Устройство формирования характеристики направленности многоэлементной антенны

 

Изобретение относится к области гидроакустической техники. Техническим результатом является достижение возможности получения плавного сканирования характеристики направленности антенны. Устройство содержит задающий генератор, подключенный к фазосдвигающему блоку, выходы которого соединены коммутатором с усилителями мощности элементов антенны. Технический результат достигается за счет того, что в устройство введены два модулятора огибающей напряжения задающего генератора, обеспечивающие треугольный закон модуляции со сдвигом фаз на четверть периода, входы которых подключены к задающему генератору. Выход одного из модуляторов соединен с фазосдвигающим блоком, а выход другого модулятора соединен с дополнительным фазосдвигающим блоком, выходы которого через коммутатор подключены к усилителям мощности элементов антенны. 2 ил.

Предлагаемый передающий тракт гидроакустической станции (ГАС) предназначен для формирования и плавного сканирования характеристики направленности (ХН) неподвижной гидроакустической антенны любой конфигурации в режиме излучения.

Известно, что в современных ГАС для формирования ХН многоэлементной гидроакустической антенны используется многофазная система напряжений. В зависимости от соотношения фаз сигналов на гидроакустических преобразователях (Г/А), питаемых усилителями мощности (УМ), определяется направление формирования ХН.

В известных передающих трактах ГАС сигнал от задающего генератора через фазосдвигающее устройство (например, LC цепи задержки), а затем коммутатор, поступает на входы усилителей мощности (УМ), каждый из которых в данный момент времени питает только один Г/А преобразователь. С помощью коммутатора осуществляется подключение комбинаций сигналов, имеющих разные фазы к входам УМ, что дает возможность формировать ХН в определенных направлениях.

Основным недостатком рассматриваемого передающего тракта является отсутствие плавного перемещения ХН гидроакустической антенны между ее дискретными положениями.

Целью предлагаемого изобретения является достижение возможности получения плавного сканирования ХН гидроакустической антенны любой конфигурации, изменение скорости или направления обзора пространства и работы в нескольких разнесенных и регулируемых по величине секторах обзора.

В предлагаемом передающем тракте эта цель достигается использованием двух фазосдвигающих устройств, каждое из которых обслуживается отдельным коммутатором, подключающим выходы фазосдвигающего устройства ко всем входам УМ. Входы фазосдвигающих устройств через модуляторы подключаются к задающему генератору. Модулирующее напряжение имеет треугольную форму, причем, когда амплитуда его на одном модуляторе максимальна, на другом - равна нулю.

Передающий тракт (фиг.1) включает в себя задающий генератор 1, модуляторы 2, 3, фазосдвигающие устройства 4, 5, коммутаторы 6, 7, сопротивления развязки 8, усилители ограничителей 9 и усилители мощности (инверторы) 10.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображена схема передающего тракта, на фиг.2 - изменение во времени амплитуды сигналов на выходе модуляторов и на входе усилителей ограничителей.

При формировании ХН срабатывают коммутаторы 6 и 7 и подключают выходы фазосдвигающих устройств 4 и 5 (через сопротивления развязки 8) ко входам усилителей ограничителей (9).

При уменьшении модулирующего напряжения на модуляторе 2 и увеличении его на модуляторе 5 сигнал, поступающий на вход усилителя ограничителя 11 (фиг.2) как по фазе, так и по амплитуде, определяется параметрами сигналов, поступающих от фазосдвигающего устройства 4 и от фазосдвигающего устройства 5.

Сигнал на выходе модулятора 2 (12) показан на фиг.2, на выходе модулятора 3 (13).

Амплитуды и фазы суммарных сигналов на входах усилителей ограничителей в любой момент времени определяются соотношением:

и

, где

А - амплитуда сигнала на входе усилителя ограничителя;

А₁ - амплитуда сигнала, поступающего на вход усилителя ограничителя от фазосдвигающего устройства 4;

А₂ - амплитуда сигнала, поступающего на вход усилителя ограничителя от фазосдвигающего устройства 5;

φ_i - фаза сигнала на входе усилителя ограничителя;

φ_i1 - фаза сигнала на входе усилителя ограничителя от фазосдвигающего устройства 4;

φ_i2 - фаза сигнала на входе усилителя ограничителя от фазосдвигающего устройства 5.

В исходном состоянии сигнал с выхода модулятора 2 (U_max) поступает через фазосдвигающее устройство 4 и коммутатор 6 на входы усилителей ограничителей (сигнал на выходе модулятора 3 равен нулю).

Таким образом, в исходном состоянии ХН формируется только сигналом, проходящим через фазосдвигающее устройство 4.

При уменьшении модулирующего сигнала на модуляторе 2 до нуля (величина модулирующего напряжения на модуляторе 3 максимальна) положение ХН определяется фазовым распределением фазосдвигающего устройства 5 (первое дискретное положение).

В моменты, когда величина сигнала на выходах модуляторов 4 или 5 достигает нуля, переключаются коммутаторы 6 или 7 соответственно, обеспечивающие новое фазовое распределение сигналов.

Таким образом, дискретное перемещение ХН осуществляется с помощью коммутаторов, подключающих различное сочетание фазовых соотношений сигналов на выходе фазосдвигающих устройств в момент, когда сигналы на них отсутствуют, а плавное перемещение ее между дискретными положениями обеспечивается изменением амплитуд сигналов по заданному закону на выходах фазосдвигающих устройств.

Формула изобретения

Устройство формирования характеристики направленности многоэлементной антенны, содержащее задающий генератор, подключенный в фазосдвигающему блоку, выходы которого соединены коммутатором с усилителями мощности элементов антенны, отличающееся тем, что, с целью обеспечения плавного сканирования характеристики направленности антенны, в него введены два модулятора огибающей напряжения задающего генератора, обеспечивающие треугольный закон модуляции со сдвигом фаз на четверть периода, входы которых подключены к задающему генератору, причем выход одного из модуляторов соединен с фазосдвигающим блоком, а выход другого модулятора соединен с дополнительным фазосдвигающим блоком, выходы которого через коммутатор подключены к усилителям мощности элементов антенны.

РИСУНКИ