RU2526495C2 - Automated system for measuring radio characteristics of missile homing heads - Google Patents
Automated system for measuring radio characteristics of missile homing heads Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526495C2 RU2526495C2 RU2012146997/28A RU2012146997A RU2526495C2 RU 2526495 C2 RU2526495 C2 RU 2526495C2 RU 2012146997/28 A RU2012146997/28 A RU 2012146997/28A RU 2012146997 A RU2012146997 A RU 2012146997A RU 2526495 C2 RU2526495 C2 RU 2526495C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- measuring
- gos
- amplitude
- pitch
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехнических измерений и может быть использовано для экспериментальной оценки радиотехнических характеристик (РТХ) головок самонаведения (ГСН), содержащих антенну, защищаемую радиопрозрачным обтекателем.The invention relates to the field of radio engineering measurements and can be used for experimental evaluation of radio technical characteristics (PTX) of homing heads (GOS) containing an antenna protected by a radio-transparent fairing.
Для обеспечения необходимой точности наведения ракеты на цель требуется с высокой точностью определять пеленгационные ошибки, вносимые радиопрозрачным обтекателем, и изменение коэффициента прохождения мощности сигналов при различных взаимных угловых положениях радиооптической оси защищаемой пеленгационной антенны ГСН и строительной оси (оси симметрии - далее, оси) антенного обтекателя.To ensure the necessary accuracy of pointing the missile at the target, it is necessary to determine with high accuracy the direction-finding errors introduced by the radiolucent radome, and the change in the transmission coefficient of the signal power at different mutual angular positions of the radio-optical axis of the protected direction finding antenna of the seeker and the construction axis (axis of symmetry, hereinafter, the axis) of the antenna radome .
Известны устройства для измерения РТХ ГСН, содержащие опорно-поворотное устройство (ОПУ) для взаимного перемещения обтекателя относительно пеленгационной антенны, датчики положения обтекателя, размещаемые перед пеленгационной антенной вспомогательные излучающие антенны (имитаторы цели), источник зондирующих сигналов, подаваемых на вспомогательные антенны (имитаторы цели) и измерительную аппаратуру, подключаемую к суммарному и разностным (по курсу и тангажу) выходам пеленгационной антенны.Known devices for measuring the RTX of a GOS, containing a slewing rotary device (OPU) for mutual movement of the fairing relative to the direction-finding antenna, position sensors of the fairing, auxiliary radiating antennas (target simulators) placed in front of the direction-finding antenna, a source of probing signals supplied to auxiliary antennas (target simulators ) and measuring equipment connected to the total and differential (in course and pitch) outputs of the direction-finding antenna.
Примерами могут служить измерительные устройства по изобретениям SU 459744, RU 2133478, RU 2287834.Examples are the measuring devices of the inventions SU 459744, RU 2133478, RU 2287834.
Общими недостатками известных устройств является низкая точность и недостаточная полнота оценки РТХ ГСН в секторе сканирования пеленгационной антенны ГСН.Common disadvantages of the known devices is the low accuracy and insufficient completeness of the PTX seeker in the seeker in the scanning sector of the seeker antenna of the seeker.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство по патенту RU 2287834С1.Closest to the claimed technical solution is the device according to patent RU 2287834С1.
Недостатками данного устройства, принимаемого в качестве ближайшего аналога по отношению к заявленному техническому решению, являются:The disadvantages of this device, taken as the closest analogue in relation to the claimed technical solution, are:
1) низкая точность оценки пеленгационных ошибок, вносимых обтекателем при его различных угловых положениях относительно пеленгационной антенны, вследствие применения комбинированного экспериментально-расчетного метода оценки измеряемых характеристик;1) low accuracy of the estimation of direction-finding errors introduced by the fairing at its various angular positions relative to the direction-finding antenna, due to the use of a combined experimental-calculation method for evaluating the measured characteristics;
2) отсутствие первоначальной калибровки (аттестации) измерительной установки;2) lack of initial calibration (certification) of the measuring installation;
3) отсутствие учета пеленгационных ошибок по ортогональной координате (по тангажу - при перемещении обтекателя в направлении курсовой плоскости);3) the lack of accounting for direction-finding errors in the orthogonal coordinate (in pitch — when the fairing moves in the direction of the directional plane);
4) отсутствие возможности измерений РТХ во всем секторе сканирования;4) the inability to measure PTX in the entire scanning sector;
5) низкая производительность измерений.5) low measurement performance.
Целью заявленного решения является устранение недостатков аналога.The purpose of the claimed solution is to eliminate the disadvantages of the analogue.
