Устройство управления ферритовым фазовращателем Советский патент 1990 года по МПК G01R25/00 

/J

/7/81

- -

-9

Г-

Выход

сл

Изобретение относится к фазометрии и может быть использовано в радиолокации при управлении лучом фазированной антенной решетки. Изобретение решает задачу компенсации производственного разброса характеристик фазовращателя. Устройство управления ферритовым фазовращателем содержит блок управления 1, два логических элемента ИЛИ 2 и 5, сдвигающий регистр 3, преобразователь код - время 4, блок коммутации 6. 6 ил.

/б

Фиг. 1

т

ел

:о

QD

Изобретение относится к фазомет- рии и может быть использовано в ра- |0,иолскации при управлении лучом фазированной антенной решетки (ФАР).

Цель изобретения - повьшение точности управления лучом фазированной антенной решетки.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства управления феррито- |вым фазовращателем; на фиг.2 - эпюры Напряжений, поясняющие принцип рабо- |ты устройства; на фиг.З - структурная схема блока управленрш; на фиг.4 - эпюры напряжений, поясняющие принцип работы блока управления; на фиг.З - структурная схема преобразователя код - время; на фиг.6 - эпюры напряжений, поясняющие принцип рабо- ры преобразователя код - время. I Устройство управления ферритовым |фазовра1цателем {фиг.1) содержит блок ;1 управления, первьй логический элемент ТШИ 2, сдвиговый р.егистр 3,преобразователь 4 код - время, второй логический элемент ИЛИ 5 и блок 6 коммутации.Второй вход первого логического элемента ИЛИ 2 является информационным входом устройства,первый, второй и третий входы блока 6 коммутации являются соответственно первым, вторым и третьим управляющи- Ии входами устройства, а выход является выходом устройства. Установочный вход сдвигового регистра 3 соединен с выходом установочных импульсов центрального процессора радиотехнического устройства.

В состав блока I управления (фиг.З) входят счетный триггер 7, вход которого является входом блока, формирователь 8 импульсов, вход которого соединен с входом блока, а выход является вторым выходом блока, и логический элемент И/НЕ-И 9,первый вход которого подключен к выходу счетного триггера 7, второй вход соединен с вторым выходом блока, а выход является первьм выходом блока.

Преобразователь 4 код - время (фиг.З) содержит реверсивный счетчик 10, логический элемент ИЛИ-НЕ/ИЛ1 11 логический элемент И 12, триггер 13 и логический элемент 14.Первый и второй входы реверсивного счетчика являются соответственно первым и вторым входами преобразователя, второй вход логического элемента И/НЕ-И 14 - третьим входом преобразо0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вателя, а выход триггера 13 - выходом преобразователя. Первый (неинверсньй) вход логического элемента И/НЁ-И 14 соединен с выходом счетных импульсов центрального процессора радиотехнического устройства.

Разрядность сдвигающего регистра 3, реверсивного счетчика 10 и количество линий связи между выходом реверсивного счетчика 10 и входом логического элемента ИЛИ-НЕ/ИЛИ 11 определяются требуемым дискретом переключения фазовращателя у , т.е. точностью установки луча ФАР.

На фиг.2 и 6 изображены эпюры напряжений, поясняющие работу устройства, осуществляющего переключения с дискретом Л( 90.

Особенностью управления невзаимными сЬерритовыми фазовращателями является необходимость их переключения в периоды между режимами работы радиотехнического устройства (Прием и Передача). От центрального процессора радиотехнического устройства сигнал 1 подается на второй управляющий вход устройства при работе РЛС в режиме Передача или на третий управляющий вход - в режиме Прием (фиг.2, эпюра з, и) обеспечивая учет невзаимности ха- рактеристик фазовращателя.

На первый 13 управляющий вход устройства от центрального процессора радиотехнического устройства поступают импульСы перефазировки (фиг.2, эпюра а). Эти импульсы, приходя одновременно на вход блока 1 управления, второй вход преобразователя 4 код - время, первый вход логического элемента ИЛ11 3 и первый вход блока 6 коммутации, инициируют работу всего устройства.

На информационный вход 16 устройства от командного устройства системы управления лучом (СУЛ) ФАР поступает команда установки Лазовращателя в состояние, обеспечивающее заданное положение луча ФАР в пространстве (команда управления, фиг.2,эпюра в). Этот код проходит через логический элемент ИЛИ 2 (фиг.2, эпюра г) и записывается на сдвиговом регистре 3 (фиг.2, эпюра д).Предварительно на установочный вход сдвигового регистра 3 поступает сигнал Установка О (фиг.2, эпюра б), который обнуляет все его выходы.

