Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для лвс

Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод (СПМ), передавальну оптику, приймальну 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, м оп - введення опорних сигналів з Запропонована корисна модель відноситься до галузі електрозв'язку і може бути використана для побудови передавальної частки лазерної вимірювальної системи (ЛВС) з модернізованим частотно-часовим методом вимірювання (МЧЧМВ). Відома «Система автоматичного супроводження літального апарату (ЛА) за напрямком (АСН) на багатомодових лазерах» [1], яка містить послідовно з'єднанні лазер з блоком лазерної накачки (Лн), селектор подовжніх мод (СПМ), передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектор (ФТД), резонансні підсилювачі (РП), схеми порівняння, пристрій сигналу похибки, виконавчі механізми (ВМ). Недоліками відомої системи є те, що вона не вимірює кутову швидкість ЛА, не використовує цю інформацію для оптимальної фільтрації слабих сигналів відбитих від ЛА з великої дальності, тобто для підвищення стійкості (астатизму) каналу АСН. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, обраним як прототип є «Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів на підставі модернізованого частотночасового методу вимірювання» [2], який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлек торами (БКД), лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, блок дефлекторів (БД), передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач (ШП), резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ), тригери („1"|„0"), схеми „і" («І»), резонансні лічильники (РЛч), схеми порівняння (СП), електронно-цифрові обчислювальні машини (ЕЦОМ) та блоки відображення інформації (БВІ), м оп - введення опорних сигналів з частотами ( м оп , 2 м оп, 3 міжмодових биттів , 6 м оп ) від передавальм оп міжмодових биттів м оп ) від передаваль м оп, 6 ного лазера. Недоліком каналу-прототипу є те, що він не здійснює сканування сумарною діаграмою спрямованості (ДС) за умови пошуку ЛА. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання кутових швидкостей ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового 47088 (11) UA м оп, 3 (19) частотами ( м оп , 2 (13) U ного лазера, який відрізняється тим, що після СПМ додатково введено модифікований блок дефлекторів. 3 47088 моменту його польоту, та в разі необхідності пошуку ЛА - сканування сумарною ДС у заданій зоні. 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, передавальну оптику, приймальну 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, м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових ( м оп , 2 м оп, 3 м оп, 6 биттів ) від передавальм оп ного лазера, замість БД введено модифікований блок дефлекторів (МБД). Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС пов'язана з використанням МЧЧМВ [3] та синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазерапередавача. 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 пошуку ЛА - скануванні сумарною ДС у заданій зоні по заданому закону. На Фіг.1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей, де м оп , 2 м оп, 3 м оп, 6 м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів від лазера-передавача. На Фіг.2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною ДС у заданому куті і окремо 4-мя діаграмами спрямованості в ортогональних площинах. На Фіг.3 приведені епюри напруг з виходів блоків запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей. Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну 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, м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів ( м оп , 2 м оп, 3 м оп, 6 м оп ) від передавального лазера. Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полягає в наступному. 4 Із синхронізованого одномодового багаточас3+ тотного спектра випромінювання YAG:Nd - лазера (або лазера з найбільш кращими показниками) (Лн) за допомогою СПМ 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 54 5 4 м, 97 9 7 2 м, 63 6 Сигнал м ,2 м ,3 3 3 м, 82 8 2 6 м. частот міжмодових биттів м та 6 м надходить на модифі кований блок дефлекторів, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС попарно зустрічно сканують МБД у кожній із двох ортогональних площин (Фіг.1, 2). Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від керуючого елемента. Проходячи через передавальну оптику, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот: 2 м , 6, 3 3 м та 5, 4 м , 9, 7 8, 2 6 м фокусується в скануєми точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС у кожній із двох ортогональних площин і або і (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: м від , 2 м від, 3 м від, 6 м від . При цьому імпу льсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП1 і РП2 (РП м і РП2 м ) — формують сигнал кутової швидкості РП6 м , а РП3 і РП4 (РП3 ) - по кутової швидкості м і . Формування сигналу кутової швидкості , полягає в наступному (Фіг.1). Виділені імпульси ФІ 1 першої І лінії від опорної частоти м 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 м від , змінюється по закону руху ДС лазера та перетворюється у другої лінії II ФІ 2 у точках переходів півперіодів сканування в імпульси (один імпульс за півперіод сканування) і надходить на тригер «1», запускаючи 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 5 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 відбувається таким же чином, як і для кутової швидкості (Фіг.1). Отримання інформації про кутові швидкості і відбувається у відповідних ЕЦОМ, а відображення — у блоці відображення інформації. В разі необхідності виявлення ЛА під час його пошуку, груповий сигнал, який складений із частот міжмодових биттів, за допомогою МБД сканується сумарною ДС у заданій зоні із заданим законом сканування, де кут та напрямок відхилення ДС задається БКД (Фіг.1, 2). Випромінювання, яке знаходиться біля рівня втрат синхронізованого одномодового багаточас 47088 6 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 G01S11/04, G01S17/42. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів на основі модернізованого частотно-часового методу вимірювання. /Г. В. Альошин, О. В. Коломійцев, Д. П. Пашков. - № 2003032666; Заяв. 27.03.2003; Опубл. 15.01.2004; Бюл. № 1. - 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 А. Крижанівський 47088 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