Указанная цель и заявленный технический результат достигаются тем, что автоматизированная система для измерения РТХ ГСН содержит дистанционно управляемое двухкоординатное ОПУ 1, содержащее датчики углового положения обтекателя по курсу «α» и по тангажу «β» и обеспечивающее угловое перемещение обтекателя 2 относительно неподвижной пеленгационной антенны ГСН 3 по координатам «α» и «β» в пределах штатного сектора сканирования (α1-α2, β1-β2) антенны ГСН 3 относительно оси обтекателя 2 в составе ГСН, измерительные антенны 4.1÷4.5 (имитаторы цели), размещаемые в дальней зоне антенны ГСН, одна из которых 4.1 предварительно устанавливается в точке равносигнального направления (РСН) антенны ГСН 3, а другие (4.2÷4.4) размещаются в плоскости XY, ортогональной исходному РСН антенны ГСН 3 на расстояниях (±Lx1) и (+Ly1) от первой из указанных антенн - 4.1 (в обе стороны - по курсу «α» и тангажу «β»), эквивалентных максимальным значениям пеленгационных ошибок «γx» и «γy» по курсу и тангажу, подлежащих измерениям, каждая измерительная антенна 4.1÷4.5 подключается к соответствующему коммутируемому выходу программно управляемого генератора 5 - источника зондирующих излучений, суммарный AΣ и разностные (Aα и Aβ) выходы антенны ГСН 3 подключены к соответствующим входам измерительных устройств 6.1 и 6.2, обеспечивающих измерение амплитудно-фазовых соотношений сигналов с выходов разностных каналов антенны ГСН 3 по отношению к сигналам с суммарного выхода антенны ГСН, а также к устройству 6.3, обеспечивающему измерение относительных значений АΣ амплитуды сигнала с суммарного выхода АΣ антенны ГСН 3 по отношению к амплитуде опорного сигнала Аоп, ответвленного от выхода Аоп генератора 5 - источника зондирующего излучения, выходы датчиков α и β ОПУ 1 и выходы Аα, Фα, Аβ, Фβ, АΣ измерительных устройств 6.1, 6.2 и 6.3 подключены через интерфейсные шины к управляющему компьютеру 7 измерительной системы, управляющие выходы которого подключены к входам α и β дистанционно управляемых приводов ОПУ 1 по курсу «α» и тангажу «β», а также к входу программно-управляемого генератора 5 (в том числе - для управления коммутацией зондирующих сигналов, подаваемых поочередно на измерительные антенны 4.1÷4.5).The specified goal and the claimed technical result are achieved by the fact that the automated system for measuring the RTX of the GSN contains a remotely controlled two-coordinate control system 1, containing the sensors of the angular position of the fairing along the course "α" and the pitch "β" and ensuring the angular movement of the fairing 2 relative to the fixed direction finding antenna of the GSN 3, on coordinates «α» and «β» within regular scan sector (α 1 -α 2, β 1 -β 2) 3 GOS antenna radome axis 2 with respect to the composition of GOS, measuring antenna 4.1 ÷ 4.5 (q simulators Whether) placed in the far field antenna GOS, one of which 4.1 is preset at equisignal direction (PCH) antenna GOS 3, and others (4.2 ÷ 4.4) are arranged in XY plane orthogonal to the original RDA antenna GOS 3 at distances (± L x1 ) and (+ L y1 ) from the first of the aforementioned antennas - 4.1 (in both directions - along the course “α” and pitch “β”), equivalent to the maximum values of direction-finding errors “γ x ” and “γ y ” on course and pitch to be measured, each measuring antenna 4.1 ÷ 4.5 is connected to the corresponding switched output software-controlled generator 5 - a probe radiation source, the total A Σ and differential (A α and A β ) outputs of the seeker antenna 3 are connected to the corresponding inputs of the measuring devices 6.1 and 6.2, providing measurement of the amplitude-phase ratio of the signals from the outputs of the differential channels of the seeker 3 antenna signals with respect to the total yield of the antenna GOS and 6.3 to a device capable of measuring the relative values of a Σ signal amplitude Σ a total yield of GOS antenna 3 with respect to the reference signal amplitude a op, tvetvlennogo from output A op generator 5 - source of the probe radiation, the outputs of the sensors α and β OPU 1 and outputs A α, F α, A β, P β, A Σ measurement devices 6.1, 6.2 and 6.3 are connected via a bus interface to the control computer 7 measuring system, the control outputs of which are connected to the inputs α and β of the remote-controlled drives of the control gear 1 at the rate “α” and the pitch “β”, as well as to the input of a program-controlled generator 5 (including for controlling the switching of probing signals supplied alternately to measuring antennas 4.1 ÷ 4.5).
Устройство заявленной измерительной системы поясняется на фиг.1, где соответствующими номерами указаны составные части системы, перечисленные выше, а также приведены существенные конструктивные связи между составными частями, обеспечивающие реализацию заявленного технического эффекта.The device of the claimed measuring system is illustrated in figure 1, where the corresponding numbers indicate the components of the system listed above, as well as the significant structural relationships between the components, ensuring the implementation of the claimed technical effect.
Заявленная измерительная система фиг.1 имеет несколько режимов работы и несколько модификаций ее технической реализации:The claimed measuring system of figure 1 has several modes of operation and several modifications of its technical implementation:
1) режим калибровки;1) calibration mode;
2) режим измерений РТХ с неподвижными измерительными антеннами (имитаторами цели);2) PTX measurement mode with fixed measuring antennas (target simulators);
3) режим измерений РТХ с подвижной измерительной антенной;3) PTX measurement mode with a movable measuring antenna;
4) режим измерений РТХ на промежуточной частоте ГСН.4) the mode of measurements of PTX at the intermediate frequency of the GOS.
