Способ определения фазового распределения нормальной составляющей колебательной скорости на элементах дискретных акустических антенн

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

02 А1 (19)SU(ii) 1

1 у 4 G 01 R 29/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 3, 1:,

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t (21 ) 4049808/24-09 (22) 07.04.86 (46) 30.12.87. Бюл.Р 48 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) А.В.Осетров и Е.Д.Пигулевский (53) 621.317:621.396.67(088 ° 8) (56) Пигулевский Е.Д., Рыжков А.Ф.

Частотно-пространственная обработка измерений акустических полей. — Изв.

ЛЭТИ. Науч. тр. (Ленингр. электротехн. ин-т им. В.И.Ульянова (Ленина), 1980, вып. 264, с.27-32, Пигулевский Е.Д., Рыжков А.Ф., Осетров А.В. Обобщенная схема пространственно-временной обработки акустических сигналов при различных вариантах сканирования ближнего поля. — Изв. ЛЭТИ. Науч. тр. (Ленингр. электротехн. ин-т им. В.И.Ульянова ,(Ленина), 1985, вып. 355, с.19-24 ° (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВОГО

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ

КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ НА ЭЛЕМЕНТАХ

ДИСКРЕТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ АНТЕНН (57) Изобретение обеспечивает повышение точности. Способ заключается в том, что элементы исследуемой антенны возбуждают эл. сигналами различных частот, лежащих 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.

1363092

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 точ-. ности.

На фиг.l приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ определения фазового распределения нормальной составляющей колебательной скорости на элементах дискретных акустических антенн; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит приемник 1 акустического давления, выполненный в виде сферического керамического пьезопреобразователя, полосовой фильтр

2 с усилителем, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 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.2б, 2в), на выходе блока 17 задержки (фиг.2г), на выходе блока 16 совпадения (фиг.2ж) и на шине 8 сигнал с уровнем "0". По команде вычислитель 5 начинает выполнять записанную в его намять программу. При этом на третьем выходе вычислителя 5 устанавливается сигнал

"1" и вычислитель 5 переходит в ждущий режим, Через время 1„, равное длительности переходного процес-!! !! са, 1 появляется на выходе блока

17 задержки.

Сразу после появления напряжения с уровнем "l" 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 XH задается гене5

20 поступает на вход АЦП 3. Через время

55 ратором 9, сигнал с выхода которого поступает на вход преобразователя 10, сигнал переменнной частоты с выхода, которого, пройдя через коммутатор 7, управляет блоком !l напряжения с выходов которого, усиленные блоком

12 усилителей, возбуждают элементы дискретной антенны 13. Частоты и«, возбуждения элементов рекомендуется задавать таким образом, чтобы разность между ними была постоянной величиной Я;+, — Я; = const = A, 1,2,...!?-1, где Ь вЂ” количество элементов в исследуемой антенне.

Колебания, излученные антенной

13, поступают на приемник l и преобразовываются в. электрический сигнал, который после фильтрации и усиления после включения генератора, равное длительности переходного процесса, на выходе временного селектора 15 появляется сигнал с уровнем

"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, поступающий 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 вычислителя 5 появляется сигнал с уровнем "0", и вычислитель 5 продолжает выполнять записанную в его память программу. На втором и третьем выходах вычислителя устанавливаются сигналы с уровнем "1!!. При этом выход преобразователя 10 оказывается подключенным к входу блока 11, обеспечивающему характер изменения ХН.

Через время, равное длительности переходного процесса, на выходах блоков 17 и 16 появляются сигналы с уровнем "l" и в вычислитель 5 снова начинают поступать мгновенные значения акустического давления, измеряемые приемником 1. После приема заданного программой количества чисел вычислитель 5 устанавливает на втором и третьем выходах сигналы с уровнем

"0" и начинает. обработку результатов измерений, по окончании которой выдает ФР на элементах антенны 13 на блок 16.

На вход опорного сигнала блока 11 от генератора 14 поступает сигнал

1363092

U(t ) = соз(аС + (p) °

На i-м выходе блока ll будет сиг нал вида

U; (t) cos((it K>â где К > — постоянная задерживающего звена в блоке 11;

И вЂ” частота, поступающая от преобразователя 10.

Если и = К,t, то U;(t)=cos(y;t+g), где ы = й. + КОК,в

Изменяется частота в виде пилообразной зависимости от времени, если

Т = 2Т/К К, Т вЂ” период пилообразного закона.

При другом положение коммутатора сигнал с выхода преобразователя 10 поступает на другой выход блока 11 и

U<(t) = cos(u;t + (p),где я; = Q. +

+ К К з(1 + 1 — ). Таким образом обеспечивается условие cO;+, - Q, = const в обоих случаях. 3а момент . времени t = 0 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, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью .повышения 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

20 где Р (t:) — измеренное в момент времени t> мгновенное значение акустического давления;

P(t ) = -Асов (д; (t — -- )()

1 <

Р— амплитуда акустического давI ления, создаваемая на единичном расстоянии в направлении на точку измерения i-м элементом исследуемой антенны;

r — расстояние между i-м элемен1 том исследуемой антенны и точкой измерений; с — скорость звука

Я; — частота возбуждения i-го элемента антенны;

Я; — искомая фаза нормальной составляющей колебательной ско30 рости на i-м элементе исследуемой антенны в начальный момент времени;

L — - количество элементов в исследуемой антенне;

N — - число моментов времени, в которые измеряется акустическое давление.

2 ° Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что частоту возбужде ния каждого элемента исследуемой

40 антенны изменяют в пределах его поло сы пропускания, а измеренные фазовые распределения .на каждом элементе исследуемой антенны линейно интерполируют.

1363092

Составитель P.Êóýíåöoâà

Редактор N.Öèòêèíà Техред М.Пидык Корректор А.Обручар

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 6400/35

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4