Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для лвс

Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛВС, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових бітів, формувачі імпульсів, тригери, схеми "і", резонансні лічильники, схеми порівняння, електронноцифрові обчислювальні машини та блоки відображення інформації, ∆vм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових бітів (∆vм оп, 2∆vм оп, 3∆vм оп, 6∆vм оп) від передавального лазера, який відрізняється тим, що після Лн додатково введено селектор подовжніх мод з дефлектором. (19) (21) u200906718 (22) 26.06.2009 (24) 10.11.2009 (46) 10.11.2009, Бюл.№ 21, 2009 р. (72) КОЛОМІЙЦЕВ ОЛЕКСІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, АЛЬОШИН ГЕННАДІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, БЄЛІМОВ ВОЛОДИМИР ВАСИЛЬОВИЧ, ВАСИЛЬЄВ ДМИТРО ГЕННАДІЙОВИЧ, КАДУБЕНКО СТАНІСЛАВ ВАЛЕНТІНОВИЧ, КАТУНІН АЛЬБЕРТ МИКОЛАЙОВИЧ, КЛІВЕЦЬ СЕРГІЙ ІВАНОВИЧ, РИСОВАНИЙ ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЙОВИЧ, СІДЧЕНКО СЕРГІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ХУДАРКОВСЬКИЙ КОСТЯНТИН ІГОРОВИЧ (73) ХАРКІВСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ ПОВІТРЯНИХ СИЛ ІМЕНІ ІВАНА КОЖЕДУБА 3 резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми „і", резонансні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрові обчислювальні машини та блоки відображення інформації, ∆νм оп введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (∆νм оп, 2∆νм оп, 3∆νм оп, 6∆νм оп) від передаючого лазера, замість СПМ введено СПМ з дефлектором (СПМД) [3]. Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛВС пов'язана з використанням МЧЧМВ [4] та синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазера-передавача. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у високоточному вимірюванні кутових швидкостей ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, та в разі маневру ЛА - довертання сумарною ДС у невеликому куті в точку маневру. На Фіг.1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де ∆νм оп, 2∆νм оп, 3∆νм oп, 6∆νм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів від лазера-передавача. 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 вимірювання кутових швидкостей. Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛВС містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з дефлектором, блок дефлекторів, передаючу оптику, приймаючу оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми „і", резонансні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрові обчислювальні машини та блоки відображення інформації, ∆νм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (∆νм оп, 2∆νм оп, 3∆νм оп, 6∆νм оп) від передаючого лазера. Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛВС полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання YAG:Nd3+ - лазера (або лазера з найбільш кращими показниками) (Лн) за допомогою СПМД виділяються необхідні пари частот для створення рівносигнального напрямку на основі формування сумарної ДС, завдяки частково перетинаючихся 4-х парціальних діаграм спрямованості, за умови використання різницевих частот міжмодових биттів ∆ν54=ν5-ν4=∆νм, ∆ν97=ν9-ν7=2∆νм, ∆ν63=ν6-ν3=3∆νм, ∆ν82=ν8-ν2=6∆νм. Сигнал частот міжмодових биттів ∆νм, 2∆νм, 3∆νм та 6∆νм надходить на блок дефлекторів, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС попарно зустрічно сканують БД у 45542 4 кожній із двох ортогональних площин (Фіг.1, 2). Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від керуючого елемента. Проходячи через передаючу оптику, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот: ν5,ν4=∆νм, ν9,ν7=2∆νм, ν6,ν3=3∆νм та ν8,ν2=6∆νм фокусується в скануємі точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС у кожній із двох ортогональних площин α і β або X і У (Фіг.2). Прийняті приймальною оптикою від ЛА відбиті в процесі сканування чотирьох ДС, лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС за допомогою фотодетектора перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені широкосмуговим підсилювачем, вони розподіляються по резонансних підсилювачах, які настроєні на відповідні частоти: ∆νм від, 2∆νм від, 3∆νм від, 6∆νм від. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП1 і РП2 (PП∆νм і PП2∆νм) - формують сигнал кутової швидкості α', а РП3 і РП4 (РП3∆vм і РП6∆vм) - по кутової швидкості β'. Формування сигналу кутової швидкості α', полягає в наступному. Виділені імпульси ФІ 1 першої І лінії від опорної частоти ∆vм оп, надходять на реверсивний лічильник (РЛч 1). У цей же час відбитий від ЛА оптичний сигнал частоти міжмодових биттів, який перетворюється ФТД у радіочастоту міжмодових биттів ∆vм від, змінюється по закону руху ДС лазера, перетворюється у другої лінії II ФІ 2 у точках переходів півперіодів сканування в імпульси (один імпульс за півперіод сканування) та надходить на тригер «1», запуская його першим імпульсом. Від тригера надходить першим імпульс, який відкриває РЛч для рахування імпульсів від ФІ 1 і схему «І» для перезапису на схему порівняння. Другий імпульс, який надходить від тригера на реверсивний вхід того ж РЛч здійснює зворотній рахунок надходячих через його імпульсів. Третій і т.д. імпульси, які надходять на тригер роблять дії таким же чином, як і перший. Другий імпульс не надходить на схему «І», а третій імпульс надходить, як і перший на ФІ 3, на 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 - поскорочується. Формування сигналу кутової швидкості β', відбувається таким же чином, як і для кутової швидкості α'. Отримання інформації о кутових швидкостей α' і β' відбувається в ЕЦОМ, а відображення у БВІ. В разі необхідності виявлення ЛА під час його маневру груповий сигнал, який складений із частот міжмодових биттів, довертається сумарної ДС у задану точку простору, де невеликий кут та напрямок відхилення сумарної ДС задається БКД (Фіг.1, 2). Випромінювання, яке знаходиться біля рівня втрат синхронізованого одномодового багаточас 5 тотного спектру лазера-передавача та є невелике за потужністю - не використовується. 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. Деклараційний патент на винахід 63285 А, Україна, 7МПК G01S 11/04, G01S 17/42. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів на основі модернізованого частотночасового методу вимірювання. / Г.В. Альошин, О.В. Коломійцев, Д.П. Пашков. - №2003032666; 45542 6 Заяв. 27.03.2003; Опубл. 15.01.2004; Бюл. №1. - 8 с. 3. Деклараційний патент на корисну модель, №14480, Україна, Н04Q 1/30. Селектор подовжніх мод з дефлектором. / О.В. Коломійцев, С.П. Коваленко, І.Л. Костенко та ін. - №u200511218; Заяв. 28.11.2005; опубл. 15.05.2006; Бюл. №5 - 6 с. 4. 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 А. Крулевський 45542 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