Работа в режиме калибровки измерительной системы фиг.1 производится при снятом обтекателе 2. С помощью вспомогательных средств (например, подвижного штатива с подвижным креплением измерительной антенны 4.1) измерительная антенна 4.1 устанавливается на РСН пеленгационной антенны ГСН 3 по курсу «α0» и тангажу «β0». Установка измерительной антенны 4.1 производится путем постоянной подачи на нее зондирующих сигналов с выхода генератора 5 и анализа текущих значений амплитуд Аα и Аβ с выходов разностных каналов пеленгационной антенны ГСН 3, измеряемых с помощью измерителей амплитудных и фазовых соотношений (далее - амплифазометров АФ) (измерительные устройства 6.1 и 6.2). На основе этих измерений при нахождении измерительной антенны 4.1 на РСН «β0» по тангажу и в процессе последовательного перемещения этой измерительной антенны 4.1 по координате X (копланарной курсовой плоскости «αi, β0») в обе стороны от РСН «α0» по курсу будут получены амплитудная и фазовая диаграммы разностного канала антенны ГСН 3 по курсу Аа(lx) и Фα(lx), характерный вид которых приведен на фиг.2. Амплитудная и фазовая диаграммы Аβ(ly) и Фβ(ly) будут получены аналогичным образом при постоянном нахождении измерительной антенны 4.1 на РСН по курсу α0 и при перемещении измерительной антенны 4.1 в ортогональном направлении ±Y, копланарном плоскости тангажа βi. Формы диаграмм по курсу и тангажу (при симметрии антенны ГСН 3) будут аналогичны фиг.2.Work in the calibration mode of the measuring system of figure 1 is performed with the
Расстояния (+lx) и (-lx) соответствуют крайним точкам линейного участка фазовой диаграммы фиг.2 разностного канала по курсу. Аналогично, для тангажа получим расстояния (+ly) и (-ly).The distances (+ l x ) and (-l x ) correspond to the extreme points of the linear portion of the phase diagram of FIG. 2 of the difference channel in the heading. Similarly, for pitch we get the distances (+ l y ) and (-l y ).
Расстояние R между фазовым центром пеленгационной антенны ГСН 3 и фазовым центром измерительной антенны 4.1 должно удовлетворять условиям дальней зоны, т.е. по известному из антенной техники и техники антенных измерений соотношению должно удовлетворять условию:The distance R between the phase center of the direction finding antenna of the
где R - расстояние между фазовым центром пеленгационной антенны ГСН 3 и фазовым центром измерительной антенны 4.1 (плоскостью расположения фазовых центров измерительных антенн 4 - при нескольких антеннах в составе системы);where R is the distance between the phase center of the direction finding antenna of the
D - максимальный размер раскрыва апертуры антенны ГСН 3;D is the maximum aperture size of the aperture of the
λ - длина волны излучения, на которой работает ГСН.λ is the radiation wavelength at which the GOS operates.
Исходя из известного расстояния R между фазовыми центрами пеленгационной антенны ГСН 3 и измерительной антенны 4.1 отклонения от РСН на величину (±lx1) по курсу n на величину (±ly1) по тангажу при измерении калибровочных диаграмм фиг.2 по курсу (аналогичной - по тангажу) соответствуют угловым отклонениям линии пеленга от РСН на величины (±γα1) и (±γβ1), определяемые по известным тригонометрическим соотношениям:Based on the known distance R between the phase centers of the
Из соотношений (2) следует, что если ожидаемые максимальные значения пеленгационных ошибок (γαmax) или (γβmax), вносимых обтекателем 2, не превышают значений γα1 и γβ1 по соотношению (2), то в составе измерительной системы фиг.1 не требуется применять дополнительные измерительные антенны 4.2 и 4.3 по координате X или 4.4 и 4.5 по координате Y, соответственно.From relations (2) it follows that if the expected maximum values of direction-finding errors (γ αmax ) or (γ βmax ) introduced by the
Если ожидаемые значения пеленгационных ошибок (γαmax) или (γβmax) превышают значения, получаемые по соотношению (2) на основе калибровочных амплитудных и фазовых диаграмм разностных каналов фиг.2, то в соответствующих направлениях сканирования обтекателя 2 необходимо устанавливать дополнительные измерительные антенны 4.If the expected values of direction finding errors (γ αmax ) or (γ βmax ) exceed the values obtained by relation (2) based on the calibration amplitude and phase diagrams of the difference channels of Fig. 2, then additional measuring antennas 4 must be installed in the corresponding scanning directions of the
Количество дополнительных измерительных антенн, которые необходимо разместить в этом случае по каждую сторону от основной измерительной антенны 4.1, будет определяться максимальным значением измеряемой пеленгационной ошибки по курсу и тангажу, соответственно. Соотношение для выбора количества дополнительных измерительных антенн по курсу в направлении (±X) (аналогично - по тангажу в направлении Y) будет иметь вид:The number of additional measuring antennas, which must be placed in this case on each side of the main measuring antenna 4.1, will be determined by the maximum value of the measured direction finding error at the heading and pitch, respectively. The ratio for selecting the number of additional measuring antennas in the direction in the direction (± X) (similarly, in pitch in the Y direction) will be:
где γα1 - угловая ширина амплитудной диаграммы разностного канала фиг.2, соответствующая линейному участку фазовой диаграммы этого же канала;where γ α1 is the angular width of the amplitude diagram of the difference channel of figure 2, corresponding to the linear portion of the phase diagram of the same channel;
n(+x), n(-x) - количество дополнительных измерительных антенн, располагаемых по обе стороны от основной измерительной антенны 4.1 (целые числа).n (+ x), n (-x) - the number of additional measuring antennas located on both sides of the main measuring antenna 4.1 (integers).
