Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковими можливостями

Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковими можливостями, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод (СПМ), передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми "і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину та Dnм оп Запропонована корисна модель відноситься до галузі електрозв'язку і може бути використана для синтезу лазерної інформаційно-вимірювальної системи (ЛІВС) з модернізованим частотночасовим методом вимірювання (МЧЧМВ). Відомий «Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів на підставі модернізованого частотно-часового методу вимірювання» [1], який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод (СПМ), блок дефлекторів (БД), передаючу оптику (ПРДО), приймаючу оптику (ПРМО), фотодетектор (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ), тригери „1"|„0", схеми „і" («І»), резонансні лічильники (РЛч), схеми порівняння (СП), електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ) та блоки відображення інформації (БВІ), Dnм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Dnм оп, 2Dnм оп, 3Dnм оп, 6Dnм оп) від передаючого лазера. Недоліком відомого каналу є відсутність можливості здійснювання інформаційного взаємозв'язку з ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, обраним як прототип є «Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для лазерної інформаційно-вимірювальної системи» [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 (ІБ), резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери „1"|„0", схеми „і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину та Dnм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Dnм оп, 2Dnм оп, 3Dnм оп, 6Dnм оп) від лазера, що передає. Недоліком каналу-прототипу є те, що він не здійснює додаткового сканування сумарною діаграмою спрямованості (ДС). введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів ( Dnм оп , 2Dnм оп, 3Dnм оп, 6Dnм оп ) від (19) UA (11) 44334 (13) U лазера, що передає, який відрізняється тим, що після СПМ додатково введено модифікований блок дефлекторів. 3 В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковими можливостями, який дозволить здійснювати виявлення та високоточне вимірювання кутових швидкостей (прискорення a¢ і b¢) ЛА при одночасному інформаційному взаємозв'язку з ним на частоті міжмодових биттів. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у 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, тригери „1"|„0", схеми „і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронноцифрову обчислювальну машину та Dnм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Dnм оп, 2Dnм оп, 3Dnм оп, 6Dnм оп) від лазера, що передає, замість БД введено модифікований блок дефлекторів (МБД). Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів 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 виявленні і високоточному вимірюванні кутової швидкості (прискорення a¢ і b¢) ЛА у широкому діапазоні дальностей починаючи з початкового моменту його польоту та здійсненні інформаційного взаємозв'язку з ним на частоті міжмодових биттів. На Фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу. 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 приведені епюри напруг з виходів блоків пропонуємого каналу. Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковими можливостями містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, модифікований блок дефлекторів, передаючу оптику, приймаючу оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери „1"|„0", схеми „і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину та Dnм оп введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Dnм оп, 2Dnм оп, 3Dnм оп, 6Dnм оп) від лазера, що передає. Робота запропонованого каналу полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання YAG:Nd3+ - лазера (або лазера з більш кращими характеристиками) (Лн) за допомогою СПМ виділяються необхідні пари частот для створення: 44334 4 - інформаційного зв'язку, за умовою використання сигналу комбінації подовжніх мод на різницевій частоті міжмодових биттів Dn101=Dn10-Dn1=9DnМ; - рівносигнального напрямку на основі формування сумарної ДС, завдяки 4-х парціальних діаграм спрямованості, які частково перетинаються за умови використання різницевих частот міжмодових биттів