Автор неизвестен - Сборник научных трудов 3-го международного радиоэлектронного форума прикладная радиоэлектроника - страница 114

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 

0,10 0,09 -0,08 -0,07 -0,06 -0,05 -

0

100 200 300 400 гм

б)

Рис. 2. Зависимости угловых координат а (а) и в (б) точки прообраза нулевой линии визирования в ПП от ее координаты г

2, М

а) б) в)

Рис. 3. Вид пространственной предметной сетки (а), ее видимого изображения (б) и прообраза линии визирования в ПП в системе координат а, в, г (в)

Метод состоит в том, что с видимым изображением точки визирования совмещают вспомогательное направление визирования, причем вспомогательное направление визи­рования задают как направление на видимое изображение точки, положение которой в свою очередь задано известным направлением визирования и расстоянием до ЛА в мо­мент визирования.

Положение же видимого изображения этой точки определяют как положение точки схождения продолжений двух центральных лучей, входящих в зрачки глаз наблюдателя, исходящих из указанной предметной точки - точки визирования.

В момент совмещения вспомогательного визирного направления с видимым изо­бражением точки визирования основное направление визирования совмещается с самой точкой визи-рования. Таким образом, погрешность визирования, возникающая вследст­вие как смещения, так и искривления линии визирования, может быть полностью ском­пенсирована.

Заключение

Создана математическая модель взаимного отображения пространств предметов и видимых изображений и прообраза линии визирования в ПП, позволяющая определить как геометрию пространства видимых изображений, так и форму и положение прообраза линии визирования в ПП, а также оценить погрешность визирования. Модель реализова­на в специализированной Мар1е-программе. Полученные с ее помощью результаты рас­четов прообраза нулевой линии визирования для правого пилота широкофюзеляжного

СРРСН'2008

1-ч . 2 - 2 46транспортного самолета с коническим остеклением подтверждают, что прообразом линии визирования в общем случае является кривая в пространстве предметов, на бесконечно­сти асимптотически приближающаяся к некоторой прямой.

Литература:

1. Потапова Г.К. / Об искривлении визирной линии в закабинном пространстве ле­тательного аппарата с коническим остеклением. / В кн. Аерокосмічні системи моніторин­гу та керування: Матеріали VI Міжнародної науково-технічної конференції "АВІА-2004".- Т.2. - К.: НАУ, 2004, с. 23.56-23.59.

2. G. K. Potapova and M. A. Moskalenko / Mutual noncollinear mapping of object space and visible-image space / Journal of Optical Technology, Vol. 75, Issue 3, pp. 166-171 (March

2008).

3 Москаленко М.А., Потапова Г.К. / Спосіб візування / Деклараційний патент Укра­їни № 58746 A, 2003 р., бюл. № 8.

СРРСН'2008

I . 2 - 2 47

СОВРЕМЕННЫЕ РАДИОСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ УКРАИНЫ

Бурдаков С.Н., Данилин А.Б., Зайченко А. Н., Kn" П.А. ОАО «АО Научно-исследовательский институт радиотехнических измерений» 61054, г. Харьков, ул. Ак. Павлова, 271, тел. (057) 739-01-36, факс (057) 738-41-12 E-mail: danilin@niiri.kharkov.com The basic requirements to modern combined command-telemetry radio line (CCTRL) are resulted, which is used in a contour of management by space vehicles of Ukraine. The structure of used radio signals is briefly described, characteristics of system are described. Results of tests of system are submitted, problems which are connected to an estimation of accuracy of meas­urement of the current navigating parameters are marked, ways of the decision of these prob­lems are marked.

