Устройство для регистрации отклонений амплитудно-фазового распределения в раскрыве фазированной антенной решетки Советский патент 1981 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к технике антенных измерений. Известно устройство для перемещения зонда по раскрыву антенны, содер жащее вертикальные и горизонтальные направляюв|ие линейки и перемещакяяуюс по ним каретку, а также тонкие синте т1 ческйё нити с укрепленным на них зондом, при этом внутри металлйческрй рак каркаса установлены и жестк закреплены эти горизонтальные и вертикальные направляющие, находящиеся вне pacitpUBa исследуемой антенны Jll Однако устройство не обеспечивает рысокую точност ь регистрации технояо гичеокого разброса установки модулей фаз11рован| ой антенной petaeTKjt (ФАР). ИЗяестио также устройство для регйстрйади отклонений амплитудно-фазо вЬго:распрёделения (АФР) в ФАР содержавшее подвгжный зонд, Э 1крепленшй на двухкоординатной каретке снабженной электромагнитным 1фиводои и оптическим регистратором полочсеиня зонда, и электрически соединенныйчерез гикплифазометр с блоком регистрации отклонений АФР, и блок упра:вления: приводом и оптвчеС КИМ регистраторе 2 . Однако и это устройство не обеспечивает ;высЬкую точность регистрации технологического разброса установки модулей ФАр. Цель изобретения - повышение точности .регистрации технологического разброса установки модулей ФАР. Указанная цель достигается тем, что в устройство для регистрации отклонений АФР в раскрыве ФАР, содержав}ёе подвижный зонд, закрепленный на двухкоорюинатной каретке, снабженной электромагнитным приводом и оптическим регистратором положения зонда, и электрически соединенный через амплифазометр с блоком регистрации отклонений АФР, и блок управления приводом и оптическим регистратором введеи блок соЕмещения осей симметрии, ;оедииенный первьош входом и вькодом соответственно с оптическим регистратором и с блоком управления приводом, вторым входом с в&еденшм блоком эталонных параметров модулей ФАР и вторым выходом С блоком регистрации отклонений АФР. 1фоме трго, блок регистрации отклонений АФ{ содержит последовательно соединен1 ые регистр допусковых значений, управляемый компгиратор н рвгистра ор, при этом второй вход управляемого компаратора соединен с вьрсодом амплифазометра, а его третий вход - с вторым выходом блока совмещения осей симметрии. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство для регистрации отклонений АФР в раскрыве фазированной антенной решетки ФАР содержит подвижшк зонд 1, закрепленный на двухкоордйнатиой каретке 2, снабженной электромагнитный приводе 3 и оптическим регистратором 4 положения зонда 1/ и электрически соединенный через амилифазометр 5с блоком 6 регистрации отклонений АФР, и блок 7 управления при водом 3 и оптическим регистратором 4 блок 8 совмещения осей симметрии, соединенный первьти входом и выходом соответственно с оптическим регистратором 4 и с блоком 7 управления приводом вторым входом - с блоком 9 эталонных параметров модулей ФАР и вторым выходом - с блоке 6 регистрации отклонений АФР, при этом блок регистрации отклонений АФР содержит последовательно соединенные регистр 10 допусковых значений, управлЯеьелй компаратор 11 и регистратор 12 при этом второй вход управляемого компаратора 11 соединен с выходом ампаифазометра 5, а его третий вход - с вторым выходом блока 8 совмеадения осей симметрии. Устройство работает следующим образом. Вырабатывае|у«з1е блоком 7 коды теку щих координат зонда 1 матрицы (число точек и шаг съема амплитудно-фазовог распределения АФР поля исследуемой ФАР задаются заранее) формируют эк- вивалентные сигналы управления элект ромагнитным приводом 3, осуществляющим перемещение ходового узла 13 и механически связанной с ним каретки 2, на которой закреплен: зонд 1, сигнашы от которого поступают на амплифазометр 5v Одновременно в