Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів

Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою 3 опорної частоти (6Dvм оп) від передаючого лазера (Лн+СПМ). Недоліком каналу-прототипу є те, що він не здійснює інформаційний взаємозв'язок з ЛА на несучих частотах nn. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання радіальної швидкості при одночасному інформаційному взаємозв'язку з ЛА на несучих частотах vn і частоті міжмодових биттів. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомий канал-прототип [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передаючу оптику, приймаючу оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему «І», лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Dvп, електронноцифрову обчислювальну машин, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА, додатково замість СПМ введено багатоканальний СПМ (БСПМ) [3] та 6Dnм - введення опорної частоти (6Dvм оп) від передаючого лазера (Лн+БСПМ). Побудова каналу вимірювання радіальної швидкості R' пов'язана з використанням синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазера-передавача та МЧЧМВ [4], який дозволяє завдяки зустрічному скануванню пар парціальних діаграм спрямованості (ДС) у кожній із двох ортогональних площин вимірювати з високою точністю радіальну швидкість ЛА допплерівським методом. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає в високоточному вимірюванні радіальної швидкості R' ЛА у широкому діапазоні дальностей починаючи з початкового моменту його польоту та стійкому багатоканальному (N) інформаційному взаємозв'язку з ЛА на несучих частотах vn і частоті міжмодових биттів (підвищення об'єму інформації, яка передається та приймається). На Фіг.1 приведено передаючий бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: 1 - вимірювальний сигнал; 2 – інформаційний сигнал. На Фіг.2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: І - структурна схема реалізації стежуючого принципу вимірювання; II - структурна схема вимірювання радіальної швидкості ЛА. Запропонований канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, багатоканальний селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передаючу оптику, приймаючу оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні під 43070 4 силювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему «І», лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Dvп, електронно-цифрову обчислювальну машин, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6Dnм - введення опорної частоти (6Dvм оп) від передаючого лазера (Лн+БСПМ). Робота запропонованого каналу полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання YAG:Nd3+ лазера (або лазера з більш кращими характеристиками) (Лн) за допомогою БСПМ виділяються необхідні пари частот для створення: - багатоканального (N) інформаційного зв'язку, при умові використання сигналу комбінації подовжніх мод (на різницевій частоті міжмодових биттів Dn101=n10-n1=9Dvм), а також - подовжніх мод (несучих частот vn); - рівносигнального напрямку (РСН) на основі формування сумарної ДС, завдяки частково перетинаючихся 4-х парціальних діаграм спрямованості, при умові використання різницевих частот міжмодових биттів Dn54=n5-n4=Dvм, Dn97=n9-n7=2Dnм, Dn63=n6-n3=3DnM, Dn82=n8-n2=6Dnм. Груповий сигнал, що складений із частоти міжмодових биттів 9Dnм і несучих частот vn, минаючи БД, потрапляє на ПРДО де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від ІБ та формує багатоканальний (N) інформаційний сигнал, що передається для ЛА (взаємозв'язок) (Фіг.1, 2). Водночас сигнал частот міжмодових биттів Dnм, 2Dnм, 3Dnм та 6Dnм потрапляє на БД, який створений з 4-х дефлекторів. Парціальні ДС попарно зустрічно сканують БД у кожній із двох ортогональних площин. Період сканування задається БКД, який разом з Лн забезпечується необхідним живленням від КЕ. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот: n5,n4=Dnм, n9,n7=2Dnм, n6,n3=3Dvм, n8,n2=6Dnм - фокусується в скануєми крапки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС у кожній із двох ортогональних площин a і b або X і У, при цьому nn та n10,n1=9Dnм - проходять вдовж РСН. Прийняті прийомною оптикою від ЛА інформаційні та відбиті в процесі сканування чотирьох ДС лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС за допомогою фотодетектора перетворюються в електричні імпульсні сигнали на несучій частоті і різницевих частотах міжмодових биттів. Посилювані ШП, вони розподіляються в ІБ для обробки інформації (9Dnм і nn), що приймається від ЛА та по РП, настроєних на відповідні частоти міжмодових биттів: Dnм, 2Dnм, 3Dnм, 6Dnм для виділення вимірювальної інформації про радіальну швидкість ЛА. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 4 (РП6Dnм) - формує сигнал радіальної швидкості, а РП1 (PПDnм), РП2 (PП2Dnм) і РП3 (PП3Dnм) - формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛІВС. 5 43070 Принцип вимірювання радіальної швидкості ЛА для ЛІВС полягає в наступному (Фіг.1, 2). На перший змішувач (ЗМ1) від РП 4 (PП6Dnм) подається сигнал із частотою 6Dnм від, який змішується через зворотній зв'язок зі сумішшю частот 6Dnм від+nм п, від керуючого генератора та фільтрується. У фазовій автопідстройки частоти на частоті міжмодових биттів цей сигнал змішується з частотою vп від опорного генератору. Отриманий сигнал з частотою Dnг з виходу А керуючого генератора подається на вхід другого змішувача (ЗМ2), де змішується з опорною частотою 6Anм. Сигнал різницевої частоти 6Dnм від-(Dnм-nм п), отриманий з виходу Ф2, через формувач імпульсів, надходить на схему "І". На лічильник проходить пачка імпульсів, обумовлена мірним інтервалом від ФМІ. Виділене дешифратором кількість рахункових імпульсів пропорційне частоті nм допл, перетворюються в ЕЦОМ у цифроаналоговий сигнал, що у цифровому вигляді відображає радіальну швидкість ЛА на цифровому табло блоку відображення інформації. Випромінювання, яке знаходиться біля рівня втрат синхронізованого одномодового багаточастотного спектру лазера-передавача та є невелике по потужності - не використовується. Кількість інформаційних каналів (N) залежить від кількості Комп’ютерна верстка О. Рябко 6 мод (несучих частот vn), які мають необхідні вихідні характеристики для використання. Джерела інформації 1. Деклараційний патент України на винахід №64961 А, Україна, 6 МПК G01S17/42, G01S17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів на підставі модернізованого частотно-часового методу вимірювання. / Г.В. Альошин, О.В. Коломійцев, Д.П. Пашков. - №2003032667; Заяв. 27.03.2003; Опубл. 17.03.2004; Бюл. №11. 8с. 2. Патент на корисну модель, №25800, Україна, 6 MПK G01S17/42, G01S17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для лазерної інформаційно-вимірювальної системи. / О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Баранник та ін. - №U200703166; Заяв. 26.03.2007; опубл. 27.08.2007; Бюл. №13 - 8с. 3. Патент на корисну модель, №35476, Україна, Н04Q1/453. Багатофункціональний селектор подовжніх мод. / О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Баранник та ін. - №u200803489; Заяв. 18.03.2008; опубл. 25.09.2008; Бюл. №18 - 8с. 4. Деклараційний патент України на винахід №65099А, Україна, G01S17/42, G01S17/66. Модернізований частотно-часовий метод вимірювання параметрів руху літальних апаратів. / О.В. Коломійцев. -№2003054908; Заяв. 15.03.2004; Опубл. 15.03.2004; Бюл. №3 - 8с. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601