Введение. В середине 90-х годов прошлого столетия в Украине в основу создания космических платформ с целью минимизации веса космических аппаратов (KA) была по­ложена концепция, предусматривающая использование в качестве основного звена управления всеми агрегатами и приборами KA бортового цифрового космического ком­плекса (БЦЕЖ), осуществляющего в определенные периоды времени обмен с центром управления полетом (ЦУП) по специальной радиолинии командно-программной и другой информацией. Это потребовало новых подходов при создании радиосистем, используе­мых в контуре управления KA с ЦУП-а. Прежде всего, такие системы должны быть мно­гофункциональны. Это обусловлено еще и тем, что в Украине, начиная с KA «Січ-1», на­чала осуществляться однопунктная технология управления KA. Далее, бортовая аппара­тура таких систем должна иметь минимальный вес, выполнить роль модема в линии ра­диосвязи ЦУП-KA и обеспечивать возможность измерения наземной станцией (НС) ра­диосистемы текущих навигационных параметров KA с точностью, позволяющей по дан­ным измерений за один проход KA уточнять параметры орбиты KA таким образом, чтобы удовлетворять всем требованиям.

Соответственно для управления первым отечественным микроспутником МС1 в ОАО «АО НИИРИ» была разработана совмещенная командно-телеметрическая радиоли­ния (СKТРЛ), которая согласуется с концепцией создания новых KA. НС СKТРЛ была развернута в НЦУШСС (г. Евпатория) и использовалась для управления KA МС1. В по­следний период она была модернизирована с целью обеспечения управления KA МС-2-8 (Січ) и последующими KA (НС СОТРЛ-М).

Функции, выполняемые СКТРЛ и основные технические характеристики. СKТРЛ осуществляет связь между KA и НС по линии «Земля-борт» и «борт-Земля» на частотах, лежащих в S-диапазоне, в соответствии с Регламентом радиосвязи, принятым Международным союзом электросвязи, при этом она обеспечивает:

- передачу и прием по каналу «Земля-борт» командно-программной информации (KITH) и выдачу ЮТИ в БЦВ^

- передачу по каналу «борт-Земля» квитанций БЦІЖ;

- сверку с наземной шкалой времени бортового времени, формируемого в БЦВЖ и выдачу результатов сверки в ЦУП;

- передачу и прием по каналу «борт-Земля» телеметрической информации;

- передачу и прием массивов данных по каналу «Земля-борт» и «борт-Земля»;

- измерения текущих навигационных параметров KA - наклонной дальности (R) и радиальной скорости (R).

Скорость передачи информации по каналу «вверх» и «вниз» - до 32 кбит/с, вероят­ность сбоя на символ принимаемой информации по каналу «Земля-борт» не хуже 1 ■10-7, каналу «борт-Земля» не более 1 ■10-5.

СРРСН'2008

I . 2 - 2 4 8

НС СКТРЛ обеспечивает нормальный информационный обмен с КА на орбитах с высотой до 1000 км, при углах места 5 град. и более, любом азимуте, ориентированным и неориентированным положении КА, при этом при неориентированном положении КА скорость обмена информацией понижена.

Высокоточные измерения текущих навигационных параметров НС СКТРЛ осуще­ствляет, начиная с углов места 10 град. В соответствии с требованиями ТЗ предельные погрешности измерения наклонной дальности и радиальной скорости не должны превы­шать 50 м и 0,05 м/с соответственно.

С целью обеспечения выполнения всех этих функций и с требуемыми характери­стиками в СКТРЛ в радиолинии «Земля-борт» и «борт-Земля» используются сложные непрерывные сигналы с минимальной частотной манипуляцией (МЧМ).

Каждый из этих сигналов состоит из двух взаимно ортогональных составляющих (81 и 82)одинаковой амплитуды и частоты, при этом составляющая 81 используется для измерения наклонной дальности и радиальной скорости, для взаимной синхронизации цифровых потоков и для обеспечения когерентной обработки информационных сигналов, а составляющая 82 - для передачи и приема информации. Составляющие 81 и 82 мани-пулируются по фазе псевдослучайными последовательностями М1 и М2 соответственно, которые в свою очередь являются также ортогональными. Тактовая частота последова­тельностей г"Т=537,6 кГц, длина последовательностей 50 мс. Благодаря этому обеспечива­ется высокая точность измерения дальности и достаточно высокая область ее однознач­ного измерения, равная 7500 км. Передача информации осуществляется путем манипуля­ции информационным потоком псевдослучайной последовательности М2. Структуры и технологии информационного обмена в СКТРЛ соответствуют рекомендациям Консуль­тативного комитета по космическим системам данных (СС8Б8), которые представляют комплексную концепцию надежного и точного переноса данных от порождающего их источника к дистанционно удаленному приемнику.

