Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів

Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну 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 генератор з частотою підставки  п , електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' літального апарату, який відрізняється тим, що після Лн додатково введено селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМБРК) та 6м 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), передавальну оптику (ПРДО), приймальну 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), опо п рний генератор (ОГ) з частотою підставки , електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ), блок відображення інформації (БВІ) та 6м - введення опорної частоти (6 м оп ) від передавального 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, передавальну оптику, приймальну 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 генератор з частотою  п підставки , електронно-цифрову обчислюва введення опорної частоти (6 м оп ) від передава льну машину, блок відображення вимірювальної (19) UA (11) 48399 (13) U льного лазера (Лн+СПМ БРК). 3 інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6м ( 6 м оп ) - введення опорної частоти від передавального лазера (Лн+СПМ). Недоліком каналу-прототипу є те, що він не здійснює інформаційного взаємозв'язку з ЛА на N частотах міжмодових биттів 9м Nмn . В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання радіальної швидкості ЛА у широкому діапазоні дальностей та багатоканальний (N) інформаційний взаємозв'язок з ним на частотах міжмодових биттів 9м Nмn . 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, 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  п , електронногенератор з частотою підставки цифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА, додатково замість СПМ введено СПМ з багаточастотним розділенням каналів (СМП 6м - введення опорної частоти БРК) [3] та ( 6 м оп ) від передавального лазера (Лн+ СПМ БРК). Побудова каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів пов'язана з використанням синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазера-передавача та МЧЧМВ [4]. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає в високоточному вимірюванні радіальної швидкості R' ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту та багатоканальному (N) інформаційному взаємозв'язку з ЛА на частотах міжмодових биттів (підвищення об'єму інформації, яка передається та приймається). На фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу: 1 - вимірювальний сигнал; 2 - інформаційний сигнал. На фіг. 2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу: І - структурна схема реалізації стежуючого принципу вимірювання; II - структурна схема вимірювання радіальної швидкості ЛА. На фіг. 3 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-мя діаграмами спрямованості (ДС) в ортогональних площинах. 48399 4 Запропонований канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну 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 генератор з  п , електронно-цифрову обчастотою підставки числювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА 6м - введення опорної частоти (6 м оп ) від та передавального лазера (Лн + СПМ БРК). Робота запропонованого каналу полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання YAG:Nd3+ лазера (або лазера з найбільш кращими характеристиками) (Лн) за допомогою СПМБРК виділяються необхідні пари частот для створення: - багатоканального (N) інформаційного зв'язку, за умовою використання сигналів комбінацій подовжніх мод (на різницевій частоті міжмодових 101  10 1  9м,Nмn ); биттів - рівносигнального напрямку на основі формування сумарної ДС, завдяки частково перетинаючихся 4-х парціальних діаграм спрямованості, за умовою використання різницевих частот міжмодових биттів 54  5 4  м, 97  9 7  2м, 63  6 3  3м, 82  8 2  6м . Груповий лазерний сигнал, який складений із Nмn , минаючи БД, частот міжмодових биттів потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від ІБ та формує багатоканальний (N) інформаційний сигнал, що передається ЛА (створення взаємозв'язку) (фіг. 1, 2). Водночас імпульсний лазерний сигнал (вимірювальний) частот міжмодових биттів м, 2м, 3м, та 6м надходить на блок дефлекторів, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС попарно зустрічно сканують БД 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: 5,4  м,9,7  2м, 6,3  3м та 8,2  6м фокусується в скануємі точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС у кожній із двох ортогональних площин  і  або X і У, при цьому груповий (інформаційний) 9м Nмn лазерний сигнал частот - проходить вдовж РСН (фіг. 3). Прийняті ПРМО від ЛА відбиті в процесі скану 5 вання чотирьох ДС, лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжродових биттів. Підсилені ШП, вони розподіляються в ІБ для обробки інформації (9 м від  N мn ) , яка приймається від ЛА та по РП, що настроєні на відповідні частоти:  м від, 2 м від, 3 м від, 6 м від для виділення вимірювальної інформації про R' ЛА. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з 6м ) - формує сигнал R', а РП1 РП 4 (РП    (PП м ), РП2 (РП2 м ) і РП3 (РП3 м ) - формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛІВС. Принцип вимірювання радіальної швидкості ЛА для ЛІВС полягає в наступному (фіг. 1, 2). На перший змішувач (ЗМ1) від РП 4 (PП6 м ) пода6 м від ється сигнал із частотою , який змішується через зворотній зв'язок зі сумішшю частот 6 м від   м п , від КГ та фільтрується. У ФАПЧ на частоті міжмодових биттів цей сигнал змішується з  частотою п від ОГ. Отриманий сигнал з частотою  г з виходу А керуючого генератора подається на вхід другого змішувача (ЗМ2), де змішується з 6м . опорною частотою Сигнал різницевої частоти 6 м від   м   м п , отриманий з виходу Ф2, через ФІ, надходить на схему «І». На лічильник проходить пачка імпульсів, обумовлена мірним інтервалом від ФМІ. Виділене дешифратором кількість рахункових імпульсів пропорційне частоті  м допл , перетворюються в ЕЦОМ у цифроаналоговий сигнал, що у цифровому вигляді відображає   48399 6 радіальну швидкість ЛА на цифровому табло блоку відображення інформації. Випромінювання, яке знаходиться біля рівня втрат синхронізованого одномодового багаточастотного спектру лазера-передавача та є невеликим за потужністю - не використовується. Кількість інформаційних каналів (N) залежить від кількості  комбінацій парних мод (несучих частот n ), які мають необхідні вихідні характеристики для використання. 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. 8с 2. Патент на корисну модель, №25800, Україна, 6 MПK 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. Патент України на корисну модель, № 35477, Україна, Н04 Q 1/453. Селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів. /О. В. Коломійцев, Г. В. Альошин, В. В. Баранник та ін. № u200803492; Заяв. 18.03.2008; опубл. 25.09.2008; Бюл. № 18 - 6 с 4. 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 48399 8 Підписне Тираж 26 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