Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИМ ЭЛЕМЕНТОМ, НАПРИМЕР, В ФАЗОВРАЩАТЕЛЕ
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИМ ЭЛЕМЕНТОМ, НАПРИМЕР, В ФАЗОВРАЩАТЕЛЕ

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИМ ЭЛЕМЕНТОМ, НАПРИМЕР, В ФАЗОВРАЩАТЕЛЕ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: 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 τ(0,9 1,1) To/6 где To период основных механических колебаний пьезокерамического элемента фазовращателя. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2044373
Класс(ы) патента: H01P1/18
Номер заявки: 5036162/09
Дата подачи заявки: 07.04.1992
Дата публикации: 20.09.1995
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт радиофизики им.Акад.А.А.Расплетина
Автор(ы): Дякин А.М.; Левин В.А.; Шалякин А.И.
Патентообладатель(и): Шалякин Александр Иванович
Описание изобретения: 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 τ 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 τ= (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 τи. Кривая 2 при этом представляет изменение напряжения Uс на электродах пьезокерамического элемента. Анализ показывает, что для устранения свободных механических колебаний пьезокерамического элемента параметры tз и
τидолжны быть равны tз τи=τ=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 τи на ± 10% от То/6 приводит к свободным механическим колебаниям пьезокерамического элемента, амплитуда которых достигает ± 14% от выставляемого значения уо. Выход величин tз и τи 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 ϕ1иϕ2.
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.
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 τ 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 = (0,9÷1,1)To/6 , где T0 период основных механических колебаний пьезокерамического элемента.