3.2. Tổng hợp thuật toán và cấu trúc bộ điều khiển chống quá tải máy thu
3.2.1. Cơ sở hình thành thuật tốn điều khiển cơng suất máy phát
Thuật tốn điều khiển cơng suất máy phát và mức SGTH của Attenuator trước hết phải phù hợp khả năng và tham số của đài ra đa ĐKHL mà ta lựa chọn. Trong các đài ĐKHL hiện đại, phổ biến sử dụng máy phát xung dò trên nền tảng của đèn Klistron hay bán dẫn công suất. Máy phát loại này cho phép thay đổi các tham số chính như: cơng suất (P0); độ rộng xung (τx); chu lỳ lặp (Tx) trong phạm vi cho trước.
Có hai đặc điểm quan trọng của các đài ra đa ĐKHL đa kênh mục tiêu và lai tương tự - số mà khi tổng hợp thuật tốn điều khiển cần phải tính đến, đó là vấn đề phân kênh, chia nhịp thời gian đối với số mục tiêu cần
bám sát và vấn đề thiết lập chế độ làm việc cho các thành phần chức năng trong đài trước mỗi chu trình của một khoảng kênh mục tiêu. Dưới đây ta sẽ xem xét hai vấn đề trên.
3.2.1.1. Phân kênh mục tiêu – tên lửa và đặt chế độ làm việc cho kênh
Để bảo đảm tính đa kênh mục tiêu và tên lửa, tức là cùng lúc có thể phát hiện, bám sát và điều khiển tên lửa tới nhiều mục tiêu, ngoài việc phải sử dụng anten mạng pha (ATMP) qt điện tử cánh sóng thu, phát, người ta cịn phải thực hiện phân kênh mục tiêu – tên lửa theo thời gian.
Hình 3.9. Biểu đồ phân kênh theo thời gian của đài ĐKHL
Nguyên lý phân kênh được giải thích bằng biểu đồ thời gian (hình 3.9). Theo đó, số lượng mục tiêu sẽ xác định tồn bộ chu trình (TCT) làm việc của đài. Trong một chu trình chia thành các khoảng kênh (TK) theo số lượng mục
tiêu. Trong mỗi khoảng kênh lại chia thành các khoảng nhịp (Tn), dành cho việc thiết lập chế độ, xử lý và điều khiển các thành phần chức năng trong đài theo đúng logic làm việc của hệ thống [11].
Việc phân kênh thời gian, đặt chế độ làm việc và điều khiển đồng bộ các thành phần chức năng của đài ĐKHL đều do MTSTT.
Để minh họa cho nguyên lý phân kênh thời gian trong một chu trình làm việc của một đài điều khiển hỏa lực đa kênh mục tiêu, ta đưa ra một ví dụ giản đồ thời gian (hình 3.9) của đài [11] có trong trang bị. Theo đó, đài có thể cùng lúc bám sát, tiêu diệt được 6 mục tiêu trong một phạm vi không gian (sector) cho trước.
Như vậy chu trình làm việc của đài phải bằng 6 khoảng kênh (TCT=6TK). Mỗi khoảng kênh bằng 26 khoảng nhịp (TK=26Tn) và mỗi khoảng nhịp có độ rộng là Tn=700μS, tối thiểu cho việc đặt chế độ làm việc và điều khiển một phần tử chức năng của đài. Theo ví dụ trên, có thể xác định được những đặc điểm sau:
a) Độ dài khoảng kênh TK=26Tn=18,2mS (FK=60Hz);
b) Độ dài của một chu trình làm việc của đài TCT=6TK=109,2mS (FCT=9.15Hz);
c) Tất cả các phần tử chức năng trong vịng điều khiển kín của đài (kể cả máy thu, máy phát, tên lửa,…) chỉ có thể thay đổi chế độ làm việc trong khoảng kênh (TK=109,2mS) dành riêng cho mục tiêu đang được bám sát;
d) Thời điểm thay đổi chế độ làm việc và vận hành của mỗi phần tử chức năng trong mỗi khoảng kênh (TK) là xác định và xảy ra trong một hoặc vài khoảng nhịp Tn.
Từ những đặc điểm trên ta thấy:
- Chùm xung dò, được phát bởi máy phát cho mỗi mục tiêu, chỉ lặp lại sau mỗi chu trình làm việc của đài, tức là Tch=TCT;
- Chùm xung phản xạ từ mục tiêu đang bám sát được xử lý, biến đổi, đo tọa độ … trong kênh thu – phát bám sát ở một khoảng kênh dành riêng cho mục tiêu đó;
- Thay đổi chế độ làm việc của máy phát hay bộ SGTH trong kênh thu được thực hiện ở trong khoảng kênh TK.
