Устройство управления диаграммой направленности двумерных антенных решеток

 

Использование: в гидролокационной технике для управления пространственным положением диаграммы направленности приемной и излучающей антенных решеток. Устройство содержит первый и второй блоки управления, первый и n вторых управляемых делителей частоты, горизонтальный распределитель фаз, n вертикальных распределителей фаз, n m канальных делителей частоты, задающий генератор, синхронизатор. 6 ил.

Изобретение относится к гидролокационной технике и может быть использовано для управления пространственным положением диаграммы направленности приемной и излучающей антенных решеток.

Известно устройство управления диаграммой направленности двумерных антенных решеток, содержащее блок управления, первый, второй и третий входы которого являются входами устройства, причем третий вход блока управления объединен с вторыми входами первого управляемого делителя частоты и горизонтального распределителя фаз, первый и второй выходы соединены соответственно с третьим и четвертым входами горизонтального распределителя фаз, третий и четвертый выходы - соответственно с объединенными первыми и объединенными вторыми входами n вертикальных распределителей фаз, пятый - с третьим входом первого управляемого делителя частоты, шестой - с объединенными первыми входами n вторых управляемых делителей частоты, вторые входы которых, объединенные с вторыми входами n х m канальных делителей частоты и первым входом первого управляемого делителя частоты соединены с выходом задающего генератора, третьи входы, объединенные с четвертыми входами соответствующих n вертикальных распределителей фаз, подключены к соответствующим выходам горизонтального распределителя фаз, а выходы соединены с третьими входами соответствующих n вертикальных распределителей фаз, выходы которых соединены с первыми входами n х m канальных делителей частоты, выходы которых являются выходами устройства.

Недостатком известного устройства является нестабильность ширины диаграммы направленности антенной решетки в режиме импульсного излучения при наличии дестабилизирующих факторов - крена и дифферента носителя.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому эффекту является устройство управления диаграммой направленности двумерных антенных решеток, содержащие блок управления, первый, второй и третий входы которого являются входами устройства, причем третий вход блока управления соединен с объединенными третьими входами n вторых управляемых делителей частоты, вторым входом первого управляемого делителя частоты и третьим входом синхронизатора, первый вход которого является четвертым входом устройства, второй вход, объединенный с вторыми входами n х m канальных делителей частоты, n вторых управляемых делителей частоты и первым входом первого управляемого делителя частоты, подключен к выходу задающего генератора, второй выход соединен с вторым входом горизонтального распределителя фаз, третий выход - с объединенными четвертыми входами первого управляемого делителя частоты и n вертикальных распределителей фаз и вторым входом горизонтального распределителя фаз, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока управления, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с объединенными первыми и объединенными вторыми входами n вертикальных распределителей фаз, первый выход - с третьим входом первого управляемого делителя частоты, а шестой выход - с объединенными первыми входами n вторых управляемых делителей частоты, четвертые входы которых, объединенные с пятыми входами соответствующих n вертикальных распределителей фаз, подключены к соответствующим выходам горизонтального распределителя фаз, а выходы соединены с третьими входами соответствующих n вертикальных распределителей фаз, выходы которых соединены с первыми входами n х m канальных делителей частоты, выходы которых являются выходами устройства.

Это устройство может быть использовано для управления диаграммой направленности двумерной антенной решетки либо в режиме импульсного излучения, либо при приеме эхосигналов. Для обеспечения управления диаграммой направленности излучающей и приемной двумерных антенных решеток в течение полного цикла измерения - как на излучении, так и при приеме эхосигналов - потребуется два таких устройства, что приведет к значительному увеличению массогабаритных характеристик, снижению надежности, увеличению энергоемкости и стоимости гидролокатора.

Целью изобретения является управление диаграммой направленности в режимах приема и излучения.

