Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковими можливостями

Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковими можливостями, 3 В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковими можливостями, який дозволить здійснювати виявлення та високоточне вимірювання похилої дальності при одночасному інформаційному взаємозв'язку з ЛА 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, призми для частоти міжмодових биттів ∆vм, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів ∆vм і 2∆vм, передаючу оптику, приймаючу оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер „1”|„0", схему „і", лічильники, фільтр із заданою смугою пропущення, детектор, диференціюєму оптику, підсилювач, фільтр, диференціюємі ланцюжки, випрямлячі, електронно-цифрову обчислювальну машину та блок відображення вимірювальної інформації про похилу дальність R до ЛА, замість БД введено модифікований блок дефлекторів (МБД). Побудова каналу вимірювання похилої дальності R пов'язана з використанням синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазера-передавача та МЧЧМВ [3], який дозволяє завдяки зустрічному скануванню пар парціальних діаграм спрямованості (ДС) у кожній із двох ортогональних площин вимірювати з високою точністю похилу дальність до ЛА по запізнюванню частот міжмодових биттів та скануванню сумарною ДС виявляти необхідні ЛА. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у виявленні і високоточному вимірюванні похилої дальності ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту та здійсненні стійкого інформаційного взаємозв'язку з ним на частоті міжмодових биттів. На фіг. 1 приведено бік, який передає узагальненої структурної схеми запропонованого каналу. На фіг. 2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу. На фіг. 3 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною ДС у невеликому куті і окремо 4-ма діаграмами спрямованості в ортогональних площинах. На фіг. 4 приведені епюри напруг з виходів блоків вимірювання похилої дальності до ЛА, де: а) від блоку опорного сигналу; б) від блоку відбитого сигналу. Запропонований канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковими можливостями містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів ∆vм, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів ∆vм і 2∆vм, передаючу оптику, приймаючу оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач 44838 4 імпульсів, тригер „1"|„0", схему „і", лічильники, фільтр із заданою смугою пропущення, детектор, диференціюєму оптику, підсилювач, фільтр, диференціюємі ланцюжки, випрямлячі, електронноцифрову обчислювальну машину та блок відображення вимірювальної інформації про похилу дальність R до ЛА. Робота запропонованого каналу полягає у 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 ∆v101=v10-v1=9∆vм; - рівносигнального напрямку на основі формування сумарної ДС, завдяки 4-х парціальних діаграм спрямованості, які частково перетинаються за умови використання різницевих частот міжмодових биттів ∆v54=v5-v4=∆vм, ∆v97=v9-v7=2∆vм, ∆v63=v6-v3=3∆vм, ∆v82=v8-v2=6∆vм. Сигнал, що складений із частоти міжмодових биттів 9∆vм, 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 ∆vм, 2∆vм, 3∆vм та 6∆vм надходить на МБД, який складається з 4-х дефлекторів. Парціальні ДС попарно зустрічно сканують МБД у кожній із двох ортогональних площин. Період сканування задається БКД, який разом з Лн живиться від КЕ. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот: v5,v4=∆vм, v9,v7=2∆vм, v6,v3=3∆vм та v8,v2=6∆vм фокусується в скануєми точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС у кожній із двох ортогональних площин α і β або X і У, при цьому v10,v1=9∆vм - проходить по вздовж РСН. Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності до ЛА для ЛІВС, що синтезується, полягає в наступному (фіг. 2, 3). На боці, який передає. Виділена багатоканальним селектором подовжніх мод із спектру випромінювання лазера перша пара частот v54, розщеплюється під дією розщепітеля (призми) на два оптичні сигнали: 1) основний - сканований дефлектором під певним кутом (з часом Тпр, що задається від БКД), який проходить через ключ (К) (для виділення "бланкуючого" імпульсу (бланк - нуль)) і розщепітель, де відбувається виділення додаткового сигналу (2) - поступає на ПРДО і далі на ЛА; 2) додатковий (1) - перетворюваний ФТД в електричний імпульсний сигнал різницевої частоти міжмодового биття ∆vм - поступає на формувач імпульсів ФП, де відбувається виділення «пачок» імпульсів, що приймаються схемою «І». 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 5 різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП, вони розподіляються в ІБ (9∆vм) для обробки інформації, яка приймається від ЛА та по РП, настроєних на відповідні частоти міжмодових биттів: ∆vм, 2∆vм, 3∆vм, 6∆vм для виділення вимірювальної інформації про похилу дальність до ЛА. При цьому, отриманий від ФТД, перетворений додатковий оптичний сигнал частоти v5,4 з «бланкуючими» імпульсами в сигнал ∆vм, - здобуває чіткі границі «бланкуючого» імпульсу, проходячи ДО, підсилюється. Фільтр зі смугою пропущення П=1/τі (де τі - тривалість імпульсу) виділяє з загального сигналу «бланкуючі» імпульси - в імпульси сигнали, що, проходячи ДЛ і Вип - (ФІ=ДЛ+Вип), виділяються у вигляді одного короткого імпульсу за початок «бланкуючого» імпульсу та надходять на тригер з індексом «1», включаючи його. На боці, який приймає. Відбитий від ЛА основний сигнал частот v5,4, у сумі з груповим, минаючи ПРМО, перетворюється ФТД в електричний імпульсний сигнал ∆vм, підсилюється ШП, виділяється в РП, як сигнал міжмодової частоти ∆vм і, проходячи через Дет, перетворюється точно також, як і додатковий електричний сигнал (2) частоти ∆vм та надходить тільки на тригер з індексом «0», «перекидаючи» його. Сигнал, що надходить з тригера на схему «І», здійснює періодичне «відкриття» і «закриття» проходу для «пачок» імпульсів з ФП, що підраховуються Лч і відпрацьовуються у вигляді числа, котре відповідає R, через ЕЦОМ на БВІ. Таким чином відбувається вимір похилої дальності до ЛА на грубій шкалі. Перехід на точну шкалу (генерація пікосекундних імпульсів) здійснюється одразу після припинення включення ключа (для формування «бланкуючого» імпульсу). Так як канал вимірювання похилої дальності до ЛА пропонується ввести до складу структури синтезуємої ШВС з МЧЧМВ, то вмикання та вимикання ключа (К) відбувається одночасно для 2-ох пар частот v5,4 і v9,7. Апаратурні помилки виміру похилої дальності до ЛА в запропонованому каналі 44838 6 - це помилки визначення початку і кінця відліку часового інтервалу, помилки за рахунок дискретності і нестабільності частоти проходження тактових (рахункових) імпульсів. Точність оцінки інтервалу визначається крутістю огинаючої при заданому граничному значенні напруги Uп. Це значить, що точність залежить від форми скануючої ДС і відношення сигнал/шум. 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 багаточастотного спектру лазера-передавача та є невелике за потужністю - не використовується. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент України на винахід № 64961 А, Україна, 6 МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання похилої дальності літальних апаратів на підставі модернізованого частотночасового методу вимірювання. / Г.В. Альошин, О.В. Коломійцев, Д.П. Пашков - № 2003032665; Заяв. 27.03.2003; Опубл. 15.03.2004; Бюл. № 3. - 8 с. 2. Патент на корисну модель, № 25803, Україна, 6 МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для лазерної інформаційно-вимірювальної системи. / О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Баранник та ін. - № u200703185; Заяв. 26.03.2007; опубл. 27.08.2007; Бюл. № 13 - 8 с. 3. Деклараційний патент України на винахід № 65099А, Україна, G01S 17/42, G01S 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 І.Скворцова 44838 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