3.2.1.2. Nguyên tắc điều khiển chế độ làm việc của máy phát và bộ suy giảm tín hiệu
Để điều hành chế độ làm việc của tất cả các phần tử, thành phần trong đài ra đa ĐKHL, MTSTT xử lý thông tin trong chu trình làm việc hiện tại phải thiết lập được “Từ chế độ” mới cho chu trình tiếp theo dưới dạng một Protocol dữ liệu mã nhị phân. “Từ chế độ” được truyền từ MTSTT tới thanh ghi chế độ của các MTSCD, để từ đây chế độ làm việc cho các thành phần thiết bị được đặt lại theo mã của “Từ chế độ”.
Có thể tham khảo cấu trúc cơ bản của một “Từ chế độ” dạng 24 bít, sử dụng cho máy phát của một đài ĐKHL có trong thực tế [11] như ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Cấu trúc “Từ chế độ” của hệ thống máy phát
No bit 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 CĐ “Ф1” 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 CĐ “ФИ” 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1
Giải mã “Từ chế độ” của hệ thống phát:
- CĐ “Ф1” – “Từ chế độ” chung cho Cabin Ф1 (hệ thống phát-thu cao tần):
+ Bit 1=1 – dấu hiệu trao đổi dữ liệu với MTSTT; Bit 1=0 – ngắt; + Bít 2=1 – dấu hiệu mở máy tính điều khiển ATMP-110; Bit 2=0 – ngắt; + Bit 3=1 – máy phát lệnh tên lửa làm việc với tải tương đương; + Bit 4=1 – mở điều khiển ATMP-130.1,2.3;
+ Bit 6=1 – mở máy tính điều khiển ATMP-110 kênh ППK-II; + Bit 7=1 – mở máy tính điều khiển ATMP-130 kênh ППK-I; + Bit 8=1 – mở ATMP-140;
+ Bit 9=1 – mở chế độ cơng suất thấp (0.1P0 và 0.01P0); + Bít 17=1 – hỏi thơng tin (βA) góc phương vị cabin Ф1;
+ Bít 18=1 – Truy xuất thơng tin (βA) góc phương vị cabin Ф1; + Bit 19=1 – cho phép MTSTT lấy thơng tin góc phương vị cabin Ф1; + Bit 23=1 – mở chế độ quét góc 60Hz;
+ Bit 24=1 – mở chế độ quét góc 10Hz.
- CĐ “ФИ” – “Từ chế độ” riêng cho máy phát và hệ đồng bộ của kênh I (ППK-I) và II (ППK-II):
+ Bit 1=1 – mở cơng suất tồn bộ;
+ Bit 2=1 – chuyển kênh thu phát ППK;
+ Bit 3=1 – mở AKП chế độ chống nhiễu tạp tích cực; + Bit 4=1 – hỏi bộ giải mã;
+ Bit 5=1 – mở SG1; + Bit 6=1 – mở SG2;
+ Bit 7=1 – mở chế độ phát công suất thấp 0.1P0; + Bit 8=1 - mở chế độ phát công suất thấp 0.01P0; + Bit 17=1 – mở SG3.
Thông tin từ các cơ cấu điều khiển trên các khối, các bảng điều khiển của trắc thủ, sĩ quan phát hiện, bám sát, điều khiển... được truyền về MTSTT thông qua các kênh trao đổi thơng tin số để hình thành “Từ chế độ”, xác lập theo format như bảng 3.1. Sau đó “Từ chế độ” được gửi tới các thanh ghi chế độ (State Register) ở các MTCD để giải mã và hình thành các “Từ điều khiển”.
“Từ điều khiển” là mã của các MTCD dạng lệnh tác động trực tiếp vào các phần tử chấp hành (cơ cấu điều khiển, chuyển mạch) liên quan tới việc thay đổi chế độ làm việc của thành phần thiết bị cụ thể trong đài.
Như vậy, việc điều khiển công suất máy phát hay bộ SGTH kể cả bằng tay hay tự động đều theo nguyên tắc tạo ra mã để thay đổi “Từ chế độ” trong MTSTT trước mỗi chu trình làm việc và giải mã thành “Từ điều khiển” trong khoảng kênh.