Это достигается тем, что в устройство управления диаграммой направленности двумерных антенных решеток, содержащее первый блок управления, первый и второй входы которого являются соответственно входами угла крена и дифферента устройства, последовательно соединенные задающий генератор, первый управляемый делитель частоты и горизонтальный распределитель фаз, n вторых управляемых делителей частоты n х m канальных делителей частоты, первые выходы которых являются первыми выходами устройства, n вертикальных распределителей фаз, m выходов каждого из которых соединены с входами сброса соответствующих канальных делителей частоты, тактовые входы которых соединены с тактовыми входами первого и n вторых управляемых делителей частоты, выходы которых соединены с тактовыми входами соответствующих n вертикальных распределителей фаз, информационный вход каждого из которых соединен с входом разрешения счета соответствующего из n вторых управляемых делителей частоты и соответствующим из n выходов горизонтального распределителя фаз, вход направления сдвига и вход сброса которого подключены соответственно к первому и второму выходам первого блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с входами направления сдвига и входами сброса n вертикальных распределителей фаз, а пятый и шестой выходы первого блока управления соединены соответственно с входами кода коэффициента деления n вторых управляемых делителей частоты и входом коэффициента деления первого управляемого делителя частоты, вход начальной установки которого соединен с третьими входами первого блока управления, и который является входом записи углов крена и дифферента, введены последовательно соединенные синхронизатор и схема И, второй блок управления, первый выход которого соединен с третьими входами n х m канальных делителей частоты, вторым входом схемы И, входом задающего генератора и четвертым входом первого блока управления, третий выход соединен с третьими входами первого блока управления и n вторых управляемых делителей частоты и вторым входом первого управляемого делителя частоты, второй выход соединен с входами начальной установки n вертикальных распределителей фаз и входом начальной установки горизонтального распределителя фаз, информационный вход которого подключен к выходу схемы И, первый вход второго блока управления соединен с входом начальной установки синхронизатора, тактовый вход которого подключен к выходу задающего генератора, при этом первый и второй входы второго блока управления являются соответственно первым и вторым входами сброса устройства, третий вход - входом выбора режима устройства, четвертый и пятый входы второго блока управления подключены соответственно к первому и последнему выходам первого из n вертикальных распределителей фаз, а шестой и седьмой входы - соответственно к первому и последнему выходам последнего из n вертикальных распределителей фаз, причем вторые выходы n х m канальных делителей частоты являются вторыми выходами устройства, третьим выходом которого является первый выход второго блока управления.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенное устройство управления диаграммой направленности двумерных антенных решеток отличается тем, что в него введены последовательно соединенные синхронизатор и схема И, второй блок управления, первый выход которого соединен с третьими входами n х m канальных делителей частоты, вторым входом схемы И, входом задающего генератора и четвертым входом первого блока управления, третий выход соединен с третьими входами первого блока управления и n вторых управляемых делителей частоты и вторым входом первого управляемого делителя частоты, второй выход соединен с входами начальной установки n вертикальных распределителей фаз и входом начальной установки горизонтального распределителя фаз, информационный вход которого подключен к выходу схемы И, первый вход второго блока управления соединен с входом начальной установки синхронизатора, тактовый вход которого подключен к выходу задающего генератора, при этом первый и второй входы второго блока управления являются соответственно первым и вторым входами сброса устройства, третий вход - входом выбора режима устройства, четвертый и пятый входы второго блока управления подключены соответственно к первому и последнему выходам первого из n вертикальных распределителей фаз, а шестой и седьмой входы - соответственно к первому и последнему выходам последнего из n вертикальных распределителей фаз, вторые выходы n х m канальных делителей частоты являются вторыми выходами устройства, третьим выходом которого является первый выход второго блока управления.

Кроме того, введение в устройство второго блока управления и элемента И с их связями обеспечивает начальную ориентацию устройства, автоматическое переключение частоты задающего генератора, выбор из ПЗУ первого блока управления соответствующих массивов кодов коэффициентов деления первого и n вторых управляемых делителей частоты и подключение к первым n х m, а затем вторым n х m выходам устройства соответственно радиоимпульсов и сигналов гетеродинов при переходе устройства из режима управления диаграммой направленности излучающей антенной решетки в режим управления диаграммой направленности приемной антенной решетки, введение в канальные делители частоты группы элементов И и НЕ с их связями обеспечивает коммутацию сигналов на выходах устройства в зависимости от режима его работы, все это позволяет достичь положительного эффекта, выражающегося в возможности управления диаграммой направленности двумерных антенных решеток в режимах приема и излучения.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства управления диаграммой направленности двумерных антенных решеток; на фиг.2 - структурная схема блока управления; на фиг.3 - структурная схема управляемого делителя частоты; на фиг.4 - структурная схема распределителя фаз; на фиг.5 - структурная схема блока управления; на фиг.6 - структурная схема канального делителя частоты (на фиг. 1 условно принято, что количество элементов излучающей и приемной антенных решеток одинаково).

