RU1840752C

RU1840752C - Directional characteristic scanner

Info

Publication number: RU1840752C
Application number: SU1508658/09A
Authority: RU
Inventors: А.В. Виногор; М.Л. Лодгауз; Б.А. Саковский
Original assignee: ОАО "Концерн "Океанприбор"
Priority date: 1969-07-21
Filing date: 1969-07-21
Publication date: 2009-04-20

Abstract

FIELD: radio-engineering.

SUBSTANCE: invention refers to radio-engineering, and is meant for transmission path of hydroacoustic station with annular antenna. Effect is achieved by the fact that the device contains master compensator with stator outputs of its individual elements, which controls the multiple-channel generating device, power commutation switch connected between outputs of generating device and inputs of acoustic antenna radiator, control signal feed unit, and that control signal feed unit is made in the form of phase comparer with coincidence circuits. Inputs of phase comparer are connected in pairs to two neighbouring outputs of master compensator elements, and outputs of phase comparer are connected to control input of power commutation switch.

EFFECT: improving accuracy, simplifying the device, and decreasing overall dimensions thereof.

1 dwg

Description

Предлагаемое устройство сканирования характеристики направленности (ХН) относится к области автоматики и радиотехники и предназначается для передающего тракта гидроакустической станции с круговой антенной.The proposed scanning device directivity characteristics (HN) relates to the field of automation and radio engineering and is intended for the transmitting path of a sonar station with a circular antenna.

Известно сканирующее устройство, содержащее задающий компенсатор, управляющий многоканальным генераторным устройством, силовой коммутатор, включенный на выходе генератора, и синхронизатор, включенный между компенсатором и силовым коммутатором.A scanning device is known comprising a master compensator controlling a multi-channel generator device, a power switch included at the output of the generator, and a synchronizer connected between the compensator and the power switch.

Недостатком известного устройства является наличие сложного синхронизатора, осуществляющего управление силовым коммутатором путем преобразования угла поворота компенсатора в электрические сигналы. В качестве синхронизатора в известном устройстве используется, например, преобразователь "вал-код" или датчик на герконах, управляемых с помощью электромагнитов, расположенных на роторе датчика. Синхронно вращаясь с компенсатором, электромагниты датчика последовательно возбуждают соответствующие герконы, которые в свою очередь управляют включением определенных групп исполнительных элементов в силовом коммутаторе, подключая к генераторному устройству излучатели антенны. По мере увеличения количества излучающих элементов антенны и повышения требований к точности синхронизации, растет разрядность преобразователя "вал-код" или число герконов в датчике. Кроме того, при решении ряда дополнительных задач сканирования, например, секторного обзора известное устройство синхронизации резко усложняется, что ведет к увеличению объема аппаратуры и снижению надежности.A disadvantage of the known device is the presence of a complex synchronizer that controls the power switch by converting the angle of rotation of the compensator into electrical signals. As a synchronizer in the known device, for example, a shaft-to-code converter or a sensor on reed switches controlled by electromagnets located on the sensor rotor is used. Rotating synchronously with the compensator, the sensor electromagnets sequentially excite the corresponding reed switches, which in turn control the inclusion of certain groups of actuators in the power switch, connecting the antenna emitters to the generator device. As the number of radiating elements of the antenna increases and the requirements for synchronization accuracy increase, the length of the shaft-to-code converter or the number of reed switches in the sensor increases. In addition, when solving a number of additional scanning tasks, for example, a sector review, the known synchronization device is sharply complicated, which leads to an increase in the volume of equipment and a decrease in reliability.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и упрощение системы синхронизации устройства сканирования ХН. Сущность изобретения состоит в том, что в качестве синхронизатора применен компаратор фаз рабочих сигналов, выполненный, например, на схемах совпадения, входы каждой из которых подключены к двум соседним статорным элементам компенсатора, а выходы - к управляющему входу силового коммутатора.The aim of the present invention is to improve the accuracy and simplification of the synchronization system of the scanning device XN. The essence of the invention lies in the fact that, as a synchronizer, a comparator of the phases of the working signals is used, made, for example, on matching circuits, the inputs of each of which are connected to two adjacent stator elements of the compensator, and the outputs to the control input of the power switch.

Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже, на котором приняты следующие обозначения:The scheme of the proposed device is shown in the drawing, which adopted the following notation:

1 - статорные элементы компенсатора;1 - stator elements of the compensator;

2 - многоканальное генераторное устройство;2 - multi-channel generator device;

5 - силовой коммутатор;5 - power switch;

4 - выходы к излучателям акустической антенны;4 - outputs to the emitters of an acoustic antenna;

5 - схемы совпадения компаратора фаз.5 shows matching schemes of the phase comparator.

Статорные элементы 1 компенсатора подключены к входу многоканального генераторного устройства 2, выходы которого в свою очередь соединены через исполнительные элементы силового коммутатора 3 с соответствующими излучателями акустической антенны. Входы каждой схемы совпадения 5 компаратора фаз подключены к двум соседним статорным элементам компенсатора, а выходы - к управляющему входу силового коммутатора 3.The stator elements 1 of the compensator are connected to the input of the multi-channel generator device 2, the outputs of which are in turn connected through the executive elements of the power switch 3 with the corresponding emitters of the acoustic antenna. The inputs of each matching circuit 5 of the phase comparator are connected to two adjacent stator elements of the compensator, and the outputs to the control input of the power switch 3.

При формировании и сканировании ХН сигналы рабочей частоты излучения со статорных элементов 1 компенсатора поступают на вход многоканального генераторного устройства 2. Причем фазы сигналов рабочей частоты распределены по статорным элементам в соответствии с требуемой компенсацией кривизны круговой антенны при формировании ХН в направлении, совпадающем с осью сектора излучения. С помощью исполнительных элементов силового коммутатора 5 происходит подключение выходов многоканального генераторного устройства 2 к соответствующим излучателям рабочего сектора антенны. В этот момент, когда ХН с помощью компенсатора повернется на угол, соответствующий шагу между излучателями антенны, необходимо произвести переключение сектора излучения, а именно отключить, например, крайний слева и подключить следующий по порядку справа излучатель. Сигнал управления на переключение исполнительных элементов в силовом коммутаторе вырабатывается в компараторе фаз в тот момент, когда на входе одной из схем совпадения 5 происходит совпадение фаз рабочих сигналов, т.е. когда симметричные относительно оси нового сектора излучения каналы передающего тракта возбуждаются сигналами с одинаковой фазой. Далее, при вращении ХН в пределах следующего шага сканирования происходит плавное изменение фаз сигналов на входе компаратора, и при совпадении фазы на входе следующей по порядку схеме совпадения 5 вновь производится переключение исполнительных элементов в силовом коммутаторе, в результате чего к генератору подключается новый сектор излучения.When forming and scanning the NI, the signals of the operating frequency of the radiation from the stator elements 1 of the compensator are fed to the input of the multi-channel generator device 2. Moreover, the phases of the signals of the operating frequency are distributed among the stator elements in accordance with the required compensation of the curvature of the circular antenna during the formation of the NI in the direction coinciding with the axis of the radiation sector . Using the executive elements of the power switch 5, the outputs of the multi-channel generator device 2 are connected to the corresponding emitters of the antenna working sector. At this moment, when the XN with the help of the compensator rotates an angle corresponding to the step between the antenna emitters, it is necessary to switch the radiation sector, namely, disconnect, for example, the leftmost one and connect the next radiator in order from the right. The control signal for switching the actuating elements in the power switch is generated in the phase comparator at the moment when the phase matching of the working signals occurs at the input of one of the matching circuits 5, i.e. when the channels of the transmitting path symmetrical with respect to the axis of the new radiation sector are excited by signals with the same phase. Further, when the XN rotates within the next scanning step, the phases of the signals at the input of the comparator smoothly change, and when the phase at the input of the next matching circuit 5 coincides, the actuators in the power switch are switched again, as a result of which a new radiation sector is connected to the generator.