Управление состоянием ферритово- го фазовращателя в данном устройстве осуществляется путем изменения длительности управляющего импульса, который формируется преобразователем 4 код - время (фиг.2, эпюра е), в соответствии с кодом команды управления, записанной в сдвиговом регистре 3-.

Импульс перефазировки поступает на второй вход 15 преобразователя 4 код - время (фиг.б эпюра а) и пе-. реводит реверсивный счетчик 10 в режим прямого счета. Импульсы счета с периодом следования, равным времени, которое необходимо для изменения базового состояния фазовращателя на один дискрет, поступают на первый (неинверсный) вход логического элемента И/НЕ-И 14 (Фиг.6, эпюра е), на второй (инверсный) вход которого поступают импульсы с выхода формирователя 3 импульсов (Лиг.6,эпюра б). С выхода логического элемента И/НЕ-И 14 импульсы счета поступают на четвертый (счетный) вход реверсивного счетчика 10 и инициируют его работу.

Состояние реверсивного счетчика 10 по окончании прямого счета определяется параллельным двоичным кодом на его первом (информационном) входе (фиг.6, эпюра в). В соответствии с этим состоянием, на выходе реверсивного счетчика 10 устанавливается двоичный код (фиг.6, эпюра г). В режим обратного счета реверсивный счетчик 10 переводится передним фронтом управляющего импульса, поступающего с вы20

ет (фиг.6, эпюра д), так как на ром (инверсном) входе логическог элемента И/НЕ-И 14 имеется 1 (фиг.65 эпюра б). Это обеспечивае однозначность в формировании длит ности управляющего импульса в зав мости от кода команды управления. окончании обратного счета реверси

10 ный счетчик 10 устанавливается в ходное состояние. Параллельный дв ичный код на его выходе не имеет единиц, поэтому на первом (инве ном) выходе логического элемен

15 ИЛИ-НЕ/ИЛИ I устанавливается уро 1 (Лиг.6s, эпюра ж). Этот полож тельный перепад напряжения устана ливает триггер 13 в исходное сост ние (Лиг.б эпюра к), формировани управляющего импульса на этом зак чивается .

Управляющий импульс через логи кий элемент ИЛИ 5 поступает на чет вертый вход блока 6 коммутации 25 (Фиг.1).

Таким образом, перед каждым реж мом работы радиотехнического устро ства (Прием или Передача) на четвертый вход блока 6 коммутации

30 поступают последовательно импульс перефазировки, длительность которо достаточна для намагничивания ферр та до насыщения (фазовый сдвиг рав нулю)S и управляюнщй импульс, дпи.JJ тельность которого определяет Фазо состояние фазовращателя (Фиг.2,эпю ра ж). Блок 6 коммутации, управляя полярностью этих импульсов в завис мости от режима работы радиотехнич

1- ,. .w... f. t,, Ul 1 СЛНИЧ

хода триггера 13 на его третий (конт- 40 устройства, обеспечивает учет

.lJl.rri 1 -n-xr f fltv г .. гтч.-

рольный) вход (фиг.6 эпюра к). Триггер 13 переводится в состояние 1 импульсом формирователя 8 (фиг.6,эпюра б), который поступает на его вход, проходя через логический элемент И 12, если на втором (неинверсном) выходе логического элемента ИЛИ-НЕ/ИЛИ 11 присутствует 1 (фиг.б, эпюра и). Поэтому формирование управляющего импульса, определяющего состояние фазовращателя, начинается, если код команды управления содержит хотя бы одну 1. В противном случае,реверсивный счетчик 10 и триггер 13 оста- ются в исходном состоянии и Лазовый сдвиг, формируемый фазовращателем, равен нулю. В момент перевода счетчика в режим обратного счета счетный импульс на него не поступаневзаимности характеристик фазовращателя (Лиг.2, эпюра к).

Одновременно переключение- всех- фазовращателей ФАР осуществляется

д5 с помощью блока 1 управления (Фиг.З Передний Фронт импульса перейазиров ки (, эпюра а), пост шающаго на его вход, переключает счетный триггер 7 в состояние 1 (фиг.4,эп

50 ра в), задний Фронт запускает формирователь 8 импульсов (Фиг.4, эпю ра б). Импульсы формирователя 8 про ходят через логический элемент И/НЕ-И 9, если- на выходе триггера 7

JJ присутствует уровень О (фиг.4,эпю ра г) . В результате по окончании каждого четного импульса перефазиров ки, поступающего на первый управляющий вход 15 устройства с выхода бло0

ет (фиг.6, эпюра д), так как на втором (инверсном) входе логического элемента И/НЕ-И 14 имеется 1 (фиг.65 эпюра б). Это обеспечивает однозначность в формировании длительности управляющего импульса в зависимости от кода команды управления. По окончании обратного счета реверсив10 ный счетчик 10 устанавливается в исходное состояние. Параллельный двоичный код на его выходе не имеет единиц, поэтому на первом (инверс- ном) выходе логического элемента

15 ИЛИ-НЕ/ИЛИ I устанавливается уровень 1 (Лиг.6s, эпюра ж). Этот положительный перепад напряжения устанавливает триггер 13 в исходное состояние (Лиг.б эпюра к), формирование управляющего импульса на этом заканчивается .

