Устройство для моделирования диаграммы направленности антенны

 

О Il И С А Н И Е < )935967

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соци алистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(53)М. Кл. (22) Заявлено 08. 10. 80 (21) 2995838/18-24 с присоединением заявки.%

G 06 F 15/20

Гооудоротвенный комятет

СССР (23) Приоритет но деном изобретений и открытий.

Опубликовано 15.06.82. бюллетень № 22

Дата опубликования описания 15. 06. 82 (53). УДК 681.

° 327(088.8) (72) Авторы изобретения

С. Н. Лехин и A. И, Спиридонов

Псковский филиал Ленинградского ордена Ленина политехнического института им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ

НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ

Изобретение относится к специали зированным средствам вычислительной техники и может быть использовано при моделировании диаграмм направленности антенн в радио и гидролокационных тренажерах и имитаторах.

Известна электронная схема имитации диаграммы направленности, содер-. жащая следящий привод, схему формирования огибающей диаграммы направленности и модулятор (lj, Недостатками схемы являются наличие механических узлов, невысокая точность моделирования и нереальная форма огибающей диаграммы направленности антенны.

Известен имитатор диаграммы направленности, содержащий генератор качающейся частоты, .генератор фиксированной частоты, фильтры и амп. литудный детектор(?)

Известному устройству присущи нереальная форма огибающей, ее нестабильность и сложность перестройки формы огибающей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является имитатор диаграммы направленности, содержащий генератор. временной развертки, выход которого подключен ко входу функционального преобразова-.. теля, представляющего блок нелинейности, выход которого является выходом устройства ° Такое устройство позволяет в принципе сформировать диаграмму направленности любой формы(31.

Однако устройство обладает ограниченными функциональными возможностями: уровни максимумов одноименных боковых лепестков, расположенных справа и слева от главного максимума, всегда одинаковы, нет установки исходного положения антенны и цели, не имитируется вращение антенны в обе стороны, нет возможности имитации неподвижной антенны.

935967

SO!

59

55 иэ-за применения аналоговых узлов

Ф в функциональном преобразователе, точность воспроизведения формы диаграммы направлвннос и:невысока.

Цель изобретения- повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем функциональный преобразователь.и генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу функционального преобразователя. функциональный преобразователь содержит элемент И, реверсивный счетчик блок вычитания и цифровой запоминающий блок, причем первый вход элемента И является информационным входом функционального преобразователя, второй вход элемента И является входом запуска устройства, выход элемента И соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выход которого подключен.к первому входу блока вычитания, выход которого соединен с адресным входом цифрового запоминающего блока, выход которого является выходом устройства, второй вход блока вычитания и управляющий вход реверсивного счетчика являются соответствующими входами устройства °

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2-4 - диаграммы, поясняющие работу, Устройство содержит генератор 1 импульсов, функциональный преобразователь 2, включающий элемент И 3, со входом запуска 4, реверсивный счетчик 5 с информационным 6 и управляющим 7 входами, блак 8 вычитания и цифровой запоминающий блок 9.

Перед началом работы имитатора в блок 9 заносится информаЧия о форме, диаграммы направленности.(, Число запоминающих ячеек определяется требу". емой точностью формирования диаграм мы направленности no yrfly. и определяется из соотношения. И =--о-, йдо где Р - требуемое угловое разрешение в градусах, которое выбирается так, чтобы И получалось целым.

Информационная емкость ячейки выбирается исходя из требуемой точности воспроизведения диаграммы нап. равленности по уровню.

Условно информация, записанная в цифровом запоминающем блоке 9 показана на фиг. 2, где по гориэонталь1

4 ной оси отложен номер ячейки Й, а по вертикальной — уровень нормирования диаграммы направленности.

В ячейку с нулевым номером, записывается код уровня нормированной диаграммы направленности, соответствующий 0 для фиксированного положения антенны в выбранной системе координат (фиг. 3).

Устройство может работать в трех режимах: имитация неподвижной диаграммы направленности; имитация вращающейся по часовой стрелке диаграммы направленности; имитация вращающейся против часовой стрелки диаграммы направленности.

В первом режиме устройство работает следующим образом.

На входе 4 разрешающее напряжение отсутствует и импульсы с генератора 1 на реверсивный счетчик 5 не проходят. На вход 6 однократно подается в цифровом виде информация о начальном угловом положении главного максимума диаграммы направ" ленности антенны А = -- . д

g= д

На второй вход блока 8 вычитания

Ю подается в цифровом виде информация об угловом положении цели А,„=-ф", су, где d>> и d< - углы, определяющйе положение главного максимума диаграммы направленности и цели (фиг.4).

Информация о яачальном угловом положении главного максимума диаграммы направленности с выхода счетчика 5 поступает. на первый вход блока 8 вычитания, который формирует в цифровом коде значение угла характеризующего угловое положение цели относительно главного максимума диаграммы направленности антенны.