Устройство управления диаграммой направленности двумерных антенных решеток (см. фиг.1) содержит блок 1 управления, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами устройства, третий вход, объединенный с третьими входами n вторых управляемых делителей 2 частоты и вторым входом первого управляемого делителя 3 частоты, подключен к третьему выходу блока 4 управления, второй выход которого соединен с вторыми входами горизонтального распределителя 5 фаз и n вертикальных распределителей 6 фаз, первый вход, являющийся третьим входом устройства, соединен с вторым входом синхронизатора 7, второй и третий входы являются соответственно четвертым и пятым входами устройства, четвертый и пятый входы подключены соответственно к последнему и первому выходам первого из n вертикального распределителя 6 фаз, шестой и седьмой входы - соответственно к последнему и первому входам последнего из n вертикального распределителя 6 фаз, первый выход соединен с объединенными третьими входами n х m канальных делителей 8 частоты, вторым входом элемента И 9, четвертым входом блока 1 управления и входом задающего генератора 10, выход которого соединен с первым входом первого управляемого делителя 3 частоты, объединенными вторыми входами n вторых управляемых делителей 2 частоты и n х m канальных делителей 8 частоты и первым входом синхронизатора 7, выход которого соединен с первым входом элемента И 9, выход которого соединен с пятым входом горизонтального распределителя 5 фаз, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока 1 управления, первый вход - к выходу первого управляемого делителя 3 частоты, третий вход которого подключен к шестому выходу блока 1 управления, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с объединенными третьими и объединенными четвертыми входами n вертикальных распределителей 6 фаз, пятый выход соединен с объединенными первыми входами n вторых управляемых делителей 2 частоты, четвертые входы которых, объединенные с пятыми входами соответствующих n вертикальных распределителей 6 фаз, подключены к соответствующим выходам горизонтального распределителя 5 фаз, а выходы соединены с первыми входами n вертикальных распределителей 6 фаз, выходы которых соединены с первыми входами n х m канальных делителей 8 частоты, первые выходы которых являются первыми n х m выходами устройства, а вторые выходы - вторыми n х m выходами устройства.

Блок 1 управления (см. фиг.2) содержит два идентичных канала: канал крена и канал дифферента, которые состоят из регистров 11 и 12 (1533ТМ7), ППЗУ 13 и 14 (573РФ2) и дешифраторов 15 и 16 (1533ЛА1, 1533ЛА3), входы 1 и 2 соответсвенно кодов углов крена и дифферента, вход 4 выбора массива кодов коэффициента деления и выходы 1...6.

Управляемый делитель 2 частоты (см. фиг.3) содержит вычитающий счетчик 17 (1533ИЕ7), D-триггер 18 (1533ТМ2), RS-триггер 19 (1533ТР2), вход 1 кода коэффициента деления, вход 2 тактовых импульсов, вход 3 начальной установки, вход 4 разрешения счета и выход.

Управляемый делитель 3 частоты выполнен аналогично управляемому делителю 2 частоты, но без RS-триггера и входа разрешения счета, при этом вход начальной установки управляемого делителя 2 частоты соединен с R-входом его вычитающего счетчика.

Блок 4 управления (см. фиг.5) содержит элемент НЕ 20 (1533ЛН1), элемент И-ИЛИ-НЕ 21 (1533ЛР11), элемент НЕ 22 (1533ЛН1), элемент И-ИЛИ-НЕ 23 (1533ЛР13), D-триггер 24 (1533ТМ2), D-триггеры 25...28 (564ТМ2), входы 1, 2 сброса, вход 3 выбора режима, входы 4...7 записи признаков окончания импульсного излучения и выходы 1...3.

Распределитель 5 (6) фаз (см. фиг.4) содержит группу элементов 2И-НЕ 29 (1533ЛА3), реверсивный сдвиговый регистр 30 (133ИР13), элемент И-ИЛИ 31 (1533ЛР11), резистор 32, вход 1 тактовых импульсов, вход 2 начальной установки, вход 3 направления сдвига, вход 4 сброса, информационный вход 5 и n (m) выходов.

