Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з додатковими можливостями

Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з додатковими можливостями, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), селектор 2 ( 6 Dnм оп ) - введення опорної частоти від передаючого лазера (Лн+СПМ). Недоліком відомого каналу є відсутність можливості здійснювання інформаційного взаємозв'язку з ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, обраним як прототип є «Канал вимірювання радіальної швидкості 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, схему „і", лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою Dnп підставки , електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної UA (11) 44335 6Dnм (19) 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 радіальної швидкості 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), схему „і" («І»), лічильник (Лч), змішувачі (ЗМ), фільтр (Ф), формувач мірних імпульсів (ФМІ), дешифратор (ДШ), фазову автопідстройку частоти (ФАПЧ) на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор (КГ), опоDnп рний генератор (ОГ) з частотою підставки , електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ), блок відображення інформації (БВІ) та 3 6Dnм інформації про радіальну швидкість R' ЛА та ( 6 Dnм оп ) - введення опорної частоти від передаючого лазера (Лн+СПМ). Недоліком каналу-прототипу є те, що він не здійснює додаткового сканування сумарною діаграмою спрямованості (ДС). В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з додатковими можливостями, який дозволить здійснювати виявлення та високоточне вимірювання радіальної швидкості ЛА при одночасному інформаційному взаємозв'язку з ним на 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 Dnп генератор з частотою підставки , електронноцифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну 6Dnм швидкість R' ЛА і - введення опорної частоти ( 6 Dnм оп ) від передаючого лазера (Лн+СПМ), замість БД введено модифікований блок дефлекторів (МБД). Побудова каналу вимірювання радіальної швидкості R' літальних апаратів з додатковими можливостями пов'язана з використанням синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазера-передавача та МЧЧМВ [3], який дозволяє завдяки зустрічному скануванню пар парціальних ДС у кожній із двох ортогональних площин вимірювати з високою точністю радіальну швидкість ЛА допплерівським методом та завдяки скануванню сумарною ДС здійснювати виявлення ЛА. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає в виявленні і високоточному вимірюванні радіальної швидкості R' ЛА у широкому діапазоні дальностей починаючи з початкового моменту його польоту та здійсненні стійкого інформаційного взаємозв'язку з ЛА на частоті міжмодових биттів. На Фіг. 1 приведено бік, що передає 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. На Фіг. 3 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною ДС у невеликому куті і окремо 4-мя діаграмами спря 44335 4 мованості в ортогональних площинах. Запропонований канал вимірювання радіальної швидкості 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, схему „і", лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний Dnп генератор з частотою підставки , електронноцифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну 6Dnм швидкість R' ЛА і - введення опорної частоти ( 6 Dnм оп ) від передаючого лазера (Лн+СПМ). 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: - інформаційного зв'язку, за умовою використання сигналу комбінації подовжніх мод на різницевій частоті міжмодових биттів Dn101 n10 - n1 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 = n 5 - n 4 = Dnм , Dn 97 = n 9 - n 7 = 2Dnм , Dn 63 = n 6 - n 3 = 3Dnм , Dn82 = n8 - n 2 = 6Dnм . Сигнал, що складений із частоти міжмодових 9Dnм биттів , минаючи МБД, надходить 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 Dnм , 2 Dnм , 3 Dnм 6Dnм міжмодових биттів та надходить на МБД, який складений з 4-х дефлекторів. Парціальні ДС попарно зустрічно сканують МБД у кожній із двох ортогональних площин. Період сканування задається БКД, який разом з Лн живлеться від КЕ. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот: n5 , n 4 = Dnм , n9 , n7 = 2Dnм , n6 , n3 = 3Dnм , n9 , n 2 = 6Dnм - фокусується в скануємі точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС у кожній із двох ортогональних площин a і b n , n = 9Dnм або X і У, при цьому 10 1 - проходять вдовж РСН. Прийняті прийомною оптикою від ЛА інформаційний та відбиті в процесі сканування чотирьох ДС лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС за допомогою фотодетектора пере 5 творюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП, вони розподіляються в ІБ для обробки інфор(9Dnм ) мації , що приймається від ЛА та по РП, які настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів: Dn м , 2 Dn м , 3 Dn м , 6 Dn м для виділення вимірювальної інформації про радіальну швидкість ЛА. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надхоDn дять з РП 4 (РП6 м ) - формує сигнал радіальної Dn Dn швидкості, а РП1 (РП м ), РП2 (PП2 м ) і РП3 Dn (PII3 м ) - формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛІВС. Принцип вимірювання R' ЛА полягає в наступному (Фіг. 1-3). Dn На перший змішувач (ЗМ1) від РП 4 (PП6 м ) 6 Dnм від подається сигнал із частотою , який через зворотній зв'язок змішується зі сумішшю частот 6 Dnм від + nм п від керуючого генератора та фільтрується. У фазовій автопідстройки частоти на частоті міжмодових биттів цей сигнал змішується з n частотою п від опорного генератору. Отриманий Dn г сигнал з частотою з виходу А керуючого генератора подається на вхід другого змішувача (ЗМ2), 6 Dn м де змішується з опорною частотою . Сигнал 6 Dnм від - ( Dnм - nм п ) різницевої частоти , отриманий з виходу Ф2, через формувач імпульсів, надходить на схему «І». На лічильник проходить пачка імпульсів, яка обумовлена мірним інтервалом від ФМІ. Виділена дешифратором кількість рахунко 44335 6 n вих імпульсів, яка пропорційна частоті м допл , перетворюється в ЕЦОМ у цифроаналоговий сигнал, що у цифровому вигляді відображає радіальну швидкість ЛА на цифровому табло блоку відображення інформації. 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. 1-3). Випромінювання, яке знаходиться біля рівня втрат синхронізованого одномодового багаточастотного спектру лазера-передавача та є невеликим за потужністю - не використовується. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент України на винахід №64961 А, Україна, 6 МПК G01 S 17/42, G01 S 17/66. 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. - 8 с. 2. Патент на корисну модель, №25800, Україна, 6 МПК G01 S 17/42, G01 S 17/66. 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. №13-8 с. 3. Деклараційний патент України на винахід №65099А, Україна, G01 S 17/42, G01 S 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 - 8 с. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 44335 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