колеса, второй преобразователь угловой информации, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, а также последовательно соединенные делитель кода на 2 и второй сумматор, причем выход первого сумматора соединен со входом делителя кода на 2, а выход датчика кода - со вторым входом второго сумматора, выход которого является выходом системы. 2 ил.

Система преобразования углового перемещения антенны РЛС, содержащая последовательно соединенные первый блок датчиков, кинематически связанный с валом антенны через зубчатое колесо, закрепленное на ее валу, первый преобразователь угловой информации и первый сумматор, а также датчик кода, отличающаяся тем, что в нее введены последовательно соединенные второй блок датчиков, кинематически связанный через зубчатое колесо с валом антенны и размещенный на диаметрально противоположной по отношению к первому блоку датчиков стороне зубчатого колеса, второй преобразователь угловой информации, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, а также последовательно соединенные делитель кода на 2 и второй сумматор, причем выход первого сумматора соединен с входом делителя кода на 2, а выход датчика кода - со вторым входом второго сумматора, выход которого является выходом всей системы.