Канальный делитель 8 частоты (см. фиг.6) содержит двоичный счетчик 33 (533ИЕ5), элементы И 34, 35 (1533ЛИ1), элемент НЕ 36 (1533ЛН1), вход 1 сброса, вход 2 тактовых импульсов, вход 3 управления и выходы 1 и 2.

Рассмотрим работу устройства, исходя из предположения, что оно работает на излучающую и приемную антенную решетки, состоящие из 3 х 3 элементов.

С входов 1 и 2 устройства на входы 1 и 2 блока 1 управления (БУ1) и далее на входы регистров 11 и 12 поступают соответственно коды углов ориентации диаграммы направленности (ДН) антенной решетки (АР) α и β, выходы которых задают адреса коэффициентов деления K_α и K_β, и команд управления (знаки углов крена и дифферента) направлением сдвига горизонтального распределителя 5 фаз (ГРФ5) и n вертикальных распределителей 6 фаз (ВРФ6), выбираемых из ППЗУ 13 и 14. Код K_α из ППЗУ 13 с выхода 6 БУ 1 поступает на вход 3 первого управляемого делителя 3 частоты (УДЧ3), а команда "знак крена" - с выхода 1 БУ 1 на вход 3 ГРФ5. Код K_β из ППЗУ 14 с выхода 5 БУ 1 поступает на входы 1 n вторых управляемых делителей 2 частоты (УДЧ 2), а команда "знак дифферента" - с выхода 3 БУ 1 на входы 1 ВРФ 6. На вход 5 выбора режима работы устройства подается высокий потенциал.

Для общего случая примем углы крена α ≠ 0 и дифферента β ≠ 0 положительными. Так как углы α и β положительны, то на выходах дешифраторов 15 и 16 команды сброса ГРФ 5 и ВРФ 6 не формируются, т.е. с выходов 2 и 4 БУ 1 на входы 4 ГРФ 5 и ВРФ 6 подаются нулевые потенциалы.

В исходном состоянии устройство работает в режиме управления ДН приемной АР, при этом на выходе синхронизатора 7 (СХ7) и на выходе 3 блока 4 управления (БУ 4) единичный уровень, на выходах 1 и 2 БУ 4, на выходах элемента И 8, ГРФ 5, ВРФ 6 и на выходах 1 канальных делителей 8 частоты (КДЧ 8) нулевой уровень, а на выходах 2 КДЧ 8 формируются непрерывные сигналы с частотой гетеродина. УДЧ 2 и УДЧ 3 формируют сдвиговые частоты ВРФ 6 и ГРФ 5 в соответствии с ранее записанными в регистры 12 и 11 БУ 1 кодами углов β и α . На вход 1 УДЧ 3 и входы 2 СХ 7, УДЧ 2, КДЧ 8 непрерывно поступают тактовые имульсы с выхода задающего генератора 10 (ЗГ10). Частота ЗГ10 определяется, исходя из выбранного минимального фазового сдвига Δ ϕ_min между сигналами соседних элементов АР и значением рабочей частоты F_р по формуле (1) F_зг = КF_р, (1) где K = - коэффициент деления КДЧ 8.

В режиме управления ДН излучающей АР рабочая частота равна частоте F_р' заполнения радиоимпульсов на выходах 1 устройства, а в режиме управления ДН приемной АР - частоте F_р'' гетеродинов на выходах 2 устройства.

Значения коэффициентов деления УДЧ 2 и УДЧ 3 определяются требуемыми углами наклона ДН АР (как округленные до целого числа величины) по формулам (2) K_β = ,, K_α = где Δ ϕ_β и Δ ϕ_α - требуемые фазовые сдвиги между сигналами элементов АР для заданных углов ориентации ДН АР.