Dn54=n5-n4=2DnМ, Dn97=n9-n7=2DnМ, Dn63=n6-n3=2DnМ, Dn82=n8-n2=6DnМ. Сигнал, який складений із частоти міжмодових биттів 9DnМ, минаючи МБД, надходить на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від ІБ та формує інформаційний сигнал, що передається для ЛА (взаємозв'язок) (Фіг. 1, 2). Водночас сигнал частот міжмодових биттів DnМ, 2DnМ, 3DnМ та 6DnМ надходить на МБД, який складається з 4-х дефлекторів. Парціальні ДС попарно зустрічно сканують МБД у кожній із двох ортогональних площин (Фіг. 1, 2). Період сканування задається блоком керування дефлекторів, який разом з Лн живиться від керуючого елемента. Проходячи через передаючу оптику, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот: n5, n4=Dnм, n9, n7=2Dnм, n6, n3=3Dnм та n8, n2=6Dnм фокусується в скануємі точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС у кожній із двох ортогональних площин a і b або X і У, при цьому n10, n1=9Dnм - проходить по вздовж РСН (Фіг. 2). Прийняті прийомною оптикою від ЛА інформаційні, та відбиті в процесі сканування чотирьох ДС лазерні імпульсні сигнали, огинаючи сигнали ДС за допомогою фотодетектора перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені широкосмуговим підсилювачем, вони розподіляються в інформаційний блок для обробки інформації (9Dnм), що приймається від ЛА та по резонансних підсилювачах, які настроєні на відповідні частоти: Dnм, 2Dnм, 3Dnм, 6Dnм. Одночасно імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП1 і РП2 (PПDnм і РП2Dnм) - формують сигнал прискорення a¢, а РП3 і РП 4 (РП3Dnм і РП6Dnм) - прискорення b¢. Формування сигналу прискорення a¢, полягає в наступному. Виділені імпульси ФІ 1 першої І лінії від опорної частоти Dnм оп надходять на реверсивний лічильник (РЛч 1) (Фіг. 3). У цей же час відбитий від ЛА оптичний сигнал частоти міжмодових биттів, який перетворюється ФТД у радіочастоту міжмодових биттів Dnм отр, змінюється по закону руху ДС лазера, перетворюється у другої лінії II ФІ 2 у крапках переходів півперіодів сканування в імпульси (один імпульс за півперіод сканування), надходить на тригер «1» та запускає його першим імпульсом. Перший імпульс, який надходить від тригера відкриває РЛч для рахування імпульсів від ФІ 1 і схему «І» для перезапису на схему порівняння. Другий імпульс від тригера надходить на реверсивний вхід того ж РЛч, який здійснює зворотній рахунок імпульсів, які надходять через нього. Третій і т.д. імпульси, надходять на тригер та діють за таким же чином, як і перший. Другий ім 5 пульс не надходить на схему «І», а третій імпульс надходить, як і перший, на ФІ 3, схему «І», пропускає різностне число на схему порівняння і т.д. Таким чином, в РЛч записується число імпульсів, порівняно різності подовженого та покороченого (руху ДС) півперіоду сканування. Півперіод сканування подовжується тоді, коли швидкість руху ЛА співпадає з швидкістю руху ДС, а коли не співпадає - покорочується (Фіг. 3). Формування сигналу прискорення b¢, відбувається таким чином, як і для прискорення a¢. Отримання інформації про кутові швидкості (прискорення a¢ і b¢) з її відображенням відбувається в ЕЦОМ. В разі необхідності виявлення ЛА у заданої точки простору складений із частот міжмодових биттів, груповий сигнал сканується у вигляді сумарної ДС за допомогою модифікованого блоку дефлекторів, де кут та напрямок відхилення сумарної ДС задається БКД (Фіг. 1, 2). Випромінювання, яке знаходиться біля рівня втрат синхронізованого одномодового багаточас 44334 6 тотного спектру лазера-передавача та є невелике за потужністю - не використовується. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент України на винахід №63285А, Україна, G01S17/42, G01S17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів на підставі модернізованого частотночасового методу вимірювання. /Г. В. Альошин, О. В. Коломійцев, Д. П. Пашков. - №2003032666; Заяв. 27.03.2003; Опубл. 15.01.2004; Бюл. № 1. - 8 с. 2. Патент України на винахід №25804, Україна, G01S17/42, G01S17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для лазерної інформаційно-вимірювальної системи. /О. В. Коломійцев, Г. В. Альошин, В. В. Баранник та ін. - № u200703227; Заяв. 26.03.2007; Опубл. 27.08.2007; Бюл. № 13. - 8 с. 3. 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. 29.05.2003; Опубл. 15.03.2004; Бюл. №3 - 8 с. 7 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 44334 8 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