Калибровочные амплитудные и фазовые диаграммы разностных каналов по курсу и тангажу фиг.2, полученные указанным способом, заносятся в память управляющего компьютера 7 в виде таблиц:The calibration amplitude and phase diagrams of the difference channels according to the course and pitch of Fig. 2, obtained in this way, are entered into the memory of the
Достоинством таких таблиц является то, что (в зависимости от реализуемой точности измерения амплитудных (Uα, Uβ) и фазовых (Фα, Фβ) соотношений сигналов на выходе разностных каналов) определение значений пеленгационных ошибок можно производить на основе амплитудных и фазовых или на основе только фазовых диаграмм разностных каналов фиг.2. В первом случае основой является амплитудная диаграмма γα(Uα), а фазовая диаграмма лишь используется для определения направления смещения линии пеленга (плюс Фα или минус Фα).The advantage of such tables is that (depending on the implemented accuracy of measuring the amplitude (U α , U β ) and phase (Ф α , Ф β ) ratios of the signals at the output of the difference channels) the determination of direction-finding errors can be made on the basis of amplitude and phase or based only on phase diagrams of difference channels of FIG. 2. In the first case, the basis is the amplitude diagram γ α (U α ), and the phase diagram is only used to determine the direction of displacement of the bearing line (plus Ф α or minus Ф α ).
При необходимости дальнейшего повышения точности может быть произведена дополнительная калибровка амплитудно-фазовых диаграмм разностных каналов фиг.2 при надетом обтекателе. В этом случае после установки обтекателя 2 на ОПУ 1 для нескольких угловых положений αi обтекателя 2 производится оценка величины пеленгационной ошибки
где Δγα - значение погрешности измерений методом неподвижных измерительных антенн;where Δγα is the value of the measurement error by the method of stationary measuring antennas;
полученное перемещением измерительной антенны 4.1 на результирующее РСН (прямым методом).obtained by moving the measuring antenna 4.1 to the resulting RSN (direct method).
Работа измерительной системы в режиме измерений пеленгационных ошибок и коэффициента прохождения при неподвижных измерительных антеннах осуществляется следующим образом.The operation of the measuring system in the measurement mode of direction-finding errors and transmission coefficient with stationary measuring antennas is as follows.
По результатам калибровки в памяти управляющего компьютера 7 формируются калибровочные зависимости пеленгационных ошибок от значений амплитуды и фазы в разностных каналах, а также зависимости значений амплитудной диаграммы суммарного канала при угловых смещениях от исходного направления пеленга:According to the results of the calibration, in the memory of the
где уα и уβ - калибровочные таблицы (4);where уα and уβ are calibration tables (4);
В исходном состоянии основная измерительная антенна 4.1 находится на РСН пеленгационной антенны ГСН 3 и постоянно закреплена. Необходимое количество других измерительных антенн 4.i устанавливают по обе стороны от основной измерительной антенны 4.1 на расстояниях от ее фазового центра (±lxi) и (±lyi), определяемых из соотношения (3):In the initial state, the main measuring antenna 4.1 is located on the RSN of the
где lxi,lyi - расстояние между фазовым центром основной измерительной антенны 4.1 и фазовыми центрами последующих номеров «ni» и «nj» дополнительных измерительных антенн по координатам «X» и «Y», количество которых определяется по соотношению (3).where l xi , l yi is the distance between the phase center of the main measuring antenna 4.1 and the phase centers of the subsequent numbers “n i ” and “n j ” of the additional measuring antennas according to the coordinates “X” and “Y”, the number of which is determined by the relation (3) .
По завершении калибровки измерительной системы на ОПУ 1 устанавливается обтекатель 2 и начинается цикл измерений, включающий:Upon completion of the calibration of the measuring system on the
1) отсчет текущего положения (αi, βj) обтекателя 2 по курсу и тангажу относительно исходного РСН «α0β0» пеленгационной антенны ГСН 3. Значение текущих координат (αi, βj) определяется с помощью датчиков угловых положений «α» и «β», входящих в состав ОПУ 1.1) a reference to the current position (α i , β j ) of the
Коды значений координат (αi, βj) по интерфейсным шинам поступают в управляющий компьютер 7, который осуществляет автоматическое управление перемещением обтекателя 2 с помощью дистанционно управляемых приводов ОПУ. При этом во избежание поломки обтекателя, для каждого текущего значения координат положения обтекателя по тангажу (βi) управляющий компьютер 7 контролирует предельно допустимые значения [αmax(βj)] положения обтекателя по курсу определяемых границами сектора сканирования обтекателя 2 относительно антенны ГСН 3 (конструкцией системы «антенна-обтекатель» ГСН). До тех пор, пока результирующее положение РСН не выйдет за пределы (±γα1, ±γβ1), определяемых на основе калибровочных таблиц (6) и соотношения (2) для основной измерительной антенны 4.1, зондирующие сигналы с выхода генератора 5 подаются на вход измерительной антенны 4.1. При увеличении значения пеленгационной ошибки γα или γβ за пределы зоны измерения с применением основной измерительной антенны зондирующие сигналы начинают подавать с выхода генератора 5 на следующую по расположению дополнительную измерительную антенну. Для каждого текущего положения обтекателя 2 (αi, βj) производятся измерения амплитудных и фазовых соотношений (Uα, Фα, Uβ, Фβ) сигналов с выходов разностных каналов антенны ГСН 3, а также амплитудных соотношений с выхода суммарного канала антенны 3. Коды этих значений с выходов соответствующих измерительных устройств 6.1, 6.2, 6.3 поступают в управляющий компьютер 7, где производится определение текущих значений пеленгационных ошибок, крутизны пеленгационных ошибок (КПО) по каждой координате и текущего значения коэффициента прохождения обтекателя.Codes of coordinate values (α i , β j ) via the interface buses enter the
Текущие значения пеленгационных ошибок γα и γβ определяются на основе измеренных значений (Uα, Фα) и (Uβ, Фβ) с помощью калибровочных таблиц (6). При выходе значения пеленгационной ошибки за пределы зоны измерения основной измерительной антенны 4.1 компьютер автоматически к основному значению пеленгационной ошибки, полученной по исходной калибровочной таблице (6), добавляет поправку на номер положения (ni) или (nj) дополнительной измерительной антенны, вытекающей из соотношений (7). Определение коэффициента прохождения обтекателя по амплитуде осуществляется путем деления текущего значения UΣ(αi, βj) на калибровочные значения UΣ из калибровочной таблицы (6) в памяти управляющего компьютера.The current values of direction-finding errors γ α and γ β are determined based on the measured values (U α , Ф α ) and (U β , Ф β ) using the calibration tables (6). When the value of the direction-finding error falls outside the measurement zone of the main measuring antenna 4.1, the computer automatically adds the correction for the position number (n i ) or (n j ) of the additional measuring antenna arising from the initial value of the direction-finding error obtained from the initial calibration table (6) relations (7). The determination of the passage coefficient of the fairing in amplitude is carried out by dividing the current value of U Σ (α i , β j ) by the calibration values of U Σ from the calibration table (6) in the memory of the control computer.