НС СКТРЛ может обеспечить поочередную работу с группой КА, содержащей в своем составе до 10 КА, при этом с целью исключения взаимного влияния для каждого КА используется своя пара псевдослучайных последовательностей М1 и М2, ортогональ­ная со всеми остальными. Время перестройки с одного КА на другой не превышает 1 мин.

Наведение антенны НС может осуществляться как по целеуказаниям, заранее вве­денным в память ЭВМ автоматизированного рабочего места управления НС, так и с по­мощью специального пеленгационного устройства, входящего в состав НС м имеющего область захвата 4.. .6°, что особенно важно в период сразу после запуска КА, когда пара­метры орбиты известны со значительными погрешностями.

Результаты испытаний. Работа СКТРЛ проверялась по обширной программе пу­тем облета НС вертолетом, оборудованным бортовой аппаратурой, а также в процессе всего периода активного существования микроспутника МС1 и в процессе длительного периода работы с египетским КА «EgyptSat-1». В результате проверки установлена высо­кая надежность передачи информации по линиям «вверх» и «вниз»: реально вероятность сбоя на бит была меньше установленных техническим заданием 10-7 и 10-5 соответствен­но. Что касается точности измерения наклонной дальности и радиальной скорости, то для оценки их точности потребовалось создание ряда косвенных методик, так как реальных значений контролируемых параметров непосредственно путем организации измерений с помощью эталона получить невозможно ввиду отсутствия последнего. Прямое сравнение измеренных параметров с их значениями, полученными по данным измерений аппарату­ры спутниковой навигации (АСН), установленной и на вертолете, и на КА, не может дать достоверных данных, поскольку точность АСН сравнима с заданной точностью СКТРЛ.

Для создания косвенных методик оценки точности СКТРЛ, наряду с их разработ­кой в ОАО «АО НИИРИ», привлекались Институт технической механики НАНУ и НКАУ и Национальный центр управления и испытаний космических средств (НЦУИКС). Было создано и использовано несколько методик, однако основной из них является методика,

СРРСН'2008

1-ч . 2 - 2 4 9предусматривающая построение эталонной траектории с использованием математиче­ской модели движения КА в гравитационном поле Земли с учетом влияния верхней атмо­сферы Земли и данных измерения навигационных параметров на одном или нескольких прилегающих витках как СКТРЛ, так и АСН, при том как отдельно, так и совместно. Не­обходимо заметить, что в модели движения использовались параметры статической мо­дели верхней атмосферы, которые отличаются от реальных. Поэтому «эталонная» траек­тория также несколько отличается от действительной.

В результате проведенной обработки свыше 1000 сеансов радиоконтроля орбиты КА «EgyptSat-1», проведенных с использованием НС СКТРЛ, установлено, что измере­ния наклонной дальности и радиальной скорости НС СКТРЛ:

- не имеют значимой систематической составляющей;

- точностные характеристики измерений соответствуют требованиям технического задания.

Кроме того, было установлено, что параметры орбиты, полученные по данным СКТРЛ и отдельно по данным на том же временном интервале с помощью АСН, практически совпадают.

Для получения реальных оценок точности измерений необходимо совершенство­вать методики. В частности, необходимо рассмотреть возможность учета апостериорных параметров верхней атмосферы и в целом ее аэродинамического сопротивления, которые в наибольшей степени влияют на точность построения эталонной траектории.

