Диаграммно-формирующее устройство. Как протестировать работу ДФУ

Диаграммно-формирующее устройство или сокращенно ДФУ это устройство для формирования диаграммы направленности антенны... Немного смахивает на каламбур. Но на самом деле так-таки оно и есть. В данном посте речь пойдет про диаграммно-формирующее устройство которое формирует диаграмму направленности многоканальной гидроакустической антенны электронным способом. В частности про методику тестирования данного устройства с прорисовкой той самой диаграммы или характеристики(характеристик) направленности.

Не будем в подробностях останавливаться на самом устройстве, а определим только его основные особенности: устройство содержит многоканальные АЦП и цифровой фильтр, модуль Ethernet по которому отфильтрованая и накопленная информация передается на персональный компьютер где производится ее обработка с помощью БПФ с формированием тех самых характеристик направленности. И все это работает совместно с многоканальным предварительным усилителем подключенным к многоканальной гидроакустической антенне. Опять похоже на небольшой каламбур... Но опять-же так-таки оно и есть.

После того как устройство создано возникает главный вопрос как это все проверить, проще говоря как проверить, что модуль ДФУ создает электронным способом нужные характеристики направленности. Первое, что приходит на ум - сформировать сигнал с нужным фазовым распределением с помощью имитатора гидроакустических сигналов, подать его на входы предварительных усилителей модуля ДФУ. Так было и сделано. С ПК на электронный модуль по Ethernet посылается короткий управляющий пакет который содержит управляющую информацию не только для самого модуля но и информацию о фазовом распределении сигналов для имитатора гидроакустических сигналов, которая в свою очередь поступает на него по интерфейсу RS232 одновременно являясь сигналом его запуска. Далее симитированный сигнал оцифровывается модулем ДФУ и по Ethernet посылается обратно на ПК для дальнейшей обработки.

Хитрость заключается в том, что совместно с обработкой с помощью ПК вполне возможно и прорисовывать характеристики направленности сформированные ДФУ. Для этого нужно с каждой последующей посылкой управляющего пакета менять фазовое распределение сигналов формируемых имитатором имитируя таким образом физический поворот приемной антенны на нужный угол. Как результат ниже по тексту картина соответствующая задуманному.

Первая картинка это всплеск сигнала на одном из выходов 32_х точечного БПФ при соответствующем фазовом распределеннии сигналов на входе модуля ДФУ. Вторая - характеристики направленности которые получаются как результат совместной работы имитатора и ДФУ при имитации физического поворота гидроакустической антенны на углы от -30 до +30 градусов.

Далее по тексту картина такой-же диаграммы направленности но снятая уже в составе излучающей и приемной гидроакустических антенн в испытательном бассейне. Разница в одной мелочи - ПК запускает не имитатор, а генератор излучающей антенны. Далее все по накатанному, как описано ранее.

Одновременно с началом работы излучателя и модуля ДФУ запускается поворотное устройство на котором находится примная антенна. Скорость поворота антенны и период излучения, а соответственно и период запуска работы ДФУ согласованы. Как результат - характеристики направленности гидроакустической антенны сформированные с помощью ДФУ. Для информации: таким, можно сказать простейшим способом, можно прорисовывать характристики направленности любой гидроакустической антенны. Причем модуль оцифровки и передачи сигнала на ПК будет гораздо проще выше упомянутого.