Циклы измерений повторяются после установки обтекателя 2 с помощью ОПУ 1 под управлением компьютера 7 в очередное угловое положение βj+1 по тангажу и перемещения обтекателя 2 по координате α (по курсу) в пределах сектора сканирования, допустимого для данного углового положения βj+1 по тангажу. Измерения полностью заканчиваются после прохождения всех курсовых сечений в пределах сектора сканирования по тангажу. В результате этого в компьютере будет получен массив значений основной пеленгационной ошибки γα(α, β) и ортогональной составляющей γβ(α, β) пеленгационных ошибок, вносимых обтекателем при различных его угловых положениях относительно радиооптической оси пеленгационной антенны ГСН 3. Одновременно будет сформирован массив значений коэффициента прохождения T(а,р) сигналов для различных взаимных положений обтекателя 2 и антенны ГСН 3 в секторе сканирования (α1-α2)×(β1-β2). При необходимости более точной оценки векторных значений пеленгационных ошибок пеленгационная антенна ГСН 3 может быть переустановлена на ОПУ 1 с разворотом на 90°. Положение курсовой и тангажной плоскостей при этом поменяются, полный цикл измерений РТХ ГСН будет повторен для нового положения антенны ГСН 3.Measurement cycles are repeated after the installation of the
Рассмотренный метод измерений с применением системы фиг.1 позволяет достичь более высокой точности оценки значений пеленгационных ошибок, КПО (непрерывно вычисляемых в компьютере по мере перемещения обтекателя по координатам α и β) и коэффициента прохождения - по сравнению с ближайшим аналогом.The considered measurement method using the system of Fig. 1 allows to achieve higher accuracy in estimating direction-finding errors, KPO values (continuously calculated in the computer as the cowl moves along the α and β coordinates) and transmission coefficient - in comparison with the closest analogue.
Обеспечивается достоверная первичная калибровка (аттестация) измерительной системы, метрологические характеристики которой непосредственно определяются средствами измерений, входящих в состав системы. Обеспечивается полнота оценки РТХ ГСН во всем секторе сканирования антенны ГСН 3 относительно обтекателя 2. Таким образом, заявленный технический результат, заключающийся в обеспечении достоверности измерений путем первоначальной калибровки, повышении точности и полноты оценки значений РТХ ГСН достигнут.Reliable primary calibration (certification) of the measuring system is provided, the metrological characteristics of which are directly determined by the measuring instruments that make up the system. The completeness of the estimation of the RTH characteristics of the seeker is ensured in the entire scanning sector of the antenna of the
Однако рассмотренный метод не позволяет достичь предельных точностей оценки РТХ ГСН вследствие наличия методических погрешностей (5), связанных с определением значений РТХ по калибровочным таблицам, в основе которых лежат амплитудные и фазовые диаграммы разностных каналов фиг.2 антенны ГСН 3. В этом методе погрешности измерений амплитудных и фазовых соотношений участвуют дважды (при калибровке и в процессе измерений), что увеличивает результирующую погрешность оценки РТХ (хотя она и будет меньше, чем у аналога). В связи с этим предлагается модификация измерительной системы фиг.1, в которой исключены дополнительные измерительные антенны, основная измерительная антенна 4.1 устанавливается на управляемое координатное устройство с возможностью одновременного перемещения в направлениях «X» и «Y» под управлением компьютера 7, а измерения РТХ производятся в режиме подвижной измерительной антенны 4.1.However, the considered method does not allow to reach the extreme accuracy of estimating the RTX of the GOS due to the presence of methodological errors (5) associated with the determination of the PTX values from the calibration tables, which are based on the amplitude and phase diagrams of the difference channels of Fig. 2 of the
Работа системы в режиме измерений РТХ ГСН с подвижной измерительной антеннойOperation of the system in the measurement mode of the RTX GOS with a movable measuring antenna
Рассмотрим работу модификации измерительной системы фиг.3, в которой исключены дополнительные измерительные антенны, измерительная антенна 4.1 установлена на дистанционно управляемое двухкоординатное устройство 8. Перемещение измерительной антенны 4.1 осуществляется по координатам «X» и «Y» в плоскости, перпендикулярной РСН пеленгационной антенны ГСН 3 в отсутствии обтекателя (как и при исходной калибровке по ранее рассмотренному методу измерений с неподвижной измерительной антенной). Текущее положение измерительной антенны 4.1 в плоскости перемещений измеряется с помощью соответствующих датчиков перемещения «lx» и «ly», входящих в состав координатного устройства 8. Коды текущих значений координат (lxi, lyj) измерительной антенны 4.1 поступают с датчиков координатного устройства 8 через интерфейсную шину в управляющий компьютер 7. С управляющего выхода управляющего компьютера 7 на исполнительные координатные приводы (lx, ly) координатного устройства 8 через интерфейсную шину подаются команды управления (Lxi,Lyj) для установки измерительной антенны 4.1 в текущее положение РСН антенны ГСНЗ.Consider the operation of the modification of the measuring system of Fig. 3, in which additional measuring antennas are excluded, the measuring antenna 4.1 is mounted on a remotely controlled two-coordinate device 8. The measuring antenna 4.1 is moved along the coordinates “X” and “Y” in the plane perpendicular to the RSN of the
Способ измерений РТХ ГСН с помощью системы фиг.1 с применением модификации этой измерительной системы согласно фиг.3 заключается в следующем.The method of measuring the RTX of the GOS using the system of figure 1 using a modification of this measuring system according to figure 3 is as follows.
