Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та обробки зображення ла для лвс

Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та об 3 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, 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 передаючого лазера, замість СПМ введено модифікований СПМ (МСПМ) [3] та після ШП введено блок формування зображення (БФЗ). Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та обробки зображення ЛА 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 необхідності, формуванні і обробки зображення ЛА. 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; 1 - для визначення вимірювальної інформації; 2 - для визначення зображення ЛА. 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 приведено створення лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації. На фіг. 4 приведені епюри напруг з виходів блоків запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей. Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та обробки зображення ЛА для ЛВС містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передаючу оптику, приймаючу оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, блок формування зображення, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми „і", резонансні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину 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 передаючого лазера. Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та обробки зображення ЛА для ЛВС полягає в наступному. 51797 4 Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання YAG:Nd3+ - лазера (або лазера з найбільш кращими показниками) (Лн) за допомогою МСПМ 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- 3=3 м, 82= 8- 2=6 м. Також, за допомогою МСПМ та блоку формування зображення створюється лазерний сигнал із просторовою модуляцією поляризації шляхом розведення лазерного випромінювання (несучої частоти) на два променя з поворотом плоскості поляризації на кут 90° в одному з них (фіг. 3). При цьому випромінювання апертури першого і другого каналів в апертурної плоскості u0v рознесені на відстані . Різність ходу пучків до картинної плоскості ЛА Х0У змінюється вдовж осі Х від точки до точки. Обумовлена цім різність фаз між поляризованими компонентами, що ортогональні, поля у картинної плоскості також змінюється від точки до точки. В залежності від різності фаз у картинній плоскості змінюється вигляд поляризації сумарного поля сигналу, що зондує від лінійної через еліптичну і циркулюючу до лінійної, ортогональної к начальної і т.д. Період зміни вигляду поляризації визначається базою між випромінювачами та відстанню до картинної плоскості R. Розподіл інтенсивності в реєстрованому зображенні ЛА промодульовано по гармонійному закону з коефіцієнтом модуляції, дорівнює значенню ступеня поляризації випромінювання, що відбито, в даній ділянці поверхні ЛА. Сигнал 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 зустрічне 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 передаючу 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 скануєми точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС у кожній із двох ортогональних площин а і Р або Х і У, при цьому лазерний сигнал із просторовою модуляцією поляризації (на несучих частотах Vn1 та Vn2) - проходить вдовж РСН (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 імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП1 і РП2 (РП м і РП2 м) - формують сигнал кутової 5 швидкості ', а РП3 і РП 4 (РП3 м і РП6 м) - по кутової швидкості '. При відбитті лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації, що зондує, від поверхні ЛА змінюється амплітудні і фазові співвідношення між ортогонально поляризаційними компонентами, параметри їх поляризаційні і, відповідно, комплексні коефіцієнти когерентності відбитого поля. Просторовий розподіл поляризаційних характеристик такого відбитого сигналу по зміні контрасту модуляційної структури зображення несе також інформацію про типи матеріалів у складі поверхні ЛА, їх характеристики і тощо, яка відображається у ЕЦОМ. Тому у БФЗ здійснюється поляризаційна обробка поля, що приймається. 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», 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 покорочено 51797 6 го (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 ЕЦОМ, а відображення - у блоках відображення інформації. Випромінювання, яке знаходиться біля рівня втрат синхронізованого одномодового багаточастотного 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, МПК 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. Патент України на корисну модель № 43725, Україна, МПК Н04 Q 1/453. Модифікований селектор подовжніх мод. /О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Бєлімов та ін. - № и200903693; Заяв. 15.04.2009; Опубл. 25.08.2009; Бюл. № 16. - 6 с. 4. Деклараційний патент України на винахід №65099А, Україна, МПК G01S17/42, G01S17/66. 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 М. Мацело 51797 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