УСТРОЙСТВО СКАНИРОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПРАВЛЕННОСТИ
DIRECTIONAL CHARACTERISTIC SCANNER

Предлагаемое устройство сканирования характеристики направленности (ХН) относится к области автоматики и радиотехники и предназначается для передающего тракта гидроакустической станции с круговой антенной.
Известно сканирующее устройство, содержащее задающий компенсатор, управляющий многоканальным генераторным устройством, силовой коммутатор, включенный на выходе генератора, и синхронизатор, включенный между компенсатором и силовым коммутатором.
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.
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.
Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже, на котором приняты следующие обозначения:
1 - статорные элементы компенсатора;
2 - многоканальное генераторное устройство;
5 - силовой коммутатор;
4 - выходы к излучателям акустической антенны;
5 - схемы совпадения компаратора фаз.
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.
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.
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.
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.
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.