Лазерна вимірювальна система з додатковим скануванням

Лазерна вимірювальна система з додатковим скануванням, що містить вимірювальний блок, який складається з пристрою формування каналів, пристрою формування сигналів, пристрою формування сигналів похибки, виконавчих механізмів по кутах азимуту і місця та вимірювальних каналів похилої дальності R, радіальної швидкості R', кутів азимуту і місця , кутових швидкостей ' і ', яка відрізняється тим, що перед вимірювальним блоком додатково введена приймальнопередавальна апаратура. (19) (21) u201008085 (22) 29.06.2010 (24) 10.12.2010 (46) 10.12.2010, Бюл.№ 23, 2010 р. (72) КОЛОМІЙЦЕВ ОЛЕКСІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, АЛЬОШИН ГЕННАДІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, ВАСИЛЬЄВ ДМИТРО ГЕННАДІЙОВИЧ, ВОРОБЙОВ РУСЛАН ВОЛОДИМИРОВИЧ, ГРИБ ДМИТРО АНАТОЛІЙОВИЧ, ЗЛОТНІКОВ АНДРІЙ ЛЬВОВИЧ, КЛІВЕЦЬ СЕРГІЙ ІВАНОВИЧ, ПРИХОДЬКО ДМИТРО ПЕТРОВИЧ, ПРИХОДЬКО ВОЛОДИМИР МУСІЙОВИЧ, САЧУК ІГОР ІВАНОВИЧ 3 55461 Побудова ЛВС з додатковим скануванням пов'язана з використанням синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазера-передавача та МЧЧМВ [3]. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає в стійкому кутовому автосупроводженні ЛА, високоточному вимірюванні похилої дальності R, радіальної швидкості R', кутів азимуту і місця , кутових швидкостей ' і ' у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту та в разі необхідності, сканування сумарною ДС лазерного випромінювання у заданій зоні із заданим законом сканування для виявлення ЛА. На фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованої лазерної вимірювальної системи. На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною ДС у невеликому куті і окремо 4-мя діаграмами спрямованості в ортогональних площинах. На фіг. 3 приведено зустрічне сканування пар парціальних ДС у кожній із двох ортогональних площин. Запропонована лазерна вимірювальна система з додатковим скануванням містить приймально-передавальну апаратуру, вимірювальний блок, який складається з пристрою формування каналів, пристрою формування сигналів, пристроїв формування сигналів похибки, виконуючих механізмів по кутах азимуту і місця та вимірювальні канали похилої дальності R, радіальної швидкості R', кутів азимуту і місця , кутових швидкостей ' і '. Робота лазерної вимірювальної системи з додатковим скануванням полягає в наступному. У ПРМ-ПРД А із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання YAG:Nd 3+ - лазера (або лазера з більш кращими характеристиками) за допомогою селектора подовжніх мод виділяються необхідні пари частот для створення РСН на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки 4-х парціальних діаграм спрямованості, які частково перетинаються за умови використання різницевих частот міжмодових біт (фіг. 2-3): 54= 5- 4 = м, 97 = 97= 2 м, = = 3 , = 63 6 3 м 82 8 2 = 6 м. Сигнал частот міжмодових біт м, 2 м, 3 м та 6 м надходить на блок дефлекторів (БД), що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС лазерного випромінювання попарно зустрічно сканують БД у кожній із двох ортогональних площин (фіг. 2). Проходячи через передаючу оптику, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот: 5, 4 = м, 9, 7 = 2 м, 6, 3= 3 м та 8, 2 = 6 м фокусується в скануєми точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС у кожній із двох ортогональних площин У. і або X і 4 Зустрічне сканування пар парціальних ДС у кожній із двох ортогональних площин (фіг. 2-3) приводить до зрушення огинаючих періодів пачок імпульсів частот міжмодових біт за один повний прохід ДС у прямому і зворотному напрямку сканування (похибки по кутах), а також до зміни тривалостей огинаючих пачок імпульсів частот міжмодових біт за неповний прохід ДС у прямому або зворотному напрямку сканування відбитого сигналу від ЛА (похибки по кутових швидкостях), який приймається ПРМ-ПРД А. ПФК розподіляє сигнали похибок по вимірювальних каналах. Зустрічне сканування пар парціальних ДС лазерного випромінювання у кожній із двох ортогональних площин (фіг. 3) дозволяє вимірювати як похилу дальність до ЛА по запізнюванню частот міжмодових біт каналом R, так і його радіальну швидкість допплерівським методом каналом R', оскільки найкращий режим сканування - при напівперекритті ДС (фіг. 2). У ПФС сигнали, які отримані від зустрічного сканування пар парціальних ДС лазерного випромінювання у кожній із двох ортогональних площин, перетворюються завдяки зрушенням огинаючих періодів пачок імпульсів частот міжмодових біт у сигнали кутів азимуту а і місця р та, завдяки зрушенням напівперіодів (тривалостей) огинаючих пачок імпульсів частот міжмодових біт за один прохід ДС лазерного випромінювання в одному напрямку сканування (прямому або зворотному), у сигнали кутової (тангенціальної) складової швидкості ЛА у каналі кутових швидкостей. За зрушеннями огинаючих періодів пачок імпульсів частот міжмодових біт у пристроях формування сигналів похибки (ПФСП - по кутах азимуту і місця ), формуються сигнали похибки по кутових координатах, що корегуються прогнозованими динамічними похибками, які через виконавчі механізми (ВМ - по кутах азимуту і місця ) розвертають ПРМ-ПРД А таким чином, щоб РСН постійно проходив через ЛА. В разі необхідності виявлення ЛА у заданої точки простору, складений із частот міжмодових біт груповий сигнал сканується у вигляді сумарної ДС лазерного випромінювання за допомогою модифікованого блока дефлекторів, де кут та напрямок відхилення сумарної ДС задається блоком керування дефлекторів ПРМ-ПРД А (фіг. 2). Формування ДС лазерного випромінювання, створення РСН пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що пред'являються до спектру випромінювання одномодового багаточастотного лазерапередавача ЛВС, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових біт. Джерела інформації 1. Рондин Ю.П., Коломийцев А.В. Система автоматического сопровождения объекта по направлению на многомодовых лазерах. //Информационные системы. Вып. - 1(5). - X.: НАНУ, ПАНИ, ХВУ. - 1997. -С. 35-39. 2. Патент України на корисну модель № 23214, Україна, МПК GO I S 17/42, G01 S 17/66. Лазерна інформаційно-вимірювальна система. /O.B. Коло 5 55461 мійцев - №u200700043; Заяв. 02.01.2007; опубл. 10.05.2007; Бюл. № 6 - 6 с. 3. Деклараційний патент України на винахід №6 5 099А, Україна, МПК G01 S 17/42, G01 S Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 17/66. Модернізований частотно-часовий метод вимірювання параметрів руху літальних апаратів. /О.В. Коломійцев -№ 2003054908; Заяв. 15.03.2004; Опубл. 15.03.2004; Бюл. №3 - 4 с. Підписне Тираж 26 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