регистр 14 эталонных параметров изобраясейий излучателей блока 9 с блока 15 кода и регистр 10 допусковых значений бпо ка 6 поступают коды, характврйзумцйв сеометричёские параметры изображения модуля ФАР и область )б(опустимых значений амплитуды и фазы в Т1оввряе « й точке вблизи излучатели. В случае ря норОдных матриц ФАР эти коды 1иогут быть однократно Habpatod, например, на клавиатуре регистра, и не меняться в течение всего съе««а АФ1. После завершения отработки текущи кодов координат зойд: 1 занимает неко торое промежуточное положение, отлйЧ31сщееся от центра си метрии излучателя. 1& герентная система 1€ подсве ta, выполненная, например, на базе полупроводИикового оет с помощь бло ка 17 формирователя потока, реализованного на базе диафрагкщ и интегрального форьтарователя потока, осуществляет подсветку участка апертуры ФАР 18, соответствующего плснцади одного элемента матрицы. Отраженный от поверхности ФАР 18 световой поток с учетом различий в координатах отражения, поступает одновременно на вход оптического регистратора 4 и узла фиксации изображения к| лучат«ля 19, состоящего из последовательно соединенных микрробъектива, выполненного, например, на базе интегральной оптики, интегральной фотоматрнда и cxei«4 матричного опроса состояния фотоприемников. Ма вход блока 8 совмещения осей симметрии в фиксированные моменты времени постулают коды, характеризующие положение излучателя в поле зрения в различных фазах совмёвдения и код из perHCTjpa 14 эталонных параметров изображений.излучателей. разница в кодах, определяемая по любому необходимому количеству регистрируемых точек в зависимости от конфигурации излучателя, вадцеляетря в блоке 8 совь« щейия осей симметрии и в виде сигналов управления поступает на вход блоко в кордин ат ного пе ремеще и и я з онда, которые отрабатывают во.зникшие рассогласования до момента полного совмещения осей сй1у 1етрин или необходигфах точек излучателя И зонда 1, с точностьк, определяемой разрешающей способностью фотоматрицы. Дрдцейура измерения величины рассогласования может осуществляться циклически непрерывно с периодом, определяе1«|ем постоянной времени привода кодовых узлов зондовой системы. С Целью сокра18еиия времени отработки возможных рассогласований между идеал ь{шм и положением зонда 1 цеяесОобразно применение алгоритмов ynpeagaiatetttero ««Лежения, прогнозирующих координата, которые занимает зоня ;1 после отработки рассогласоваНЙЯV : ,i / ,: :,,.. Таким образом, использование обратной связи по изображению гаранTBHpjfrfeT однозначность позиционирования зонда 1 относительно модуля ФАР 18 яайвойее достоверньвд способом. Шэслг завершения процедуры совмещения осей симметрии изображения излучателя ФАР 18 и зонда 1 формируе тсЯ Сигнал разрешения для работы оптического регистратора 4 положения и управляемого компаратора 11, на вхсэды которого поступают коды амплитуд и фаэы, измеренные амплифазыэметрЬм 5, и -гекущий код величины амплитудно-фазового распределения, устайовлё Ш9(й в ФАР, применительно К дамнс электрическому углу сканирОваииЯ, хранящийся в регистре 10 допусковых значений параметров излу чателей. В случае, если заданный и измеренные значения амплитуды и фазы от личаются на величину, прешллающую область допустимых значений, они под лежат регистрации в блоке б регистрадии. В зависимости от принятого алгоритма работы и конкретного измеренного значения Отклонения могут быть приняты различные решения; оповещение оперативного персонала, останов дальнейшего процесса съег, регистра ция величины отклоиения на носителе и т.