Система преобразования углового перемещения антенны рлс

 

Полезная модель относится к области радиолокационной техники и может быть использована в радиолокационных станциях (РЛС) различного назначения.

Техническим результатом полезной модели 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, первый сумматор, делитель кода на 2, второй сумматор и 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, и второй преобразователь угловой информации, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, а также датчик кода поправки, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, и введенный анализатор разности кодов, первый, второй и третий входы которого соединены с выходами первого и второго преобразователей угловой информации и второго сумматора, соответственно, а выход является выходом всей системы.

Полезная модель относится к области радиолокационной техники и может быть использована 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 поправки. Выход датчика кода поправки соединен со вторым входом сумматора, выход которого является выходом системы.

Недостатком системы является наличие в ее выходной информации Nвых() неучтенной функциональной угловой ошибки, которая зависит, главным образом, от ошибки зубчатого колеса на валу антенны и имеет периодический характер, близкий к синусоидальному [2]:

Nвых()=N()+Nsin(+),

где - угол поворота вала антенны (азимут) относительно направления на Север;

N() - код этого угла;

N - максимальная кинематическая ошибка зубчатого колеса;

- фаза ошибки.

Известна также система преобразования углового перемещения антенны РЛС [3], выбранная в качестве прототипа (фиг.1), как наиболее близкая по технической сущности. Эта система содержит последовательно соединенные первый блок датчиков 1, кинематически связанный с валом антенны через зубчатое колесо, закрепленное на ее валу, первый преобразователь угловой информации 2, первый сумматор 3, делитель кода на два 4 и второй сумматор 5, последовательно соединенные второй блок датчиков 7, кинематически связанный через зубчатое колесо с валом антенны и размещенный на диаметрально противоположной по отношению к первому блоку датчиков 1 стороне зубчатого колеса, и второй преобразователь угловой информации 8, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора 3, а также датчик кода поправки 6, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора 5, выход которого является выходом системы.

Выходная информация системы Nвых() не содержит функциональную ошибку:

,

где N1() и N2() - информация на выходе преобразователей 2 и 8.

Система позволяет повысить точность преобразования углового перемещения антенны РЛС за счет компенсации функциональной ошибки преобразования, вызванной погрешностями кинематической цепи, связывающей блоки датчиков с валом антенны.

Однако система имеет недостаток, заключающийся в том, что она функционирует правильно только при согласованной начальной установке осей блоков датчиков, когда N1() и N2() равны, а это на практике сложно осуществить с необходимой точностью. При произвольной установке осей блоков датчиков в указанной системе возникают ошибки преобразования углового перемещения антенны РЛС при переходе через нулевое значение кодов преобразователей 2 и 8. В итоге результирующий код угла, как среднее арифметическое кодов N1() и N2(), формируется со скачком, зависящим от величины рассогласования осей блоков датчиков, и не достигает нулевого и максимального значений, т.е. в общем случае Nвых()N().

Техническим результатом полезной модели является повышение точности преобразования углового перемещения антенны РЛС при произвольной установке осей блоков датчиков.

Для достижения указанного технического результата в систему-прототип введен анализатор разности кодов двух преобразователей угловой информации, первый, второй и третий входы которого соединены с выходами первого 2 и второго 8 преобразователей угловой информации и второго сумматора 5, соответственно. Выход анализатора разности кодов 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 - первый сумматор,

4 - делитель кода на два,

5 - второй сумматор,

6 - датчик кода поправки,

7 - второй блок датчиков,

8 - второй преобразователь угловой информации,

9 - анализатор разности кодов.

На фиг.3 показано значение выходного кода азимута прототипа и предлагаемой полезной модели при произвольной установке осей блоков датчиков. На фиг.4 представлен алгоритм работы программы анализатора разности кодов.

Предлагаемая система содержит последовательно соединенные первый блок датчиков 1, кинематически связанный с валом антенны через зубчатое колесо, закрепленное на ее валу, первый преобразователь угловой информации 2, первый сумматор 3, делитель кода на два 4 и второй сумматор 5, последовательно соединенные второй блок датчиков 7, кинематически связанный через зубчатое колесо с валом антенны и размещенный на диаметрально противоположной по отношению к первому блоку датчиков 1 стороне зубчатого колеса, и второй преобразователь угловой информации 8, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора 3, а также датчик кода поправки 6, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора 5. В систему введен анализатор разности кодов 9,первый, второй и третий входы которого соединены с выходами двух преобразователей угловой информации 2 и 8 и выходом второго сумматора 5, соответственно. Выход анализатора разности кодов 9 является выходом системы.

Предлагаемая система работает следующим образом.

Блоки датчиков 1 и 7 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 7 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 8 эта информация поступает на входы 1 и 2 первого сумматора 3 в виде кодов:

и

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

N() - код угла поворота вала антенны,

N - максимальная кинематическая ошибка зубчатого колеса на валу антенны,

- фаза ошибки.

После суммирования кодов (1) и (2) в первом сумматоре 3 и деления полученной суммы на 2 в делителе кода 4 код угла поворота вала антенны на первом входе второго сумматора 5 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 5 кода при помощи датчика кода поправки 6. При этом выходной код второго сумматора становится равным:

.

При N1()N2()., как показано на фиг.3, значения кодов N() прототипа и полезной модели, отличаются в той части, где |N1()-N2()|>N(=180°).

В анализаторе разности кодов N1() и N2() производится сравнение этих кодов. При |N1 ()-N2()|N(=180°)

,

а при |N1()-N2()|>N(=180°)

.

Алгоритм работы анализатора разности кодов представлен на фиг.4.

Таким образом, введение анализатора разности кодов в систему преобразования углового перемещения антенны РЛС, которая содержит последовательно соединенные первый блок датчиков, кинематически связанный с валом антенны, первый преобразователь угловой информации, первый сумматор, делитель кода на два и второй сумматор, 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, и второй преобразователь угловой информации, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, а также датчик кода поправки, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, причем первый, второй и третий входы анализатора разности кодов соединены с выходами первого и второго преобразователей угловой информации и выходом второго сумматора, соответственно, позволило исключить ошибки преобразования углового перемещения антенны РЛС при компенсации функциональной ошибки, вызванной погрешностями кинематической цепи, связывающей блоки датчиков с валом антенны, тем самым повысить точность преобразования углового перемещения антенны РЛС при произвольной установке осей блоков датчиков.

Литература:

1 Устройство преобразования углового перемещения антенны РЛС. Авторское свидетельство 184203, МПК G08C 9/00, заявка 3041778 от 10.05.1982.

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

3 Система преобразования углового перемещения антенны РЛС. Патент РФ 2305895, МПК H03M 1/06, заявка 2005120483 от 30.06.2005 (прототип).

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, первый сумматор, делитель кода на 2 и второй сумматор, 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, и второй преобразователь угловой информации, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, а также датчик кода поправки, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, отличающаяся тем, что в нее введен анализатор разности кодов двух преобразователей угловой информации, первый, второй и третий входы которого соединены с выходами первого и второго преобразователей угловой информации и второго сумматора соответственно, а выход является выходом всей системы.



 

Наверх