СРРСН'2008

1-ч . 2 - 2 5 0

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАДИОГОЛОГРАММ В СИСТЕМАХ ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВА

Карпенко В.И., Хачатуров В.Р., Збрицкий Р.А. Калугин Д.С. Харківський університет Повітряних Сил ім. І. Кожедуба 61023, м. Харків, вул. Сумська 77I79, НЦ ПС НДВ №9 тел. (057) 700-22-94, Analytically and features over of construction of radioholograms are numeral brought. The method of management the diagram of orientation of aerial of the system of space review is offered on the basis of radiohologram. Led and analysed flow diagram of such device.

Введение. В последнее время наблюдается повышенный интерес к внедрению оп­тических методов и приборов в радиотехнику миллиметрового диапазона длин волн. Ис­пользование антенн работающих на принципах радиоголограмм позволяет повысить эф­фективность использования систем обзора пространства.

Практический интерес представляют системы работающие на частотах 94 ГГц (длина волны 3,2 мм) и 136 ГГц (длина волны 2,2 мм) в связи с наличием окна прозрач­ности для данных электромагнитных волн в земной атмосфере [1]. Наряду с этим следует отметить, что яркостные контрасты металлических объектов для волны 3,2 мм в 1,5 - 2 раза больше чем для волны 2,2 мм и в 8 раз больше чем для волны З см [2].

Использование зеркальных антенн для формирования узконаправленного скани­рующего луча (диаграммы направленности) в миллиметровом диапазоне требует боль­ших апертурных размеров [3]. Альтернативой может выступать антенна построенная на основе радиоголограммы. Принципиально, антенны, построенные на основе радиоголо­грамм, могут формировать самые различные диаграммы направленности.

Методы расчета радиоголографических антенн. В основе расчета голографиче-ских антенн лежат два метода: метода геометрической оптики и метода суперпозиции когерентных колебаний.

Метод геометрической оптики определяет границы зон Френеля в соответствии с классическим выражением для плоской зонной пластинки:

где Ь - расстояние от источника излучения до поверхности, / - номер границы зоны Фре­неля, X - длинна волны.

К недостаткам данного метода можно отнести ограниченность его применения, Ме­тод дает значения радиусов зон Френеля только для случая когда Ь = кX, к=1,2,3... Так­же данный метод не дает распределения значений фазы и амплитуды колебания по по­верхности антенны.

(1)

Рис. 1. Метод суперпозиции двух когерентных колебаний

СРРСН'2008

I . 2 - 2 5 1

Метод суперпозиции двух когерентных волн (рис. 1) дает значения амплитуды и фа­зы суммарного колебания на основании сложения опорного колебания ио = ио 8т(со г1 + ф1) и колебания от сферического источника 1/3 = и 8т(со г1 + ф2):

иу =д/и02 + и28 + 2и0и5 С08(ф2 - ф)

Uo sin ф1 + Us sin ф2 фv = arctg- 0Y1     S Y2

L U0 cos   + Us cos ф2

где U^, ,       - соответственно амплитуда и фаза суммарного колебания.

(2)

Рис. 2. Профили зонированных антенн: а - рассчитанной методом геометрической оптики, б - рассчитанных методом суперпозиции колебаний

На рис. 2 представлены характерные профили антенн рассчитанные методом гео­метрической оптики а) и методом суперпозиции когерентных колебаний б).

Принцип управления углом наклона сканирующего луча. Управление углом наклона плоской волны к оптической оси линзы можно достичь двумя способами: 1) раз­мещение между источником излучения и линзой диэлектрической преграды; 2) смещение источника излучения из точки фокуса пластинки.

Физический смысл сканирования пространства при размещение между источником излучения и линзой диэлектрической преграды поясняется на рис. 3.

З

Рис. З. Принцип управления сканирования пространства

В фокусе зонной пластинки 3 размещают источник излучения 1. Между источни­ком излучения и зонной пластинкой размещают диэлектрическую преграду 3. При пово­роте диэлектрической пластины относительно центра оптической оси изменяется распре­

СРРСН'2008

I . 2 - 2 5 2деление фазы подающей волны на поверхности зонной пластинки, вследствие чего про­изойдет отклонение плоского фронта волны на угол а.