Блок вычитания работает по алгоритГ ж -- Ц д 60 +(А - А ) А — А(0

Под действием выходного сигнала блока вычитания происходит выборка ячейки с номером Г цифрового запоминающего блака 9, и информация об уровне нормированной диаграммы HBllpBB пенности, соответствующая заданному угловому положению цели и антенны, поступает на выход в виде цифрового кода.

Во втором режиме в .ясходнсм состоянии элемент И 3 закрыт, на вход

7 поступает сигнал, переводящий ре935967 е версивный счетчик 5 в режим сложения.

После этого сигналом, приходящим на вход 4, элемент И 3 открывается и через него на счетный вход реверсивного счетчика 5 поступают импульсы от генератора 1 импульсов, При этом текущее значение кода на выходе блока 8 уменьшается на единицу с приходом каждого импульса. Начиная с номера Г происходит последовательное уменьшение номера выбираемог". ячейки цифрового запоминающего 6i:ока

9, Таким образом, на выходе устройства формируется в коде, развернутая во времени, начиная с угла Г, нормированная диаграмма направленности антенны. При этом происходит имитация вращения диаграммы направленности по часовой стрелке. Про360 хождению ---- импульсов генератора

d соответствует имитация одного полного оборота антенны.

Емкость реверсивного счетчика 6

96О выбирается равной --- ---, поэтому после вычитания Г импульсов происходит переход из состояния О в сос360 тояние ----- — 1. д

С изчезновением сигнала на входе

4 устройство имитирует остановившуюся диаграмму, причем угловое положение антенны относительно цели зависит от момента прекращения имитации вращения.

Для работы в третьем режиме на вход 7 устройства подается сигнал,переводящий реверсивный счетчик 5 в режим вычитания. Принцип работы устройства .аналогичен описанному для второго режима, но при поступлении импульсов генератора 1 на вход реверсивного счетчика 5 происходит пос.. ледовательное увеличение номера ячейки, выбираемой иэ цифрового запоминающего блока 9, что соответствует имитации вращения диаграммы направленности против часовой стрелки, Таким образом, предлагаемое устройство позволяет решать более широкий класс задач, чем известное.

Подавая сигнал с выхода устройства на цифро-аналоговый преобразователь, можно получить огибающую диаграммы направленности антенны в аналоговой форме.

Используя цифро-аналоговый модулятор на цифровой вход которого подается сигнал с выхода устройства, а на аналоговый - эхо-сигнал, мож45

5

15 го

Зо

40 но получит.ь эхо-сигнал, промодулированный огибающей диаграммы направленности антенны.

При подаче сигнала с выхода реверсивного счетчика 5 через согласующее устройство на индикатор кругового обзора, можно получить на экране перемещающуюся отметку об угловом положении антенны и яркостную отметку цели.

Меняя частоту следования импульсов генератора, можно имитировать различные скорости вращения антенны. Отсутствие механических узлов позволяет устранить ошибки при имитации угловых положений цели и антен тны и получить высокое быстродействие устройства. Вводя текущие данные об угловом положении цели на вход блока вычитания, меняя соответствующим образом задержку эхо-сигнала, можно имитировать перемещение цели по углу и дальности.При необходимости оперативной смены информации о диаграмме направленности в качестве цифрового запоминающего блока возможно применение ОЗУ, в которое информация заносится от специального внешнего вычислительного устройства. .Достоинством устройства является воэ-можность имитации диаграмм направленности любой формы с требуемой точностью.

Формула изобретения

Устройство для моделирования диаграммы направленности антенны, содер жащее генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу функционального преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, функциональный преобразователь содержит элемент И, ре.версивный счетчик, блок вычитания и цифровой запоминающий блок, причем первый вход элемента И является информационным входом функционального преобразователя, второй входэлемента И является входом запуска устройства, выход элемента И соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выход которого под" ключен к первому входу блока вычитания, выход которого соединен с адресным входом цифрового запоминающего блока, выход которого является выходом устройства, второй вход блока вычитания и управляющий вход реверсивного счетчика являются соот

935967

7 ветствующими входами устройства.

Источники информации, принятые во внимание: при экспертизе

1. Ралль В. Ю., Макарычев О. Л., Поляков В. С, Тренажеры и имитаторы ВМФ . M,, Воениздат. 1969, с.153.

2. Тверской Г. И., Терентьев Г.К, Харченко И.П. Имитаторы эхо-сигналов судовых радиолокационных станций. Л., "Судостроение",,1973, с. 193

Там же, с. 194 (прототип).

935967

Составитель В. Фукалов

Техред д. Бабинец Корректор 0. Билак

Редактор Т. Парфенова

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ .Государственноло комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4214/53

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4