Pacific Antenna Systems (PAS) 公司設(shè)計(jì)、加工和制造使用先進(jìn)的天線系統(tǒng)，根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合在天線中采用多種不同的機(jī)電設(shè)計(jì)。每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸(萬向節(jié))上都安裝旋轉(zhuǎn)位置編碼器，以滿足準(zhǔn)確度和精度要求。
挑戰(zhàn)
PAS副總裁AnthonyJ. Macri先生介紹了不同設(shè)計(jì)帶來的挑戰(zhàn)：
“我們看重的是：體積、重量和動(dòng)力 (Size, Weight andPower - SWAP)。對(duì)于機(jī)載雷達(dá)和通信領(lǐng)域的每個(gè)產(chǎn)品來說，SWAP都是極其重要的參數(shù)?！?/FONT>
PAS機(jī)載通信系統(tǒng)對(duì)于飛行器(例如NASA的WB57實(shí)驗(yàn)研究飛機(jī))的高數(shù)據(jù)速率通信至關(guān)重要。
每個(gè)萬向節(jié)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(zhuǎn)速度和加速度是實(shí)現(xiàn)快速波束指向和掃描操作的基礎(chǔ)。
在通信和雷達(dá)應(yīng)用中，光柵是關(guān)鍵零部件，必須保證高可靠性，因?yàn)槿魏喂收隙伎赡芪＜吧?/FONT>
解決方案
PAS針對(duì)單站雷達(dá)和通信系統(tǒng)采用不同的萬向節(jié)設(shè)計(jì)，但是這些設(shè)計(jì)中均采用RESOLUTE絕對(duì)式光柵，該光柵兼容BiSS-C串行協(xié)議且具有26位或32位分辨率選項(xiàng)。
“我們?cè)诶走_(dá)、視距和衛(wèi)星通信天線以及高功率微波系統(tǒng)中使用RESOLUTE光柵。我們選擇這款光柵是因?yàn)樗母呔群透叻直媛蔬m用于我們的控制循環(huán)。我們將這款光柵應(yīng)用在UH60黑鷹直升機(jī)上，作為防碰撞雷達(dá)的一部分。UH60上的振動(dòng)環(huán)境極其惡劣，我們發(fā)現(xiàn)RESOLUTE光柵的防振動(dòng)能力極強(qiáng)。如果光柵發(fā)生振動(dòng)而無法計(jì)數(shù)，這會(huì)對(duì)控制循環(huán)造成不利影響。而RESOLUTE光柵能夠滿足我們的精度和堅(jiān)固性要求。”
PAS單站雷達(dá)系統(tǒng)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(jié)上并由直驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的透鏡。
每臺(tái)電機(jī)都與一個(gè)配用75 mm D截面RESA圓光柵的RESOLUTE寬溫度范圍 (ETR) 光柵系統(tǒng)機(jī)械耦合，對(duì)透鏡旋轉(zhuǎn)進(jìn)行反饋控制。
“這款光柵偏移安裝并且直接耦合到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，因?yàn)殡姍C(jī)的體積非常小。電機(jī)由轉(zhuǎn)子組件和定子組件組成，我們將圓光柵耦合到轉(zhuǎn)子組件上。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，同時(shí)也相對(duì)于位于整個(gè)機(jī)構(gòu)外部的光柵讀數(shù)頭精確地旋轉(zhuǎn)圓光柵。這種雷達(dá)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)在于，射頻能量通過每個(gè)電機(jī)的內(nèi)孔在自由空間傳播?！?/FONT>
結(jié)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(huán)境中的可靠性和適用性。在裝配過程中，我們的技術(shù)人員可以使用塞尺將光柵讀數(shù)頭手動(dòng)對(duì)齊，這個(gè)過程很快。而且，RESOLUTE光柵的高級(jí)診斷和安裝工具也有助于快速解決各種安裝問題。PAS針對(duì)光柵信號(hào)輸出使用BiSS-C串行協(xié)議，因?yàn)樵搮f(xié)議具有開放式結(jié)構(gòu)、易于使用、運(yùn)行速度快。該協(xié)議的安全性循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC) 位數(shù)長。一旦出現(xiàn)問題，用戶能夠即刻知曉。在產(chǎn)品生命周期方面，制造速度和效率以及交付可靠性十分關(guān)鍵。RESOLUTE光柵可以幫助我們做到這一點(diǎn)?！?/FONT>
在PAS雷達(dá)系統(tǒng)中，透鏡以超過7,000度/秒的速度旋轉(zhuǎn)，并且具有超過40,000度/秒2的加速度。由于獨(dú)特的單碼道設(shè)計(jì)，RESOLUTE光柵能夠在高運(yùn)行速度下實(shí)現(xiàn)超高的分辨率。這一性能將PAS雷達(dá)系統(tǒng)的靶點(diǎn)位置測(cè)量精度提升到市場(chǎng)領(lǐng)先水平。
Macri先生總結(jié)說：“我們使用32位的光柵，但是只截取大約18位。當(dāng)光柵被設(shè)定為18位BiSS時(shí)，精度和分辨率完美嚙合。我們需要重復(fù)精度達(dá)到千分之一度以內(nèi)。由于應(yīng)用場(chǎng)合的重要性，這些組件上的所有零部件都必須經(jīng)過測(cè)試。RESOLUTE遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的預(yù)期。”
（轉(zhuǎn)載）