При использовании второго способа управления углом наклона плоской волны, зонная пластинка освещается источником излучения из точки смещенной относительно фокуса пластинки на величину 1. В этом случае также происходит изменение распределе­ние фазы падающей волны по поверхности пластинки, что вызовет наклон плоской вол­ны.

Структурная схема устройства сканирования пространства. Для достижения высоких электродинамических параметров при угле сканирования порядка 300 целесооб­разно использовать оба вышерассмотренных способа управления углом наклона луча.

На рис. 4 приводится структурная схема устройства сканирования пространства.

Рис. 4. Схема управления сканирования пространства

Устройство работает следующим образом. Источник излучения 1 через диэлектри­ческую преграду 6 облучает зонную пластинку 7. Размер апертуры пластинки определя­ется диафрагмой 5. Задающее устройство 4 выдает команды на отклонение диэлектриче­ской преграды и смещение зонной пластинки. Исполнительное устройство 2 обеспечива­ет поворот диэлектрической пластины относительно оптической оси системы. Исполни­тельного устройства 3 обеспечивается линейное смещение линзы.

Выводы. В работе проанализированы возможности применения радиоголографиче-ских элементов в качестве антенного устройства систем обзора пространства. Показано, что применение радиоголографических антенн в сочетании с диэлектрическими элемен­тами позволяет осуществить сканирование пространства в заданном секторе углов. При­водится структурная схема устройства сканирования пространства.

В ближайшее время планируется провести эксперименты по созданию систем с ра-диоголографическими антеннами реализующих суммарно - разностную обработки при­нимаемых полей.

Литература

1. Лазарев Л.П. Оптико-электронные приборы наведения летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1984. 480с.

2. Button K.J., Wiltse J.C. - Infrared and Millimeter Waves, v.4, Millimeter System Acad. Press., N.Y., London, Toronto, 1981.

3. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н., Антенны УКВ. В 2 ч. М. Связь, 1977. Ч. 2. 288 с.

4. Б.М. Яворский. Справочное руководство по физике. М. Наука, 1989.

СРРСН'2008

I . 2 - 2 5 3

РЕГУЛЮВАННЯ КОМПЛЕКСНОГО КОЕФІЦІЄНТА ВІДБИТТЯ СТІН

У ПРИМІЩЕННЯХ

В.І. Карпенко, О.І. Лосев, Д.С. Калугін Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна Сучасні системи звуковідтворення використовуються у приміщеннях з різними аку­стичними умовами, що не сприяє адекватному сприйняттю якості акустичної продукції. У статті розглянуто можливість керування акустичними параметрами без зміни архітектури приміщення та використання акустичної обробки матеріалами.

Вступ. Сучасні акустичні приміщення плануються для вирішення поставлених задач. Наприклад, для прослуховування симфонічної або джазової музики - зали фі­лармонії; для запису мовних і музичних фрагментів - студії звукозапису та телевізій­ного мовлення; для перегляду кінофільмів - зали кінотеатрів. Але згідно з вимогами висунутими якістю сприйняття акустичної продукції параметри приміщень повинні відрізнятися [1, 2, 4 - 7].

Відомі шляхи керування акустичними параметрами приміщень полягають в зміні ар­хітектури приміщень або акустичних матеріалів та їх розташування в приміщенні. Це не завжди зручно бо потребує часу перебудови приміщення та високих економічних витрат.

Другим відомим шляхом є використання електронних систем керованих ревер­бераторів, але їх використання в основному обмежено точеним розміщенням в приміщенні та фіксованим рівнем реверберації. При цьому такі системи не враховують дифузність складової звукового сигналу. Тому розробка системи регулювання комплексного коефіцієнта відбиття стін у приміщеннях, що адаптується до виду акустичної продукції тим самим керуючи акустичними параметрами приміщень є актуальним завданням.

Метою даної статті є розробка принципу керування акустичними параметрами при­міщень за допомогою цифрового регулювання випромінюємих сигналів та просторового рознесення акустичних систем, що забезпечують когерентну і не когерентну взаємодію акустичних сигналів.

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа