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    2022 華南展招展書
    測試測量

    應用案例 | 提高定位精度和分辨率

      2022年03月07日  

      Pacific Antenna Systems (PAS) 公司設計、加工和制造使用先進的天線系統,根據具體應用場合在天線中采用多種不同的機電設計。每個運動軸(萬向節)上都安裝旋轉位置編碼器,以滿足準確度和精度要求。

      挑戰

      PAS副總裁AnthonyJ. Macri先生介紹了不同設計帶來的挑戰:

      “我們看重的是:體積、重量和動力 (Size, Weight andPower - SWAP)。對于機載雷達和通信領域的每個產品來說,SWAP都是極其重要的參數?!?/FONT>

      PAS機載通信系統對于飛行器(例如NASA的WB57實驗研究飛機)的高數據速率通信至關重要。

      每個萬向節上的光柵都必須在海拔40,000英尺以上、溫度?40 F以下的高空中工作。高旋轉速度和加速度是實現快速波束指向和掃描操作的基礎。

      在通信和雷達應用中,光柵是關鍵零部件,必須保證高可靠性,因為任何故障都可能危及生命。

      解決方案

      PAS針對單站雷達和通信系統采用不同的萬向節設計,但是這些設計中均采用RESOLUTE絕對式光柵,該光柵兼容BiSS-C串行協議且具有26位或32位分辨率選項。

      “我們在雷達、視距和衛星通信天線以及高功率微波系統中使用RESOLUTE光柵。我們選擇這款光柵是因為它的高精度和高分辨率適用于我們的控制循環。我們將這款光柵應用在UH60黑鷹直升機上,作為防碰撞雷達的一部分。UH60上的振動環境極其惡劣,我們發現RESOLUTE光柵的防振動能力極強。如果光柵發生振動而無法計數,這會對控制循環造成不利影響。而RESOLUTE光柵能夠滿足我們的精度和堅固性要求?!?/FONT>

      PAS單站雷達系統由許多零部件組成,包括底部的射頻陣列饋源,以及一系列安裝在兩軸萬向節上并由直驅電機驅動的透鏡。

      每臺電機都與一個配用75 mm D截面RESA圓光柵的RESOLUTE寬溫度范圍 (ETR) 光柵系統機械耦合,對透鏡旋轉進行反饋控制。

      “這款光柵偏移安裝并且直接耦合到驅動系統上,因為電機的體積非常小。電機由轉子組件和定子組件組成,我們將圓光柵耦合到轉子組件上。當電機旋轉時,同時也相對于位于整個機構外部的光柵讀數頭精確地旋轉圓光柵。這種雷達應用的優點在于,射頻能量通過每個電機的內孔在自由空間傳播?!?/FONT>

      結果

      “我們欣賞RESOLUTE的多種特性,包括易于使用、高精度和高分辨率,以及在惡劣環境中的可靠性和適用性。在裝配過程中,我們的技術人員可以使用塞尺將光柵讀數頭手動對齊,這個過程很快。而且,RESOLUTE光柵的高級診斷和安裝工具也有助于快速解決各種安裝問題。PAS針對光柵信號輸出使用BiSS-C串行協議,因為該協議具有開放式結構、易于使用、運行速度快。該協議的安全性循環冗余校驗(CRC) 位數長。一旦出現問題,用戶能夠即刻知曉。在產品生命周期方面,制造速度和效率以及交付可靠性十分關鍵。RESOLUTE光柵可以幫助我們做到這一點?!?/FONT>

      在PAS雷達系統中,透鏡以超過7,000度/秒的速度旋轉,并且具有超過40,000度/秒2的加速度。由于獨特的單碼道設計,RESOLUTE光柵能夠在高運行速度下實現超高的分辨率。這一性能將PAS雷達系統的靶點位置測量精度提升到市場領先水平。

      Macri先生總結說:“我們使用32位的光柵,但是只截取大約18位。當光柵被設定為18位BiSS時,精度和分辨率完美嚙合。我們需要重復精度達到千分之一度以內。由于應用場合的重要性,這些組件上的所有零部件都必須經過測試。RESOLUTE遠遠超出了我們的預期?!?/FONT>

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