п. Дополнительная цель анализа значений измеряемого Афр в данной то ке обеспечивает существенное пошяоение достоверности прОизвОдиоих кзиюрений, так как пря этОм реализуется требование не только однократного оп тического совмещения фиксированиях точек излучателя из зонда 1, но и осуществляется привязка к регшьному уровню амплитуды и фазы, установленной в них в момент измерения. Так, на пример, повторякадиеся ошибки, фиксируемое в регистраторе 12 отклонений, свидетельствуют либо о неполадках в самой решетки и необходиьвлх способах настройки, либо о сбоях в цепи координатного перемещения зонда что позволяет принять меры по их уст ранени. После завершения измерений в даннОй точке осуществляется переход в очерёдную тОчку ФАР. Йри этом отсутствуют ограничения на характер геометрий исполнения очередного модуля и, следовательно, вида изображения в выбранном участке оптического рд, лишь бы характерные точки, в которих необходимо -осуществить совмещение с зондом, были заранее определены и занесены в регистр 14 эталонных параметров изображений излучателей/ откуда синхронно с движением зонда 1 пересылаются в блок 8 совмет1ени.я осей симметрии. Обеспечение оптического контраста между изображениями излучателей и фо1ша диаграммообраэующего экрана трудностей не представляет и на прак тике ОвОДХТся к выбору цвета защитного похрсггия. Тг кммоб1 аэом Практическое Примевекпе; предпагйемого технического рймевя позволит снизить требование к тсмирстй и, следовательно, к жесткости несущих конструкций зондовой сястемы,.в связи с тем, что Оно обес печивает лишь предварительный выход в заданную точку точное познционафо ванне зонда 1 осуществляется с помоцы цеПи обратной связи по иэображению. Использование облегченной и у роцённой ХОДОВОЙ части зондовой систем позволяет существенно снизить массу несущих конструкций, стоимость изготовления и, следовательно, повы- . сить скорость перемещения несущей траверсы и каретки. При этом отсутствуют какие-либо возможности для накапливания пЬгршаностей, так как RBKжение 1 каяио последующую точку раскрыва осуществляется от абсолютно достоверного центра, ошибки установки которого практически отсутствуют. Дополнятельио размаценные на каретке оптические регистраторы 4 могут пь шщолнены с применением ин- жекциониого «зяучателя, элементов интегральной оптики и ПЗС интегральных томатриц с усилителями опроса Я днскрияшнацни сигнала и реализуются в весьма компактном объеме, не npeBUtfaiqeteM 1-2 см при общей весовой нагрузке в 10-30 г. Предлагаемое изобретение особенно ценно для иастрсАки ФАР с многометровыми апертурами, состоящими из разнородных модулей, которые произвольно расположены на плоскости и обладают , оптическ1й« Контрастом по отношению к ней. Формула изобретения 1.Устройство для регистрации отклонений а «1литудно фазового распределения (ЛФР) в раскрыве фазированной а(тениой решетки (ФАР), содержащее пспвижньхй зонд, закрепленный на двухкоординатной каретке, снабженной электромагнитным П1 иводом и оптическим регистратором положения зонда, и электрически соединенный через амплифазометр с блоком регистрации отклонений АФР, и блок управления , приводом и оптическим регистратором, о т л и ч а ю щ ;ё е с я тем, чТо, с целью повьыения точности регистрации технологического разброса установки модулей ФАР, введен блок совмещения осей симметрии, соединенный первыми входом и выходом соответственно с оптическим регистратором и с блоком управления ПРИВОДОМ, вторым входом - с введенным блоком эталон{{ых параметров модулей Ф.АР и вторьм выходом - с блоком регистрация отклоиен1Ш АФР. 2,Устройство по п. 1, о т л и чае ц е е с я тем, что блок реtяcтpaшlfl откпо|1ёний АФР содержит последоватеяыю совдннеиные регистр допускоаквс Лваченйй; управляемый кокп«ф атор и ре гястратор, при этом второй входа управляемого компаратора ооедяиен с шходом амплифазометре, а его третей вход - с вторым выхоДСН4 блока совмещения осЗй симметрия. Источиикя яиформации, прянЯЁтые во внюнаняе при экспертизе t. Автсфское свидетельство СССР И 310403, кл. е 01 R 29/14, 1968. 2 Авторское свидетельство СССР по заявке 2471637/18-09, л. 01 R 29/14, 1977 (прототяп).