В режиме секторного поиска после окончания очередного цикла сканирования силовой коммутатор автоматически переключается в начало сектора, т.к. он управляется компенсатором через компаратор фаз, и при смещении сектора компенсации на входе генераторного устройства 2 сектор излучения на его выходе синхронно переключается в заданном направлении.In sector search mode, after the end of the next scan cycle, the power switch automatically switches to the beginning of the sector, because it is controlled by a compensator through a phase comparator, and when the compensation sector is shifted at the input of the generator device 2, the radiation sector at its output synchronously switches in a given direction.

Как видно из описанного выше принципа действия, применение предлагаемого устройства позволяет осуществлять синхронизацию с высокой точностью, т.к. установка и изменение фазы рабочих сигналов на выходе статорных элементов производится в соответствии с требованиями фазирования антенны при формировании ХН. В известном устройстве ошибка в процессе синхронизации складывается из погрешности начальной установки вала преобразователя относительно вала компенсатора и ошибок преобразования углового перемещения вала в цифровой код. В предлагаемом устройстве, ввиду того, что синхронизация осуществляется непосредственно с помощью сигналов рабочей частоты, фаза которых задается с высокой точностью, а скорость ее изменения на выходе компенсатора сравнительно невелика, ошибки синхронизации в несколько раз меньше, чем в известном устройстве, и определяются они в основном выбранной системой сравнения фаз в компараторе. При применении тиристорных генераторов, для управления которых требуется осуществлять преобразование синусоидальных сигналов в импульсную форму, в качестве схем сравнения фаз компаратора удобно применять цифровые схемы совпадения, на входы которых в этом случае поступают импульсные сигналы управления тиристорами генераторов излучения. Ошибки синхронизации при этом, связанные с процессом сравнения фаз сигналов рабочей частоты, будут сведены к минимуму.As can be seen from the principle of operation described above, the use of the proposed device allows synchronization with high accuracy, because installation and phase change of the working signals at the output of the stator elements is carried out in accordance with the requirements of the phasing of the antenna during the formation of HN. In the known device, the error in the synchronization process consists of the error in the initial installation of the converter shaft relative to the compensator shaft and errors in converting the angular movement of the shaft to a digital code. In the proposed device, due to the fact that synchronization is carried out directly using the working frequency signals, the phase of which is set with high accuracy, and its rate of change at the output of the compensator is relatively small, synchronization errors are several times smaller than in the known device, and they are determined in mostly selected phase comparison system in the comparator. When using thyristor generators, for the control of which it is necessary to convert sinusoidal signals to a pulsed form, it is convenient to use digital matching circuits as comparator phase comparison circuits, the inputs of which in this case are pulsed control signals from the thyristors of radiation generators. In this case, synchronization errors associated with the process of comparing the phases of the working frequency signals will be minimized.

Габариты предлагаемого устройства синхронизации по сравнению с известной схемой в несколько раз меньше, т.к., во-первых, в компараторе отсутствуют электромеханические вращающиеся устройства, а во-вторых, схемы совпадения фаз выполняются на интегральных схемах, что резко сокращает объем оборудования и увеличивает надежность предлагаемого устройства. Был изготовлен действующий макет предлагаемого устройства применительно к гидроакустическому комплексу. Лабораторные исследования подтвердили отмеченные в описании преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным.The dimensions of the proposed synchronization device compared with the known circuit are several times smaller, because, firstly, the comparator does not have electromechanical rotating devices, and secondly, phase matching circuits are performed on integrated circuits, which dramatically reduces the amount of equipment and increases reliability of the proposed device. A working model of the proposed device was made with reference to the sonar system. Laboratory studies have confirmed the advantages described in the description of the proposed device in comparison with the known.

Claims

A device for scanning the directional characteristics of the radiation path of a hydroacoustic station with a circular antenna, comprising a master compensator with stator outputs of its individual elements, controlling a multi-channel generator device, a power switch connected between the outputs of the generator device and the inputs of the acoustic antenna emitters, a control signal generating unit, characterized in that, in order to improve accuracy, simplify the device and reduce its size, it contains a signal generation unit The control of switching the antenna emitters is made in the form of a phase comparator with matching circuits, while the inputs of the phase comparator are paired with two adjacent outputs of the elements of the master compensator, and the outputs of the phase comparator are connected to the control input of the power switch.