Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ла

Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням U 2 (19) 1 3 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 Δνп, електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' літального апарату та 6Δνм - введення опорної частоти (6Δνм оп) від передавального лазера (Лн+СПМБРК). Недоліком каналу-прототипу є те, що він не може розпізнавати ЛА. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання радіальної швидкості ЛА у широкому діапазоні дальностей, багатоканальний (N) інформаційний взаємозв'язок з ним на частотах міжмодових биттів 9Δνм...NΔνмn та, в разі необхідності, його розпізнавання. 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 з багаточастотним розділенням каналів, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодете-ктор, 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 Δνп, електронноцифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6Δνм - введення опорної частоти (6Avм оп) від передавального лазера (Лн+СПМБРК), додатково після ШП замість ІБ введено багатофункціональний ІБ (БІБ) із б - введенням сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА, що виміряна, для інформаційного взаємозв'язку з ЛА та його розпізнавання. Побудова каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА пов'язана з використанням синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазера-передавача та МЧЧМВ [3]. 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, багатоканальному (N) інформаційному взаємозв'язку з ЛА на частотах міжмодових биттів та, в разі необхідності, його розпізнавання. На Фіг.1 приведено передаючий бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: 1 - вимірювальний сигнал; 2 - інформаційний сиг 55503 4 нал, б - введення сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарату, що виміряна. На Фіг.2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: І - структурна схема реалізації стажуючого принципу вимірювання; II - структурна схема вимірювання радіальної швидкості ЛА. На Фіг.3 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-мя діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. Запропонований канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА 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, багатофункціональний інформаційний блок із б - введенням сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА, що виміряна, для інформаційного взаємозв'язку з ЛА та його розпізнавання, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему "і", лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автошдстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δνп, електронноцифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6Δνм - введення опорної частоти (6Δνм оп) від передавального лазера (Лн+СПМБРК). Робота запропонованого каналу полягає в наступному (Фіг.1-3). 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 биттів Δν101=ν10-ν1=9Δνмn); - рівносигнального напрямку на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки частково перетинаючихся 4-х парціальних діаграм спрямованості, за умовою використання різницевих частот міжмодових биттів Δv54=v5-v4=Δvм, Δv97=v9-v7=2Δvм, Δv63=v6-v3=3Δvм, Δv82=v8-v2=6Δvм. Груповий лазерний сигнал, який складений із частот міжмодових биттів N Δνмn, минаючи БД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від БІБ та формує багатоканальний (N) інформаційний сигнал, що передається ЛА (створення взаємозв'язку) (Фіг.1-3). Водночас імпульсний лазерний сигнал (вимірювальний) частот міжмодових биттів Δνм, 2Δνм, 3Δνм та 6Δνм надходить на БД, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС лазерного випромінювання попарно зустрічно сканують БД у кожній із двох ортогональних площин 5 (Фіг.1-3). Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від керуючого елемента. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот: ν5,ν4=Δνм, ν9,ν7=2Δνм, ν6,ν3=3Δνм та ν8,ν2=6Δνм фокусується в скануємі точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС лазерного випромінювання у кожній із двох ортогональних площин і або X і У, при цьому груповий (інформаційний) лазерний сигнал частот 9Δνм...NΔνмn - проходить вдовж РСН (Фіг.3). Прийняті ПРМО від ЛА відбиті в процесі сканування чотирьох ДС лазерного випромінювання, лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП, вони розподіляються: - в багатофункціональний інформаційний блок для обробки інформації, яка приймається від ЛА та розпізнавання ЛА; - по резонансних підсилювачах, що настроєні на відповідні частоти: Δνм від, 2Δνм від, 3Δνм від, 6Δνм від. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП4 (РП6Δνм) - формують сигнал для визначення радіальної швидкості R' ЛА, а РП1 (PПΔνм), РП2 (PП2Δνм) і РП3 (РП3Δνм) - формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛІВС. Принцип вимірювання радіальної швидкості R' ЛА полягає в наступному (Фіг.1, 2). На перший змішувач (ЗМ1) від РП4 (РП6Δνм) подається сигнал із частотою 6Δνм від, який змішується через зворотній зв'язок зі сумішшю частот 6Δνм від+νм п, від КГ та фільтрується. У ФАПЧ на частоті міжмодових биттів цей сигнал змішується з частотою νп від ОГ. Отриманий сигнал з частотою Δνг з виходу А керуючого генератора подається на вхід другого змішувача (ЗМ2), де змішується з опорною частотою 6Δνм. Сигнал різницевої частоти 6Δνм від-(Δνм-νм 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 νм допл, перетворюються в 55503 6 ЕЦОМ у цифроаналоговий сигнал, що у цифровому вигляді відображає радіальну швидкість ЛА на цифровому табло блоку відображення інформації. Вимірювальна інформація про тангенціальну складову швидкості (кутові швидкості) ЛА через б введення поступає на БІБ, де обробляється для здійснення розпізнавання літального апарату, за яким ведеться стеження. Випромінювання, яке знаходиться біля рівня втрат синхронізованого одномодового багаточастотного спектру лазера-передавача та є невеликим за потужністю - не використовується. Формування сумарної ДС лазерного випромінювання, створення РСН, інформаційного каналу і лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації для каналу, що пропонується, пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що пред'являються до спектру випромінювання одномодового багаточастотного лазера-передавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових биттів. Кількість інформаційних каналів (N) залежить від кількості комбінацій парних мод (несучих частот νn), які мають необхідні вихідні характеристики для використання. Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель, №25800, Україна, MПК G01S17/42, G01S17/66. 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 - 8с. 2. Патент на корисну модель, №48401, Україна, МПК G01S17/42. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів. / О.В. Коломійцев, В.В. Бєлімов, Д.Г. Васильєв та ін. - №U200911401; Заяв. 09.11.2009; опубл. 10.03.2010; Бюл. №5 - 10с. 3. 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 - 8с. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 55503 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