Перед началом измерений при снятом обтекателе 2 и неподвижной пеленгационной антенне ГСН 3 производится управляемое перемещение измерительной антенны 4.1 по координатам «X» и «Y» (аналогично процедуре калибровки измерительной системы фиг.1) для установки измерительной антенны 4.1 точно в положение РСН (см. фиг.2), соответствующее исходным координатам (lx0, ly0). В этом положении измеряются текущие значения разности фаз (Фα0) и (Фβ0) на выходах разностных каналов «α» и «β» пеленгационной антенны ГСН 3. Коды этих значений фиксируются в памяти управляющего компьютера 7 в качестве базовых (опорных, эталонных) значений. Одновременно фиксируется исходное значение относительного уровня амплитуды UΣ на выходе суммарного канала антенны ГСН 3. На этом процедура исходной калибровки и подготовки системы фиг.3 к измерениям закончена.Before starting the measurements, with the
Необходимо отметить, что погрешности измерения разностей фаз (
Процедура последующих измерений РТХ ГСН, как и для ранее рассмотренного варианта системы фиг.1, основана на циклическом перемещении установленного на ОПУ 1 обтекателя 2 по координате «α» (курсу) при периодической переустановке положения ОПУ 1 на очередное значение координаты «βj» (тангажа) и контроле за нахождением обтекателя в допустимом секторе сканирования. За счет влияния обтекателя результирующее положение РСН антенны ГСН 3 будет смещаться по координатам «X» и «Y» в плоскости перемещения измерительной антенны 4.1 на координатном устройстве 8. Смещение положения РСН приводит к изменению знака и значения разности фаз (Фα) и (Фβ) на выходах соответствующих разностных каналов антенны ГСН 3. Значение и знак кодов разности фаз (Фα) и (Фβ) будут сигнализировать о величине и направлении смещения результирующего положения РСН антенны ГСН 3 относительно исходного положения РСН (lx0) и (ly0) для антенны ГСН 3 без обтекателя 2 (т.е. о величине и знаке пеленгационной ошибки, вносимой обтекателем 2).The procedure for subsequent measurements of the RTX of the GOS, as for the previously considered version of the system of Fig. 1, is based on the cyclic movement of the
Управляющий компьютер 7 анализирует поступающие на него с выходов измерительных устройств 6.1 и 6.2 коды текущих значений (Фα) и (Фβ). При отклонении текущих значений от исходных значений (Фα0) и (Фβ0), установленных при калибровке измерительной системы и соответствующих нахождению измерительной антенны 4.1 на РСН, управляющий компьютер 7 вырабатывает управляющие команды на координатное устройство 8. По этим командам измерительная антенна 4.1 перемещается из положения (lx0) и (ly0) в новое положение (lxi) и (lyj), соответствующее новому положению РСН (обусловленному пеленгационными ошибками, вносимыми обтекателем 2 при его перемещении относительно антенны ГСН 3). Текущие значения координат (lxi) и (lyj) измеряются с помощью датчиков, входящих в состав координатного устройства 8. Управляющий компьютер 7 определяет разности текущих значений координат и исходных значений координат положения измерительной антенны 4.1:The
На основе измеренных линейных отклонений (Δlxi и Δlyj) положения измерительной антенны 4.1 (соответствующих угловым отклонениям результирующего положения РСН антенны ГСН 3 под влиянием перемещения обтекателя 2 по координатам «α» и «β») управляющий компьютер 7 по соотношению (2) определяет текущие значения пеленгационных ошибок γα(αi, βj) и γβ(αi, βj). Для обеспечения требуемой точности управляющий компьютер 7 согласует (регулирует) скорость перемещения ОПУ 1 (скорость сканирования обтекателя 2 относительно антенны ГСН 3) и скорости перемещения измерительной антенны 4.1 по координатам «X» и «Y» на координатном устройстве 8 таким образом, чтобы текущие значения разности фаз Фα и Фβ не превышали значений, ограничиваемых допустимой погрешностью измерений РТХ ГСН. В предельном случае эти отклонения не должны превышать разрешающей способности измерителей разности фаз устройств 6.1 и 6.2 (интервалов квантования измеряемых значений разностей фаз «dФα» и «dФβ»).Based on the measured linear deviations (Δl xi and Δl yj ) of the position of the measuring antenna 4.1 (corresponding to the angular deviations of the resulting position of the RSN of the
Управление скоростью перемещения ОПУ 1 по координате «α» (при сканировании сектора сечениями βj) осуществляется в управляющем компьютере на основе непрерывного вычисления значения КПО по соотношениюThe speed of moving the
где dα - интервал по координате «α», на котором определяются текущие значения КПО;where dα is the interval along the coordinate "α", on which the current values of the KPO are determined;
Δγi+1 - текущее изменение значения пеленгационной ошибки у при перемещении обтекателя на величину «dα».Δγ i + 1 - the current change in the value of the bearing error y when moving the fairing by the value of "dα".
