Автоматическое согласующее антенное устройство Советский патент 1984 года по МПК H03J7/02 

1 Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиопередающих устройствах. Известно устройство автоматической настройки колебательного контура, содержащее LC-колебательный контур с регулируемым элементом, к выходу которого подключена нагрузка, а так же, последовательно соединенные амплитудный детектор, фильтр ниж них частот, усилитель, фазовый детектор, блок управления, исполнитель ный элемент, коммутатор и реактивный элемент, а также генератор, выходы которого подключены к другим входам фазового детектора и к другим входам коммутатора, при этом выходы исполни тельного элемента и реактивного элемента подключены соответственно к регулируемому элементу LC-колебатель ного контура с регулируемым элементо и к модуляционному входу колебательного контура с регулируемьм элементом Ci J.. Недостатком устройства автоматиче кой настройки колебательного контура является то, что в нем возможно управление только одним регулируемым элементом LC-колебательного контура с регулируемым элементом. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является автоматическое согласующее антенное устройство, содержащее колебательный контур с регулируемыми элементами, к ВЫХОДУ которого подключена антенн последовательно соединенные датчик рассогласования и усилитель, первую и вторую цепи управления, каждая из которых содержит последовательно со диненные фазовый детектор, триггер, электронный мост, электропривод, коммутатор и реактивный элемент, лр этом вход датчика рассогласования подключен к выходу LC-колебательног контура с регулируемыми элементами, выход усилителя подключен к сигналь ным входам фазовых детекторов, регу лируемые элементы LC-колебательного контура с регулируемыми элементами подключены к вторым выходам соответствующих электроприводов, выходы реактивных элементов подключены к соответствующим модуляционным входа колебательного контура с регулируемыми элементами C2J. Однако в известном автоматическом согласующем антенном устройстве имеются низкочастотные генераторы 42 с различными частотами, что не позволяет полностью исключить взаимное влияние друг на друга двух колец автоматического регулирования. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия и устранение ложных настроек в широком диапазоне частот. Поставленная цель достигается тем, что в автоматическое согласующее антенное устройство, содержащее LC-колёбательный контур с регулируемыми элементами, к выходу которого подключена антенна, последовательно оединенные датчик рассогласования и усилитель, первую и вторую цепи управления, каждая из которых содержит последовательно соединенные фазовый детектор, триггер, электронный мост, электропривод, коммутатор и реактивный элемент, при этом вход датчика рассогласования подключен к выходу LC-колебательного контура с регулируемыми элементами, выход усилителя подключен к сигнальным входам фазовых детекторов, регулируемые элементы LC-колебательного контура с регулируемыми элементами подключены к вторым выходам соответствующих электроприводов, выходы реактивных элементов подключены к соответствующим модуляционным входам LC-колебательного контура с регулируемыми элементами, введен генератор сдвинутых во времени импульсов низкой частоты, первый и второй прямые выходы которого подключены к соответствующим опорным входам фазового детектора первой цепи управления, .третий и четвертый прямые выходы - к соответствующим опорным входам фазового детектора второй цепи управления, первьй прямой и первый инверсный выходы соединены с соответствующими сигнальными входами коммутатора первой цепи управления, а третий прямой и второй инверсный выходы - с соответствующими сигнальными входами коммутатора второй цепи управления. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема автоматического согласующего антенного устройства; на фиг. 2 - эпюры сигналов на прямых и инверсных выходах генератора сдвинутых во времени импульсов низкой частоты. Автоматическое согласующее антенное устройство содержит LC-колебательньЕй контур с регулируемыми элементами 1, первую цепь 2 управления, вторую цепь 3 управления, фазовый детек тор 4, триггер.5, электронный мост 6 электропривод 7, коммутатор 8, реактивный элемент 9, антенну 10, датчик 11 рассогласования, усилитель 12 и генератор 13 сдвинутых во време ни импульсов низкой частоты. Автоматическое согласующее антенное устройство работает следующим об разом. С выходов генератора 13 сдвинуты во времени импульсов низкой частоты на опорные входы фазовых детекторов первой 2 и второй 3 цепей управления поступают импульсные сигналы соответственно а, б, в и г (фиг. 2). В области больших расстроек, ког да сигналы рассогласования на выходе датчика 11 рассогласования и, соответственно, на выходе усилителя 12 отсутствуют, на двух выходах фаз вых детекторов 4 устанавливаются дв логические 1. Триггеры 5 устанавливаются в про извольные состояния и на их выходах устанавливаются логический О и ло гическая 1. При этом через электронные мосты 6 проходит ток в одно из двух направлений и электроприводы 7 осуществляют правое или левое вращение регулируемых элементов LC-колебательного контура с регулируемыми элементами 1, причем скорость их вращения различна. Отношение этих скоростей определяет шаг сканирования области согласования. Шаг сканирования выбирается по размерам экстремальной области, из которой регулируемые элементы LC-коле бательного контура, с регулируемыми элементами направляются в точку экс тремума, т.е. в область, из которой управление их положением производится по сигналам датчика 11 рассогласования. В свою очередь размеры области экстремума определяются степенью связи реактивных элементов У регулируемыми элементами LC-колебательного контура с регулируемыми элементами 1, степенью связи датчика 11 pacco лacoвaния с антенной 10 и чувствительностью усилителя 12. Регулируемыми элементами LC-колебательного контура с регулируемыми элементами 1 являются, например, конденсаторы переменной емкости (КПЕ), роторы которых совершают кру говые вращения. Электроприводы 7 соединены с управляющими входами коммутаторов 8 таким образом, что через каждые полоборота роторов-КПЕ коммутаторы 8 изменяют модулирующиесигналы на реактивных элементах 9 На прямой или инверсный. Изменение прямых сигналов на инверсные (фиг. 2а, б, в, г) происходит при переходе КПЕ через минимальные и максимальные значения своих емкостей. В результате при любых начальных направлениях вращения движения роторов КПЕ последние всегда направлены в экстремальную область. В экстремальной области появляются сигналы рассогласования с датчика 11 рассогласования (а, следовательно, и с усилителя 12) и на выходах фазовых детекторов 4 появится логическая 1 и логический О (вместо двух логических 1 при отсутствии сигналов рассогласования с датчика 11 рассогласования). Если ротор КПЕ в каждом кольце регулирования двигается к точке экстремума, ,т.е. состояние триггеров 5 соответствует направлению их движения к точке экстремума, то логический О с одного из выходов фазовых детекторов 4 .не воздействует на триггеры 5 и роторы КПЕ продолжают движения к точке экстремума. При переходе роторов КПЕ через точку экстремума фазы сигналов рассогласования с датчика 11 рассогласования изменяются на 180, следовательно, и роторы КПЕ в каждом кольце регулирования изменят направление движения. У экстремальной точки роторы КПЕ совершают колебательные движения, так как (меняются фазы сигналов рассогласования при их переходе через экстремальную точку. Эти колебания снимаются с диагонали электронного моста 6 и воздействуют на демпфирующее устройство (не показано). Питание на электронных мостах 6 умень шается по экспоненте и, следовательно, колебания элементов настройки также затухают по экспоненте. На этом процесс автоматического согласования передатчика с антенной заканчивается. Использование предлагаемого устройства обеспечивает более высокую точность автоматического согласования передатчика с антенной. Из приведенных (фиг. 2) эпюр видно, что сигналы, циркулирующие в S108 первой и второй цепи управления, одной частоты, но они разделены во времени, т.е. одна цепь управления работает в паузах другой, а поэтому нет их взаимного влияния друг на друга. Необходимость в полосовых фильтрах отпадает. Введение усилителя сигналов рассогласования между датчиком сигналов рассогласования и фазовыми детекторами также позволяет повысить точность настройки за счет уменьшения зоны нечувствительности в каждой цепи управления. Введение коммутатора в каждую цепь управления позволяет исключить ложные настройки, повысить быстродействие и обеспечить работоспособность даже на несогласуемые антенны. Это особенно важно, когда возникает необходимость работать на аварийную антенну (обледенение, обрыв и т.д.).

АВТОМАТИЧЕСКОЕ СОГЛАСУЮЩЕЕ АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее LC-колебательный контур с регулируемыми элементами, к выходу которого подключена антенна, последовательно соединенные датчик рассогласования и усилитель, первую и вторую цепи управления, каждая из которых содержит последовательно соединенные фазовый детектор, триггер, электронный мост, электропривод, коммутатор и реактивный элемент, при этом вход датчика рассогласования подключен к выходу LC-колебательного контура с регулируемыми элементами, выход усилителя подключен к сигнальным входам фазовых детекторов, регулируемые элементы LC-колебательного контура с регулируемыми элементами подключены к вторым выходам соответствующих электроприводов, выходы реактивных элементов подключены к соответствующим модуляционным входам LC-колебательного контура с регулируемыми элементами, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и быстродействия и устранения ложных настроек в широком диапазоне частот, в него введен генератор сдвинутых во времени импульсов низкой частоты, первый и второй прямые выходы которого подключены к соответствующим опорным входам фазово(Л го детектора первой цепи управления, третий и четвертый прямые выходы к соответствующим опорным входам фазового детектора второй цепи управления, первый прямой и первый инверсный выходы соединены с соответствующими сигнальнъми входами коммутатох ра первой цепи управления, а третий ipb прямой и второй инверсный выходы ) с соответствующими сигнальными вхо дами коммутатора второй цепи управ(i ления.

фиг. 1

фиг. 2