Управляющий импульс через логический элемент ИЛИ 5 поступает на четвертый вход блока 6 коммутации 5 (Фиг.1).

Таким образом, перед каждым режимом работы радиотехнического устройства (Прием или Передача) на четвертый вход блока 6 коммутации

0 поступают последовательно импульс перефазировки, длительность которого достаточна для намагничивания феррита до насыщения (фазовый сдвиг равен нулю)S и управляюнщй импульс, дпи

J тельность которого определяет Фазовое состояние фазовращателя (Фиг.2,эпюра ж). Блок 6 коммутации, управляя полярностью этих импульсов в зависимости от режима работы радиотехничес j .w... f. t,, Ul 1 СЛНИЧ

устройства, обеспечивает учет

40 устройства, обеспечивает учет

.-

невзаимности характеристик фазовращателя (Лиг.2, эпюра к).

Одновременно переключение- всех- фазовращателей ФАР осуществляется

д5 с помощью блока 1 управления (Фиг.З). Передний Фронт импульса перейазиров- ки (, эпюра а), пост шающаго на его вход, переключает счетный триггер 7 в состояние 1 (фиг.4,эпю50 ра в), задний Фронт запускает формирователь 8 импульсов (Фиг.4, эпюра б). Импульсы формирователя 8 проходят через логический элемент И/НЕ-И 9, если- на выходе триггера 7

J присутствует уровень О (фиг.4,эпюра г) . В результате по окончании каждого четного импульса перефазиров ки, поступающего на первый управляющий вход 15 устройства с выхода блока 1 управления, через логический элемент ИЛИ 2 на вход сдвигающего регистра 3 поступает последовательность импульсов, каждый из которых изменяет фазовое состояние фазовращателя на один дискрет перед кажды переключением радиотехнического усройства в режим Передача.

Положительный эффект заключаетс В уменьшении погрешностей установки фазового состояния фазовращател « повышении точности установки луч РЛР. Это обеспечивается тем, что в устройстве после установки фазовращателя в состояние, соответствующее «оду управления перед каждым переключением радиотехнического устройства в режим Передача, импульсы блока 1 управления переключают фазовращатель в очередное дискретное достояние с таким расчетом, чтобы фазовращатель принял все свои диск- 1 етные состояния за время пребывания луча ФАР в заданном направлении Формула изобретени

Устройство управления ферритовым фазовращателем, содержащее сдвиговый регистр, преобразователь код

8

0

5

время, первый вход которого подключен к выходу сдвигового регистра,логический элемент ИЛИ, второй вход которог о соединен с выходом преобразователя код - время, а также блок коммутации, первый вход которого подключен к соединенным между собой первому входу логического элемента ИЛИ и второму входу преобразователя код - время и является первым управляющим входом устройства, второй и третий входы являются.соответственно вторым и третьим управляклцими входами устройства, четвертый вход подключен к выходу логического элемента ИЛИ, а выход является выходом устройства, отличающееся тем,что, с целью повышения точности управления 0 лучом фазированной антенной решетки, в него введены блок управления,вход которого соединен с перйым управляющим входом устройства, а первый выход подключен к третьему входу преобразователя код - время, логический элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым выходом блока управления, второй вход является информационным входом устройства, а выход подключен к входу сдвигового регистра.

5

0

От 15

На Swde блока 1

Ь

На Входе срормироВателя 8

В

На Входе триггера 7

На Выходе логицес/(ого элемента И/НЕ-ид -1- 1

15

1 г

втЗ

10

Qml

К ЦП

U

1

(Риг. 5

кг

8

ки

Фг/гЗ

JL

иг.

;; (13

М5

Ц

г

12

а 8шоде 16 прео5разо6ате/1я 4

,

б I На инверсном входе логичес/ ого элемента н/НЕ-н г

I-- .1 I J { I

S l/yg инсрормоционномМе а еггл оЮГпоооллель ьш пг }

HQ Выходе ct emwKo 101ларо/1лелбны1}/(од)

д

HQ ct emHOM влоде cvemi/u/fa io

е Маб;(оде го лреоброзо&ателя

ж

Ио инверсном выходе логи( элемента п

ULJ

:

3 неинберсном быходе логи( элеме/ /па нлfr H /f1/lИ 11 00 1ПГПЛП

и На Выходе элементон г г

к На Выходе триггера 13

. П

I I