УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ АНТЕННЫ РЛС

Полезная модель относится к элементам конструкции радиолокационных станций (РЛС), в частности, к устройствам для преобразования угла поворота вала антенны в дискретные электрические сигналы, связанные с географической азимутальной координатой, и может быть использована в радиолокации в системах преобразования угла поворота вала антенны РЛС и ориентирования ее по азимуту.
Известно устройство для преобразования углового перемещения антенны РЛС [1]. Недостатком устройства является то, что при ориентировании РЛС ее антенна должна устанавливаться на заранее известный азимут местного предмета, т.е. позиция, на которой устанавливается РЛС, должна быть заранее подготовлена, что в современных условиях не всегда возможно.
Другим недостатком этого устройства является невозможность автоматизации процесса ориентирования и, как следствие, большие затраты времени на ориентирование РЛС.
Из известных устройств для преобразования углового перемещения антенны РЛС наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является принятое за прототип устройство [2], показанное на фиг.1 и содержащее последовательно соединенные блок датчиков 1 с входом для подключения вала антенны, преобразователь угловой информации 4, сумматор 5 и блок формирования стробов 2, а также имитатор вращения 3, выход которого соединен с вторым входом преобразователя угловой информации 4, блок индикации 6, вход которого соединен с выходом сумматора 5, датчик кода 7 и последовательно соединенные
автоматическая система ориентирования 8, вычислитель 9 и переключатель 10, второй вход которого соединен с выходом датчика кода 7, а выход - с вторым входом сумматора 5.
Блок датчиков 1 преобразует угловое перемещение вала антенны в двоичный последовательный «n» - разрядный код, где «n» задано необходимой точностью преобразования угла. Код поступает на преобразователь угловой информации 4, где синхронизируется установочными импульсами, и затем поступает на сумматор 5, на второй вход которого через переключатель 10 поступает двоичный код азимутальной поправки ориентирования с датчика кода 7 или с автоматической системы ориентирования 8 через вычислитель 9. Азимутальный код с поправкой с выхода сумматора 5 поступает на блок формирования стробов 2, состоящий из совокупности дешифраторов кодовых комбинаций азимутальной информации, и блок индикации. Имитатор вращения 3 состоит из генератора импульсов и двоичного счетчика и вырабатывает сигналы, аналогичные сигналам блока датчиков 1.
3
Данное устройство позволяет упростить операцию ориентирования и сократить время ориентирования при размещении РЛС как на подготовленной, так и на неподготовленной позиции, однако используемая в прототипе автоматическая система ориентирования требует наличия информации от глобальных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS [3] (что проблематично в обстановке, приближенной к боевой) и имеет значительные вес (более 20 кг) и объем (более 25 дм), что в ряде случаев неприемлемо (например, для переносных и портативных РЛС).
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является улучшение эксплуатационных свойств устройства, а именно: снижение массогабаритных характеристик и сокращение времени
ориентирования (а значит, и развертывания) РЛС, при ее размещении как на подготовленной, так и на неподготовленной позиции.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для преобразования углового перемещения антенны РЛС, содержащем последовательно соединенные блок датчиков с входом для подключения вала антенны, преобразователь угловой информации, сумматор и блок формирования стробов, а также имитатор вращения, выход которого соединен со вторым входом преобразователя угловой информации, блок индикации, вход которого соединен с выходом сумматора, и датчик кода, автоматическую систему ориентирования и последовательно соединенные вычислитель и переключатель, второй вход которого соединен с выходом датчика кода, а выход - с вторым входом сумматора, автоматическая система ориентирования выполнена в виде последовательно соединенных магнитометра и аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выход которого соединен с входом вычислителя.
Сущность полезной модели поясняется нижеследующим описанием.
На фиг.2 представлена структурная схема предложенного устройства для преобразования углового перемещения антенны РЛС, где обозначено:
1 - блок датчиков,
2 - блок формирования стробов,
3 - имитатор вращения,
4 - преобразователь угловой информации,
5 - сумматор,
6 - блок индикации,
7 - датчик кода,
8 - автоматическая система ориентирования,
9 - вычислитель,
10 - переключатель,
11 -магнитометр,
12 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
Предложенное устройство содержит последовательно соединенные блок датчиков 1 с входом для подключения вала антенны, преобразователь угловой информации 4, сумматор 5, блок формирования стробов 2, а также имитатор вращения 3, выход которого соединен с вторым входом преобразователя угловой информации 4, блок индикации 6, вход которого соединен с выходом сумматора 5, датчик кода 7 и последовательно соединенные автоматическую систему ориентирования 8 в составе последовательно соединенных магнитометра 11 и АЦП 12, вычислитель 9 и переключатель 10, второй вход которого соединен с выходом датчика кода 7, а выход - с вторым входом сумматора 5.
Устройство работает следующим образом.
При вращении вала антенны блок датчиков 1 преобразует угловое перемещение вала в дискретную информацию, представляющую собой двоичный последовательный «n» разрядный код, где число «n» определено заданной точностью преобразования.
Эти кодовые сигналы поступают на первый вход преобразователя 4. На второй вход преобразователя угловой информации 4 с имитатора вращения 3 подаются аналогичные сигналы, необходимые для работы преобразователя угловой информации 4 в режиме имитации азимутальной обстановки. В зависимости от выбранного режима («работа» - «имитация») преобразователь угловой информации 4 осуществляет коммутацию двоичных кодов, а затем синхронизирует их установочным импульсом. С выхода преобразователя угловой информации 4 этот код поступает
на первый вход «n» - разрядного сумматора 5. Последний может быть выполнен, например, по схеме, приведенной в [4] стр. 198, рис.3.3.39. На второй вход сумматора 5 через переключатель 10 подается двоичный код поправки, формируемый либо датчиком кода 7 (только при ручном ориентировании РЛС на подготовленной позиции), где в качестве датчика кода могут быть использованы «n» тумблеров, либо автоматической системой ориентирования 8 (в составе магнитометра 11 и АЦП 12) и вычислителем 9 (при автоматическом ориентировании РЛС как на подготовленной, так и неподготовленной позиции).
Выходные сигналы сумматора 5 поступают на блок формирования стробов 2, вырабатывающий азимутальные стробы РЛС, и на вход блока индикации 6, в качестве которого может использоваться, например, индикатор кругового обзора по схеме, приведенной в [5].
z
x
Автоматическая система ориентирования состоит из применяемого на самолетах и вертолетах для определения их курса магнитометра 11, например, аналогового магнитометра МА-2 [6], выходными сигналами которого являются два напряжения постоянного тока U и U, пропорциональные проекциям полного вектора индукции магнитного поля Земли на две взаимно перпендикулярные оси z и x, и АЦП 12. По преобразованным в АЦП 12 в код напряжениям Uz и Ux в вычислителе 9 определяется магнитный курс ψ в радианах по формуле:
Магнитный курс указывает истинное положение антенны РЛС относительно направления на географический Север.
3
Магнитометр, имеющий вес 0,7 кг и объем 0,5 дм, устанавливается на вращающейся части антенны РЛС в направлении электрической оси антенны.
После включения вращения антенны угловая информация с выхода сумматора 5, а также азимутальные стробы блока формирования стробов 2 и развертка блока индикации 6 оказываются пространственно «привязанными» к истинным географическим координатам, следовательно, РЛС с помощью устройства для преобразования углового перемещения антенны становится ориентированной по азимутальной координате.
Применение магнитометра позволяет значительно снизить массогабариты и сократить время ориентирования (а значит, и развертывания) РЛС при ее размещении как на подготовленной, так и на неподготовленной позици, исключив необходимость использования информации от глобальных спутниковых систем, когда для определения курса (в нашем случае - положения антенны РЛС относительно направления на географический Север) требуется наличие сигналов одновременно от не менее 6 спутников, что может потребовать значительного времени, особенно в обстановке, приближенной к боевой.
Источники информации.
1 «Устройство для преобразования углового перемещения антенны РЛС». Авторское свидетельство СССР №184203, МПК G08C 9/00, по заявке №3041778 от 10.05.1982 г.,
2 Устройство для преобразования углового перемещения антенны РЛС. Заявка №2004133727 от 18.11.2004 г. МПК G08C 9/00.
3 «Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС» под редакцией В.Н.Харисова, А.И. Перова, В.А.Болдина, Москва ИМПЖР 1998 г.
4 «Микропроцессорные средства обработки и отображения информации в системах управления и связи» под редакцией И. Е. Соловейчика, 1988 г.
5 «Интерфейсы систем обработки данных». А.А. Мячев, В.Н.Степанов, В.К. Щербо, Москва «Радио и связь» 1989 г.
6 Магнитометр аналоговый МА-2. Технические условия 6Д2.733.003 ТУ, Курск, 1989, Курское ОАО «Прибор».