способ управления пьезокерамическим элементом, например, в фазовращателе
Классы МПК: | H01P1/18 фазовращатели |
Автор(ы): | Дякин А.М., Левин В.А., Шалякин А.И. |
Патентообладатель(и): | Шалякин Александр Иванович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-04-07 публикация патента:
20.09.1995 |
Использование: в радиотехнике, радиолокации и радиосвязи. Сущность изобретения: способ управления пьезокерамическим элементом, например, в фазовращателе, заключается в формировании дополнительных импульсов напряжения, обеспечивающих устранение свободных механических колебаний пьезокерамического элемента в процессе его переключения. Длительность дополнительного импульса напряжения равна (0,9 1,1) To/6 где To период основных механических колебаний пьезокерамического элемента фазовращателя. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИМ ЭЛЕМЕНТОМ, НАПРИМЕР, В ФАЗОВРАЩАТЕЛЕ, заключающийся в циклической подаче управляющего импульса и импульса сброса в исходное состояние, а также устранении свободных механических колебаний пьезокерамического элемента, отличающийся тем, что устранение свободных механических колебаний пьезокерамического элемента обеспечивают подачей дополнительного импульса перед подачей импульса управляющего напряжения и после его прекращения, при этом длительность дополнительного импульса равна длительности временного промежутка между окончанием дополнительного импульса и началом управляющего напряжения, а также окончанием импульса управляющего напряжения и началом дополнительного импульса и выбрана из условия t = (0,91,1)To/6 , где T0 период основных механических колебаний пьезокерамического элемента.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиотехнике. Известен способ управления пъезокерамическим элементом фазовращателя, заключающийся в циклической подаче управляющего импульса и импульса сброса в исходное состояние и охвате пьезокерамического элемента фазовращателя отрицательной обратной связью для увеличения декремента затухания свободных механических колебаний фазорегулирующего элемента, возникающих при переключениях фазовращателя. Недостатком этого способа является недостаточное быстродействие и наличие фазовой ошибки из-за затухающих механических колебаний фазорегулирующего элемента. Известен также способ управления пьезокерамическим элементом, например, в фазовращателе, заключающийся в циклической подаче управляющего импульса и импульса сброса в исходное состояние, а также устранении свободных механических колебаний пьезокерамического элемента. Устранение колебаний основано на выборе постоянной цепи заряда емкости пьезокерамического элемента, уменьшающей амплитуду этих колебаний, и затухании колебаний в течение некоторого времени. Недостатком этого способа является также недостаточное быстродействие и наличие фазовой ошибки из-за затухающих механических колебаний фазорегулирующего элемента. Цель изобретения повышение быстродействия и точности установки фазового состояния фазовращателя. Это достигается тем, что при способе управления пьезокерамическим элементом, например, в фазовращателе, заключающемся в циклической подаче управляющего импульса и импульса сброса в исходное состояние, а также устранении свободных механических колебаний пьезокерамического элемента, устранение свободных механических колебаний пьезокерамического элемента обеспечивают подачей дополнительного импульса перед подачей импульса управляющего напряжения и после его прекращения, при этом длительность дополнительного импульса равна длительности временного промежутка между окончанием дополнительного импульса и началом импульса управляющего напряжения, а также окончанием импульса управляющего напряжения и началом дополнительного импульса и выбрана из условия = (0,9.1,1) То/6, где То период основных механических колебаний пьезокерамического элемента фазовращателя. На фиг. 1 изображены кривые управляющих импульсов напряжения на емкости пьезокерамического элемента и его переключения; на фиг.2 циклические кривые управляющих импульсов напряжения на емкости пьезокерамического элемента и его переключения. При переключении пьезокерамического элемента, например, в составе пьезокерамического фазовращателя возникают его свободные механические колебания. Для их устранения предлагается использовать дополнительный импульс напряжения. При этом для однозначности установки фазового состояния вследствие гистерезиса пьезокерамики необходимо подавать импульс сброса и приводить пьезокерамический элемент в исходное состояние. Рассмотрим действие дополнительного и управляющего импульсов напряжения в соответствии с кривой 1. Длительность дополнительного импульса равна tз, длительность временного промежутка между окончанием дополнительного импульса и началом импульса управляющего напряжения равна и. Кривая 2 при этом представляет изменение напряжения Uс на электродах пьезокерамического элемента. Анализ показывает, что для устранения свободных механических колебаний пьезокерамического элемента параметры tз иидолжны быть равны tз и==To/6,где То период основных механических колебаний пьезокерамического элемента фазовращателя. В этом случае переключение пьезокерамического элемента производится плавно в соответствии с кривой 3 за время переключения tn To/3. При этом изменение tз и и на 10% от То/6 приводит к свободным механическим колебаниям пьезокерамического элемента, амплитуда которых достигает 14% от выставляемого значения уо. Выход величин tз и и за указанные пределы недопустим, так как приводит к большой фазовой ошибке, превышающей 50о (для максимального фазового сдвига в 360о). На практике пьезокерамический элемент фазовращателя работает в периодическом режиме. Поэтому дополнительный импульс должен быть введен и при сбросе пьезокерамического элемента в исходное состояние. На фиг.2 представлено кривыми 4, 5, 6 действие способа (период цикла равен Т). В течение времени Т1 происходит переключение за время tn и фиксация требуемого фазового состояния, в течение времени Т2 сброса фазовращателя за время tn и фиксация его в исходном состоянии, соответствующем, например, напряжению Uy 0. Кривой 4 соответствуют дополнительные и управляющие импульсы напряжения, кривой 5 соответствует напряжение Uc на электродах пьезокерамического элемента, кривой 6 соответствует зависимость вносимого фазового сдвига фазовращателя от времени. Значение фазового состояния зависит от амплитуды управляющего импульса напряжения Uу. На фиг.2 изображена установка двух различных фазовых состояний 1и2. Способ целесообразно использовать в фазированных антенных решетках (ФАР) или оптически сканирующих устройствах на основе пьезокерамических фазовращателей для повышения быстродействия и улучшения точностных и энергетических характеристик.
активный фазовращатель (варианты) - патент 2510980 (10.04.2014) | |
малогабаритный фазовращатель свч-диапазона - патент 2510551 (27.03.2014) | |
фазовращатель - патент 2510106 (20.03.2014) | |
способ и устройство электрического управления фазой волноводного фазовращателя - патент 2494500 (27.09.2013) | |
фазовращатель - патент 2454759 (27.06.2012) | |
широкополосный 180-градусный фазовращатель свч - патент 2436202 (10.12.2011) | |
фазовращатель (варианты) - патент 2419924 (27.05.2011) | |
фазовращатель свч - патент 2401489 (10.10.2010) | |
свч-фазовращатель на основе полупроводниковой схемы - патент 2379798 (20.01.2010) | |
фазовый манипулятор - патент 2379797 (20.01.2010) |