Аналогично контролируется значение КПО по ортогональной составляющей (по координате β).Similarly, the KPO value is controlled by the orthogonal component (along coordinate β).
Одновременно с контролем текущих значений разности фаз
Таким образом, при использовании подвижной измерительной антенны 4.1, перемещаемой под управлением компьютера 7 с помощью координатного устройства 8 в модификации измерительной системы фиг.3 обеспечивается более высокая точность измерений по сравнению с ближайшим аналогом и вариантом измерительной системы фиг.1 с неподвижной измерительной антенной 4.1. При этом обеспечивается необходимая полнота измерений РТХ ГСН во всем секторе относительных перемещений обтекателя 2 и антенны ГСН 3 по координате «α, β».Thus, when using a movable measuring antenna 4.1, moved under the control of a
Режим измерений РТХ ГСН на промежуточной частоте используют в тех случаях, когда измерительные устройства 6.1, 6.2 и 6.3 при измерениях на частоте зондирующих сигналов f не обладают необходимой чувствительностью или когда требуется достоверная оценка значений РТХ с использованием штатных каскадов преобразования частоты и усиления на промежуточной частоте FП из состава ГСН. Для реализации этого режима в составе измерительных систем фиг.1 и фиг.3, соответственно, генератор 5 выполняют в виде синтезатора частоты, имеющего выход на частоте зондирующих сигналов f1, подключаемый к измерительной антенне 4.1 (а также к дополнительным измерительным антеннам 4 в варианте системы фиг.1), выход сигнала гетеродина f2, подаваемый на смесители суммарного и разностных каналов в составе штатной антенны ГСН 3, и выход опорного сигнала по промежуточной частоте FП, подаваемый на вход измерителя амплитуды суммарного канала (измерительное устройство 6.3). В качестве измерительных устройств 6.1, 6.2 и 6.3 в этом случае используют измерители амплитудных соотношений и разности фаз, аналогичные по функциям для ранее рассмотренных вариантов применения измерительных систем фиг.1 и фиг.3, но подключаемые к выходам штатных каскадов усиления промежуточной частоты (УПЧ) из состава штатной антенны ГСН 3 и измеряющие амплитудно-фазовые соотношения сигналов с выходов разностных и суммарного каналов антенны ГСН 3 на промежуточной частоте FП.The measurement mode of the RTX GOS at an intermediate frequency is used when the measuring devices 6.1, 6.2 and 6.3, when measuring at the frequency of the probing signals f, do not have the necessary sensitivity or when a reliable assessment of the PTX values using standard stages of frequency conversion and amplification at the intermediate frequency F is required P from the composition of the GOS. To implement this mode as a part of the measuring systems of FIG. 1 and FIG. 3, respectively, the
Во всем остальном реализация измерений в модификациях измерительных систем фиг.1 и фиг.2, использующих измерения амплитудных и фазовых сигналов на промежуточной частоте FП, аналогична рассмотренным ранее способам измерений РТХ ГСН с использованием неподвижной и подвижной измерительной антенны 4.1, соответственно.In all other respects, the implementation of measurements in modifications of the measuring systems of FIG. 1 and FIG. 2, using measurements of amplitude and phase signals at an intermediate frequency F P , is similar to the previously discussed methods for measuring RTX of a GOS using a fixed and mobile measuring antenna 4.1, respectively.
Техническая реализация заявленных вариантов измерительной системы осуществляется на основе устройств, известных из уровня техники. В качестве ОПУ используется устройство, идентичное таким же устройствам из состава аналогов. В качестве измерительных устройств для измерения амплитудных и фазовых соотношений используются серийные цифровые измерительные приборы (амплифазометры, измерители векторных параметров сигналов), выпускаемые отечественной и зарубежной промышленностью. В качестве генераторов используются серийные программноуправляемые генераторы отечественного и зарубежного производства на соответствующие диапазоны частот работы ГСН (в том числе - по схеме синтезатора частоты). В качестве управляющего компьютера используется серийный персональный компьютер отечественного или зарубежного производства. Координатное устройство реализуется на основе конструктивных решений, известных из уровня техники еще с 70-х годов прошлого столетия (например, оборудования фирмы «Signtific Atlanta», США, Калифорния). Управление перемещением по вертикали и по горизонтали в координатном устройстве 8 может осуществляться с применением быстроходных винтовых передач, подсоединенных к шаговым двигателям. Отсчеты положений ОПУ и положений измерительной антенны на координатном устройстве осуществляются с помощью серийных кодовых датчиков перемещений отечественного или зарубежного производства, обладающих необходимой точностью.The technical implementation of the claimed variants of the measuring system is carried out on the basis of devices known from the prior art. As the OPU, a device identical to the same devices from the analogues is used. As measuring devices for measuring the amplitude and phase ratios, serial digital measuring instruments (ampliphase meters, signal vector meters), produced by domestic and foreign industry, are used. As generators, serial programmable generators of domestic and foreign production are used for the corresponding frequency ranges of the GOS operation (including the frequency synthesizer circuit). As a control computer, a serial personal computer of domestic or foreign production is used. The coordinate device is implemented on the basis of structural solutions known from the prior art since the 70s of the last century (for example, equipment from Signtific Atlanta, USA, California). The movement control vertically and horizontally in the coordinate device 8 can be carried out using high-speed helical gears connected to stepper motors. The readings of the OPU positions and the positions of the measuring antenna on the coordinate device are carried out using serial encoder displacement sensors of domestic or foreign production, which have the necessary accuracy.
Заявленная измерительная система и ее модификации могут применяться при экспериментальной отработке ГСН на стадии разработки опытных образцов, при серийном изготовлении ГСН и антенных обтекателей, а также при контроле технического состояния ГСН на ремонтных предприятиях и в сервисных центрах.The claimed measuring system and its modifications can be used in experimental testing of GOS at the stage of development of prototypes, in serial production of GOS and antenna fairings, as well as in monitoring the technical condition of GOS at repair enterprises and service centers.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146997/28A RU2526495C2 (en) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | Automated system for measuring radio characteristics of missile homing heads |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146997/28A RU2526495C2 (en) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | Automated system for measuring radio characteristics of missile homing heads |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012146997A RU2012146997A (en) | 2014-05-20 |
RU2526495C2 true RU2526495C2 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=50695303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012146997/28A RU2526495C2 (en) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | Automated system for measuring radio characteristics of missile homing heads |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2526495C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110554216B (en) * | 2019-07-22 | 2021-09-14 | 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 | Antenna house electrical property test connecting device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU459744A1 (en) * | 1972-05-15 | 1975-02-05 | Предприятие П/Я А-1173 | Angle Error Measurement Device |
RU2133478C1 (en) * | 1997-10-23 | 1999-07-20 | Московский научно-исследовательский институт "Агат" | Device for measuring radio engineering characteristics of aerial-fairing systems |
RU2155353C2 (en) * | 1998-03-05 | 2000-08-27 | Военный университет войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации | Device for selection of homing antiradar missiles |
JP2005045668A (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Method for measuring electrical characteristic of array antenna |
RU2287834C1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-11-20 | ОАО "Московский научно-исследовательский институт "АГАТ" | Device for measuring locating characteristics of antenna-blister systems |
RU2344439C1 (en) * | 2007-05-10 | 2009-01-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" | Helicopter radar complex |
-
2012
- 2012-11-06 RU RU2012146997/28A patent/RU2526495C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU459744A1 (en) * | 1972-05-15 | 1975-02-05 | Предприятие П/Я А-1173 | Angle Error Measurement Device |
RU2133478C1 (en) * | 1997-10-23 | 1999-07-20 | Московский научно-исследовательский институт "Агат" | Device for measuring radio engineering characteristics of aerial-fairing systems |
RU2155353C2 (en) * | 1998-03-05 | 2000-08-27 | Военный университет войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации | Device for selection of homing antiradar missiles |
JP2005045668A (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Method for measuring electrical characteristic of array antenna |
RU2287834C1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-11-20 | ОАО "Московский научно-исследовательский институт "АГАТ" | Device for measuring locating characteristics of antenna-blister systems |
RU2344439C1 (en) * | 2007-05-10 | 2009-01-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" | Helicopter radar complex |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012146997A (en) | 2014-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10932865B2 (en) | Precision detection method and device for surgical robot positioning system | |
CN103454619B (en) | Electrical axis optical calibration system of spaceborne microwave tracking-pointing radar and calibration method thereof | |
CN103292748B (en) | A kind of split of many substrates based on laser measurement detection method | |
CN110618408B (en) | System calibration method for antenna phase center of precision distance measurement system | |
CN101517358B (en) | Three-dimensional measurement system and rescaling method using indoor GPS | |
CN108020728B (en) | A kind of test method for radome boresight error | |
CN105424024B (en) | A kind of position and orientation scaling method of the extraterrestrial target based on total powerstation | |
CN108037374B (en) | Array antenna near field calibration method | |
CN106291454A (en) | A kind of interferometer near field test device, method of testing and calibration steps | |
CN103091660A (en) | Virtual base line direction-finding method based on phase jump correction | |
Muelaner et al. | Study of the uncertainty of angle measurement for a rotary-laser automatic theodolite (R-LAT) | |
CN107479078A (en) | Geodetic coordinates is converted to the method and system of separate planes coordinate in railroad survey | |
CN109238175A (en) | A kind of space plane angle measurement method based on laser tracker | |
KR101785684B1 (en) | External calibration method of scatterometer system for ocean parameters monitoring using internal time delay | |
CN104535976A (en) | Satellite alignment calibration method for phased array sensor | |
CN109764806A (en) | Sound state calibrating installation and dynamic and static calibration method for laser tracker | |
CN102384755B (en) | High-accuracy method for measuring instant navigational speed of airborne phased array whether radar | |
KR20210093960A (en) | Methods and systems for calibrating radar rotary antenna systems | |
RU2526495C2 (en) | Automated system for measuring radio characteristics of missile homing heads | |
US20150185049A1 (en) | Displacement measuring device with capacitive sensing | |
RU126472U1 (en) | AUTOMATED INSTALLATION FOR MEASURING DIRECTORAL ERRORS UNDERTAKEN BY RADIO-TRANSPARENT FLOWERS ANTENNAS Homing missiles | |
CN108398090A (en) | Parallel institution formula coordinate measuring apparatus | |
RU2340874C1 (en) | Aircraft navigation method | |
CN102865835A (en) | Vernier slit type photoelectric auto-collimator | |
CN107860309B (en) | Method and device for improving measurement precision of laser tracker |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201107 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20211110 |