www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи на радиолокацията

Датчик за ъглово положение тип «енкодер»

Изображение 1: Остарял енкодер, използван в радара ASR-910

Изображение 1: Остарял енкодер, използван в радара ASR-910

Датчик за ъглово положение тип «енкодер»

Принципът на измерване на ъгловите координати на целта в радара се основава на факта, че информацията за ъгловото положение на радарната антена трябва да е известна във всеки един момент. За определяне на посоката, в която се върти антената, могат да се използват различни устройства, които изпълняват функцията на сензор за ъглово положение. Едно такова устройство, което се използва широко днес, е датчик от типа «енкодер». Този енкодер е механично или оптично управляван генератор за броене на импулси. Енкодерът се състои от неподвижна част (аналог на статора в електрическите машини) и подвижна част (ротор). Неподвижната част е монтирана върху статичната част на антената (колоната на антената), а подвижната част се върти заедно с антената. Енкодерът генерира импулси за броене или измерване, наричани в радиолокацията импулси по скала-азимут. В англоезичните източници в този контекст се използва терминът Azimut Change Pulses, ACP. Броят на ACP, генерирани от енкодера в определен момент, съответства на текущия ъгъл на завъртане на антената в този момент. Отчитането на ACP се извършва от индикатора за кръгова видимост (ИКО), като например в радара ASR–910, или в радарния процесор, като например в радара RRP–117.

Броячът се нулира от северния референтен импулс (англ. North Reference Pulse, NRP), генериран при преминаване на антената в северна посока. По този начин броят на NRP съответства на азимута на антената, който е ъгълът между северната посока и текущото положение на антената.

Обикновено едно пълно завъртане на антената (т.е. между два северни импулса) генерира 4096 ACP, както при радара ASR-910, или 16384 ACP, както при радара RRP-117. В първия случай цената на един импулс е 0,087°, а във втория — 0,02129°.

За системите с подобни сензори е характерна посоката на въртене по посока на часовниковата стрелка.

Схема за декодиране на данни от енкодера
Брояч
(12 или
14 бита)
NRP
нулиране
ACP
такт
A0…A11 (…A13)

Изображение 2: Принцип на обработка на данните от енкодера

Брояч
(12 или
14 бита)
NRP
нулиране
ACP
такт
A0…A11 (…A13)
NRP ACP cnt bus

Изображение 2: Принцип на обработка на данните от енкодера
(интерактивно чертане)

Схемата за декодиране е брояч, който извършва броене на получените от него ACP. Броячът се нулира с импулса «Север», след което започва отчитането на текущия ъгъл, като се започва от стойността 0°. Например за радара ASR-910, при който за един пълен оборот на антената се създават 4096 ACP, стойността на азимута 20° съответства на 227 ACP. Отсъствието (пропускането) на един ACP може да бъде пренебрегнато, тъй като още при следващото завъртане броячът ще бъде нулиран. Получената грешка е твърде малка, за да се види на индикатора. Ако обаче за дълъг период от време не бъде засечен нито един северен импулс, изображението върху ИКО бавно ще се завърти наляво, т.е. обратно на часовниковата стрелка, тъй като поради загубата на някои ACP броят на отчетените импулси вече няма да съответства на реалното ъглово положение на антената.

Рисунок 3. Энкодер (в разобраном состоянии), формирующий 16384 счетных импульса за один оборот

Изображение 3: Енкодер (разглобен), генериращ 16384 импулса на оборот

В зависимост от електрониката на енкодера генерирането на северни импулси може да бъде синхронизирано с ACP или независимо от тях. В първия случай двата вида импулси се генерират от една и съща последователност от тактови импулси с помощта на делител. Тази ситуация обикновено се случва, когато точността, осигурявана от енкодера (кодиращото устройство), е по-висока от точността, изисквана в радара.