Способ определения фазового распределения нормальной составляющей колебательной скорости на элементах дискретных акустических антенн Советский патент 1987 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к технике антенных измерений и может использоваться для определения и контроля ; фазового распределения (ФР) нормальной колебательной скорости на элементах дискретных акустических антенн с независимыми по полю элементами.

Цель изобретения - повышение тйч- ности.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ определения фазовог распределения нормальной составляюгце колебательной скорости на элементах дискретных акустических антенн; на фиг.2 - временные диаграммы, поясТияю щие работу устройства.

Устройство содержит приемник 1 акустического давления, выполненный виде сферического керамического пье- зопреобразователя, полосовой фильтр 2 с усилителем, аналого-цифровой преобразователь (ДЦП) 3, контроллер

4.ввода, вычислитель 5, блок 6 вывода, коммутатор 7, шину 8 запуска, генератор 9 пилообразного напряжения преобразователь 10 напряжение - частота, блок 11 формирования характеристик направленности (ХН), блок 12 усилителей, дискретную антенну 13, генератор 14 радиоимпульсов, временной селектор 15, блок 16 совпадения, блок 17 задержки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе временного селектора 15 (фиг.2е), на втором и третьем выходах вычислителя

5(фиг.26, 2в), на выходе блока 17 задержки (фиг.2г), на выходе блока 16 совпадения (фиг.2ж) и на шине 8 сигнал с уровнем О. По команде вычислитель 5 начинает выполнять записанную в его память программу. При этом на третьем вьпсоде вычислителя 5 устанавливается сигнал 1 и вычислитель 5 переходит в ждущий режим. Через время tng. , равное длительности переходного процесса, 1. появляется на выходе блока

17 задержки.

Сразу после появления напряжения

уровнем

1 на шине 8 запуска

начинают работать генератор 9 пилообразного напряжения (фиг.2а) и генератор 14 радиоимпульсов (фиг.2д), начинает изменяться ХН антенны 13. Скорость изменения ХН задается гене630922

ратором 9, сигнал с выхода которого поступает на вход преобразователя 10, сигнал переменнной частоты с выходу с которого, пройдя через коммутатор 7, управляет блоком 11, напряжения с выходов которого, усиленные блоком 12 усилителей, возбуждают элементы дискретной антенны 13. Частоты со0 возбуждения элементов рекомендуется задавать таким образом, чтобы разность между ними бьша постоянной величиной СО;ц., - w; const А, i 1-,2,... ,L-1, где L - количество

If элементов в исследуемой антенне.

Колебания, излученные антенной 13, поступают на приемник 1 и преобразовываются в. электрический сигнал, который после фильтрации и усиления

20 поступает на вход А1Щ 3. Через время tngp после включения генератора, равное длительности переходного процесса, на выходе временного селектора 15 появляется сигнал с уровнем

25 1 и блок 16 совпадения подает сигнал с уровнем 1 на управляющий вход АЦП 3. АЦП 3 через равные промежутки времени начинает преобразовывать электрический сигнал, поступаю-

30 щий с выхода полосового фильтра 2, в код, который под управлением контроллера 4 вводится в вычислитель 5. После ввода заданного программой количества чисел на третьем выходе

3g вычислителя 5 появляется сигнал с уровнем О, и вычислитель 5 продолжает выполнять записанную в его память программу. На втором и третьем выходах вычислителя устанавливаются

0 сигналы с уровнем 1. При этом выход преобразователя 10 оказывается i подключенным к входу блока 11, обеспечивающему характер изменения ХН. Через время, равное длительности

5 переходного процесса, на выходах блоков 17 и 16 появляются сигналы с уровнем 1, ив вычислитель 5 снова начинают поступать Мгновенные значения акустического давления, измеряе0 мые приемником 1, После приема заданного программой количества чисел вычислитель 5 устанавливает на втором и третьем выходах сигналы с уровнем О и начинает: обработку результатов

5. измерений, по окончании которой выдает ФР на элементах антенны 13 на блок 16.

На вход опорного сигнала блока 11 от генератора 14 поступает сигнал

u(t) cos(at + cp).

Ha i-M выходе блока 1 1 будет сиг- нал вида

U;(t) cos(at +q) + K,g. CO; ),

где К jg - постоянная задерживающего

звена в блоке 11; СО - частота, поступающая от

преобразовате 1я 10. .

Если Q , то и,-(t)cos(o;t+(f) , где со; Л + КоК,в i

Изменяется частота в виде пилообразной зависимости от времени, если Т ZIT/KO- K,g, Т - период пилообраз- ного закона.

При другом положение коммутатора сигнал с выхода преобразователя 10 поступает на другой выход блока 11 и U,-(t) cos(co;t +),где. ОЭ; t2 + + Kg К g(L + 1 - i). Таким образом обеспечивается условие со;, - о const в обоих случаях. За момент : времени t О принимается момент прихода переднего фронта сигнала с шины 8, что совпадает с началом работы генераторов 14 и 9.

Формула изобретения

1. Способ определения фазового распределения нормальной составляющей колебательной скорости на элементах дискретных акустических антенн, включающий возбуждение элементов исследуемой антенны электрическими сигналами, измерение мгновенных значений акустического давления в точке поля исследуемой антенны, отличающий ся тем, что, с целью .повьшения точности, возбуждение осуществляют электрическими сигналами различных частот, отличающихся одна от другой на постоянную величину и лежащих в пределах полосы пропускания

элементов исследуемой антенны, а искомые параметры определяют по формуле

1 Г Г

Ср;). arg min ) Р (t; )

-p(ti)T,

де Р (t-) - измеренное в момент

J1

времени t- мгновенное значение акустического давления;

co;(t- ),

L. p. (j) r |-cos

P- - амплитуда акустического давления, создаваемая на единичном расстоянии в направлении на точку измерения i-м элементом исследуемой антенны; г- - расстояние между элементом исследуемой антеннь и точкой измерений; с - скорость звука; СО; - частота возбуткдения 1-го элемента антенны;

лр;- искомая фаза нормальной составляющей колебательной скорости на i-M элементе исследуемой антенны в начальный момент времени;

L - количество элементов в исследуемой антенне; N - число моментов времени, в которые измеряется акустическое давление.

2. Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что частоту возбуждения каждого элемента исследуемой антенны изменяют в пределах его полосы пропускания, а измеренные фазовые распределения на каждом элементе исследуемой антенны линейно интерполи-i руют.

а

лллллллл

.

пер.

Изобретение обеспечивает повышение точности. Способ заключается в том, что элементы исследуемой антенны возбуждают эл. сигналами различных частот, лежапщх в пределах полосы пропускания элементов антенны и отличающихся одна от другой на постоянную величину, и измеряют мгновенные значения акустического давления в точке поля исследуемой антенны. Искомые параметры определяют по формуле, учитывающей измеренные значения, а затем линейно интерполируют. Способ поясняется работой устр-ва, которое содержит приемник 1 акустического давления, полосовой фильтр 2, АЦП 3, контроллер 4 ввода, вычислитель 5, блок вывода 6, коммутатор 7, генератор 9 пилообразного напряжения, преобразователь 10 напряжение - частота, блок 11 формирования характеристик направленности, блок 12 усилителей, дискретную антенну 13, генератор 14 радиоимпульсов, временной селектор 15, блок .16 совпадения и блок 17 задержки. 1 з,п. ф-лы, 2 ил. е- (Л 00 05 со Ip

Фиг . 2