Поскольку минимальный фазовый сдвиг Δ ϕ_min между сигналами соседних элементов излучающей и приемной АР может быть разным, в зависимости от заданных пространственных характеристик АР, то и коэффициенты деления K_α и K_β в режимах излучения и приема сигналов могут быть разными. Выбор соответствующих массивов коэффициентов деления K_α и K_β из ППЗУ в режимах управления ДН излучающей или приемной АР производится по команде, поступающей на вход 4 БУ 1 с выхода 1 БУ 4 и являющейся признаком режима работы устройства (излучения или приема сигналов). С поступлением на вход 3 устройства положительного импульса "Сброс 1" СХ 7 и D-триггеры 25...28 БУ 4 ориентируются в исходное нулевое состояние, при этом на выходе СХ 7 устанавливается нулевой уровень, а на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ 23 БУ 4 сохраняется нулевой уровень, D-триггер 24 ориентируется в нулевое состояние и разблокирует через элемент НЕ 20 второй элемент И элемента 21 И-ИЛИ-НЕ. С этого момента времени через элемент И-ИЛИ-НЕ 21 и элемент 22 НЕ на выходы 1 и 2 БУ 4 транслируются соответственно положительный и отрицательный импульсы "сброс 1", а на выходе 1 БУ 4 устанавливается единичный уровень, который подключает к выходу ЗГ 10 частоту F_зг1, требуемую для формирования частоты F_р' заполнения радиоимпульсов в режиме управления ДН излучающей АР, производит выбор из ППЗУ БУ 1 массива коэффициентов деления K_α УДЧ 3 и K_β УДЧ 2, необходимых для формирования требуемого фазового распределения на элементах излучающей АР, блокирует формирование на выходах 2 КДЧ 8 сигналов гетеродинов и разблокирует выходы 1 КДЧ 8.

Импульс "Сброс 1" с выхода 1 БУ 4 поступает на вход 3 БУ 1, на входы 3 и 2 соответственно УДЧ 2 и УДЧ 3, а с выхода 2 - на входы 2 ГРФ 5 и ВРФ 6, и производит запись в регистры 11 и 12 БУ 1 кодов углов ориентации α и β ДН АР, ориентирует ГРФ 5 и ВРФ 6 в режим параллельной записи, при этом на их выходах устанавливаются единичные уровни, сбрасывает вычитающий счетчик УДЧ 3 в нулевое состояние, при этом на выходе УДЧ 3 транслируется частота F_зг1, ориентирует RS-триггеры 19 УДЧ 2 в единичное состояние, при этом соответствующие им вычитающие счетчики 17 сбрасываются в нулевое состояние, а на выходах УДЧ 2 также транслируется частота F_зг1.

Далее на выходах 1 устройства начинается формирование радиоимпульсов с заданным фазовым распределением. По заднему фронту импульса "Сброс 1" коды углов ориентации ДН излучающей АР α и β фиксируются в регистрах 11 и 12 БУ 1, СХ 7 начинает формирование отрицательного видеоимпульса, ГРФ 5 и ВРФ 6 переходят в режим последовательного сдвига, а УДЧ 3 начинает, в соответствии с установленным на его входе 3 кодом K_α, формирование частоты сдвига ГРФ 5. Знаки углов крена α и дифферента β положительны, поэтому на входы 3 ГРФ 5 и ВРФ 6 с выходов 1 и 3 БУ 1 соответственно поступают нулевые потенциалы, которые задают направление сдвига ГРФ 5 и ВРФ 6 от младших разрядов к старшим. Так как на выходах СХ 7, элемента И 9 и входе 5 ГРФ 5 ранее установился нулевой потенциал, то по положительным перепадам импульсов частоты УДЧ 3 первая, а затем последующие ячейки ГРФ 5 последовательно устанавливаются в нулевое состояние и на выходах ГРФ 5 формируются передние фронты напряжений U₁, U₂ и U₃. По отрицательному перепаду напряжения U₁ RS-триггер 19 УДЧ 2-1 ориентируется в нулевое состояние, вычитающий счетчик 17 переходит в режим счета и УДЧ 2-1 начинает в соответствии с установленным на его входе 1 кодом K_βформирование частоты сдвига ВРФ 6-1. По положительным перепадам импульсов частоты УДЧ 2-1, поступающих на вход 1 ВРФ 6-1, первая, а затем последующие ячейки ВРФ 6-1 устанавливаются в нулевое состояние. Аналогично, но со сдвигом, определяемым задержками между сигналами U₁, U₂ и U₃, происходит разблокирование УДЧ 2-2, УДЧ 2-3, сдвиг и формирование сигналов на выходах ВРФ 6-2 и ВРФ 6-3. Таким образом на выходах ВРФ 6-1, ВРФ 6-2 и ВРФ 6-3 формируются передние фронты напряжений с заданными фазовыми сдвигами U₁₁ (ϕ₁₁), U₁₂ (ϕ₁₂), U₁₃(ϕ₁₃,) U₂₁ (ϕ₂₁), U₂₂( ϕ₂₂), U₂₃ (ϕ₂₃), U₃₁ (ϕ₃₁), U₃₂ (ϕ₃₂) и U₃₃(ϕ₃₃).

По мере установления на выходах ВРФ 6 нулевых потенциалов включаются в работу соответствующие им КДЧ 8, которые путем деления частоты ЗГ 10 формируют на выходах 1 устройства сигналы рабочей частоты F_р11', F_р12', F_р13', F_р21', F_р22', F_р23', F_р31', F_р32' и F_р33'.

Таким образом, после включения в работу всех КДЧ 8 на их выходах 1 и выходах 1 устройства формируются сигналы рабочей частоты, учитывающие сумму фазовых сдвигов соответствующих ячеек ГРФ 5 и ВРФ 6.

По окончании формирования СХ 7 отрицательного видеоимпульса длительностью τ_и на его выходе, выходе элемента И 9 и входе 5 ГРФ 5 устанавливается единичный потенциал, который импульсами частоты УДЧ 3 последовательно переносится на выходы ячеек ГРФ 5, а импульсами частоты УДЧ 2-1, УДЧ 2-2 и УДЧ 2-3 по мере заполнения единичными потенциалами ячек ГРФ 5 переносится на выходы ячеек ВРФ 6-1, ВРФ 6-2 и ВРФ 6-3. По мере заполнения ячеек ВРФ 6 единичными потенциалами последовательно сбрасываются в нулевое состояние двоичные счетчики 33 соответствующих КДЧ 8 и формирование сигналов рабочей частоты на выходах 1 КДЧ 8 и на выходах 1 устройства прекращается до прихода на вход 3 устройства следующего импульса "Сброс 1".

Таким образом на выходах 1 устройства происходит формирование радиоимпульсов одинаковой длительности с заданным фазовым распределением.

Положительные перепады, возникающие на первых и третьих выходах ВРФ 6-1 и ВРФ 6-3, участвующих в управлении ДН излучающей антенной решетки, по окончании формирования на их выходах видеоимпульсов ориентируют D-триггеры 25...28 БУ 4 в единичное состояние, при этом на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ 23 устанавливается единичный уровень, разблокируется первый и блокируется второй элементы И элемента И-ИЛИ-НЕ 21.

Совпадение фиксируемых триггерами 25...28 и элементом И-ИЛИ-НЕ 21 единичных уровней на соответствущих выходах ВРФ 6 является признаком окончания формирования радиоимпульсов на выходах 1 устройства, так как один, два или одновремено четыре эти выхода являются в зависимости от знаков и значений кодов углов α и β последними звеньями в цепи распространения видеоимпульсов СХ 7 от входа 5 ГРФ 5 до выходов ВРФ 6.

Таким образом, работа устройства в режиме управления ДН излучающей АР закончена и устройство находится в режиме ожидания перехода в режим управления ДН приемной АР.

Первый импульс "Сброс 2", поступивший на вход 2 БУ 4 после окончания формирования радиоимпульсов на выходах 1 устройства транслируется через элемент И-ИЛИ-НЕ 21 и элемент НЕ 22 на выходы 2, 3 БУ 4 и на С-вход D-триггера 24, ориентируя его в единичное состояние, при этом на его инверсном выходе, выходе 1 БУ 4 и выходе 3 устройства устанавливается нулевой уровень, который блокирует выходы 1 и разблокирует выходы 2 КДЧ 8, подключает к выходу ЗГ 10 частоту F_зг2, требуемую для формирования частоты гетеродинов в режиме управления ДН приемной АР и производит выбор из ППЗУ БУ 1 массива коэффициентов деления K_α УДЧ3 и K_β УДЧ2, необходимых для формирования требуемого фазового распределения на элементах приемной АР. С этого момента времени устройство переходит в режим управления ДН преимной АР. Далее на выходах 2 устройства начинается формирование сигналов гетеродинов.

Импульсы "Сброс 2" аналогично импульсам "Сброс 1" вновь производят запись кодов углов α и β в регистры 11 и 12 БУ 1 и начальную установку всех блоков и узлов устройства, кроме СХ 7, который в этом режиме участия в работе не принимает, в исходное состояние, а после его окончания начинается аналогичный описанному процесс формирования на выходах 2 КДЧ 8 и выходах 2 устройства сигналов рабочей частоты F_р11'', F_р12'', F_р13'', F_р21'', F_р22'', F_р23'', F_р31'', F_р32'' и F_р33'' с той лишь разницей, что эти сигналы непрерывны, так как в этом случае на вход 5 ГРФ 5 поступает на видеоимпульс СХ 7, а нулевой уровень с выхода 1 БУ 4, который последовательно переносится импульсами частоты УДЧ 3 на выходы ячеек ГРФ 5, а импульсами частоты УДЧ 2-1, УДЧ 2-2 и УДЧ 2-3 по мере установления нулевых уровней на выходах ячеек ГРФ 5 последовательно переносится на выходы ячеек ВРФ 6-1, ВРФ 6-2 и ВРФ 6-3, при этом в соответствии с заданным фазовым сдвигом последовательно включаются в работу соответствующие КДЧ 8.

Переориентация ДН приемной АР производится с периодичностью следования импульсов "Сброс 2" в промежутках между импульсами СХ 7.

С приходом следующих импульсов "Сброс 1" и "Сброс 2" на выходах 1 устройства вновь формируются радиоимпульсы, после чего на выходах 2 устройства формируются непрерывные сигналы гетеродинов с требуемым фазовым распределением.

Нормальное к плоскости АР положение ДН при α = 0 и β = 0 обеспечивается формированием синфазных сигналов на выходах устройства. ГРФ 5 и ВРФ 6 в этом случае одновременно устанавливаются в нулевое состояние после окончания импульсов "Сброс 1" или "Сброс 2" единичными потенциалами, формируемыми дешифраторами 15 и 16 БУ 1, которые с выходов 2 и 4 поступают соответственно на входы 4 ГРФ 5 и ВРФ 6. В случаях, когда α = 0, β ≠ 0 или α ≠ 0, β = 0 соответственно ячейки ГРФ 5 и ВРФ 6 одновременно устанавливаются в нулевое состояние.

Поскольку принцип формирования фазового распределения для этих случаев одинаков, рассмотрим работу устройства при α = 0 и β ≠ 0 в режиме управления ДН излучающей АР.

Импульс "Сброс 1" ориентирует устройство в исходное состояние аналогично описанному случаю для α ≠ 0 и β ≠ 0 с той лишь разницей, что на выходе дешифратора 16 БУ 1 устанавливается единичный уровень, который с выхода 2 БУ 1 поступает на вход 4 ГРФ 5. По окончании импульса "Сброс 1" УДЧ 3 разблокируется, СХ 7 начинает формирование отрицательного видеоимпульса, а выходы ГРФ 5 одновременно переходят из единичного состояния в нулевое, так как на R-входе реверсивного сдвигового регистра 30 ГРФ 5 устанавливается нулевой уровень, однако для данного случая отпадает необходимость формирования частоты сдвига ГРФ 5, поэтому код коэффициента деления K_α может быть выбран любым. УДЧ 2-1, УДЧ 2-2 и УДЧ 2-3 одновременно разблокируются и формируют синфазные частоты сдвига, поступающие на входы 1 соответствующих ВРФ 6.

ВРФ 6-1, ВРФ 6-2 и ВРФ 6-3 формируют сигналы, синфазные между одноименными выходами вертикальных столбцов АР и со сдвигом в столбцах, равным периоду следования импульсов на выходах УДЧ 2. По окончании видеоимпульса СХ 7 ГРФ 5 переходит в режим параллельной записи, при этом на его выходах одновременно устанавливаются единичные уровни, которые импульсами частоты УДЧ 2-1, УДЧ 2-2 и УДЧ 2-3 переносятся на выходы ВРФ 6-1, ВРФ 6-2 и ВРФ 6-3. По мере установления на выходах ВРФ 6 единичных уровней последовательно сбрасываются в нулевое состояние двоичные счетчики соответствующих КДЧ 8 и формирование радиоимпульсов на выходах 1 КДЧ 8 и выходах 1 устройства прекращается. Таким образом на выходах 1 устройства формируются сигналы, синфазные в плоскости крена и сдвинутые по фазе в плоскости дифферента, что соответствует фазовому распределению при формировании ДН АР в плоскости, нормальной к плосксти крена АР.

Затем аналогично автоматически происходит переориентация режима работы устройства и формирование на его выходах 2 сигналов гетеродинов с заданным фазовым распределением.

С выходов 1 устройства радиоимпульсы с заданным фазовым распределением поступают на элементы излучающей АР через усилители мощности и далее излучаются в воду.

С выходов 2 устройства сигналы гетеродинов поступают на входы преобразователей частоты, в которых на промежуточной частоте производится компенсация фаз сигналов плоской акустической волны, приходящей на элементы приемной АР с заданного направления приема. Выходные сигналы преобразователей частоты суммируются в общий эхосигнал.

Сигнал, формируемый на выходе 3 устройства, предназначен для формирования импульса гашения "акустического нуля" или строба "мертвой зоны" гидролокатора, в которой еще происходит объемная реверберация и формирование в среде ДН излучающей АР. На время этого строба прохождение эхосигналов через приемный тракт гидролокатора, как правило, блокируется.

При использовании устройства только в режиме управления ДН излучающей антенной решетки на вход 4 устройства необходимо подать нулевой уровень, а при использовании устройства только в режиме управления ДН приемной АР нулевой уровень необходимо подать на вход 5 устройства.

Таким образом, в течение полного цикла измерений (излучения и приема сигналов) устройство обеспечивает управление ДН как излучающей, так и приемной АР.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДИАГРАММОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ ДВУМЕРНЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК, содержащее первый блок управления, первый и второй входы которого являются соответственно входами угла крена и дифферента устройства, последовательно соединенные задающий генератор, первый управляемый делитель частоты и горизонтальный распределитель фаз, n вторых управляемых делителей частоты n · m канальных делителей частоты, первые выходы которых являются первыми выходами устройства, n вертикальных распределителей фаз, m выходов каждого из которых соединены с входами сброса соответствующих канальных делителей частоты, тактовые входы которых соединены с тактовыми входами первого и n вторых управляемых делителей частоты, выходы которых соединены с тактовыми входами соответствующих n вертикальных распределителей фаз, информационный вход каждого из которых соединен с входом разрешения счета соответствующего из n вторых управляемых делителей частоты и соответствующим из n выходов горизонтального распределителя фаз, вход направления сдвига и вход сброса которого подключены соответственно к первому и второму выходам первого блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с входами направления сдвига и входами сброса n вертикальных распределителей фаз, а пятый и шестой выходы первого блока управления соединены соответственно с входами кода коэффициента деления n вторых управляемых делителей частоты и входом коэффициента деления первого управляемого делителя частоты, вход начальной установки которого соединен с третьим входом первого блока управления, который является входом записи углов крена и дифферента, отличающееся тем, что, с целью управления диаграммой направленности в режимах приема и излучения, введены последовательно соединенные синхронизатор и схема И, второй блок управления, первый выход которого соединен с третьими входами n · m канальных делителей частоты, вторым входом схемы И, входом задающего генератора и четвертым входом первого блока управления, третий вход которого соединен с входами начальной установки n вторых управляемых делителей частоты и вторым выходом второго блока управления, третий выход которого соединен с входами начальной установки n вертикальных распределителей фаз и входом начальной установки горизонтального распределителя фаз, информационный вход которого подключен к выходу схемы И, первый вход второго блока управления соединен с входом начальной установки синхронизатора, тактовый вход которого подключен к выходу задающего генератора, при этом первый и второй входы второго блока управления являются соответственно первым и вторым входами сброса устройства, а третий вход - входом выбора режима устройства, четвертый и пятый входы второго блока управления подключены соответственно к первому и последнему выходам первого из n вертикальных распределителей фаз, а шестой и седьмой входы - соответственно к первому и последнему выходам последнего из n вертикальных распределителей фаз, причем вторые выходы n · m канальных делителей частоты являются вторыми выходами устройства, третьим выходом которого является первый выход второго блока управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6