Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з додатковим скануванням та можливістю формування і обробки зображення ла

Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з додатковим скануванням та можливістю формування і обробки зображення ЛА, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), багато 3 61321 ратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки п , електронноцифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6м - введення опорної частоти (6м оп ) від передаючого лазера (Лн+БСПМ). Недоліком каналу-прототипу є те, що він не може формувати та обробляти зображення ЛА. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з додатковим скануванням та можливістю формування і обробки зображення ЛА, який дозволить здійснювати сканування сумарною ДС у заданій частці простору із заданим законом сканування для виявлення ЛА, багатоканальний (N) інформаційний взаємозв'язок з ним на несучих частотах  n і частоті міжмодових биттів, високоточне вимірювання радіальної швидкості у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту та, в разі необхідності, формування і обробку зображення ЛА. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомий канал-прототип, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, багатоканальний селектор подовжніх мод, модифікований 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' ЛА та 6м - введення опорної частоти (6м оп ) від передаючого лазера (Лн+БСПМ) додатково після ШП замість інформаційного блока введено модифікований інформаційний блок (МІБ). Побудова каналу вимірювання радіальної швидкості R' літальних апаратів пов'язана з використанням синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазерапередавача та ЧЧМ [3]. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у виявленні, високоточному вимірюванні радіальної швидкості R' ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, стійкому багатоканальному (N) інформаційному взаємозв'язку з ЛА на несучих частотах  n і частоті міжмодових биттів та, в разі необхідності, формуванні і обробці його зображення. На Фіг.1 приведено передаючий бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: 1 - вимірювальний сигнал; 2 - інформаційний сигнал та сигнал із просторовою модуляцією поляризації. 4 На Фіг.2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: І - структурна схема реалізації стежуючого принципу вимірювання; II - структурна схема вимірювання радіальної швидкості ЛА. На Фіг.3 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною діаграмою спрямованості (ДС) у невеликому куті і окремо 4-мя ДС в ортогональних площинах. На Фіг.4 приведено створення лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації. Запропонований канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з додатковим скануванням та можливістю формування і обробки зображення ЛА містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, багатоканальний селектор подовжніх мод, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, модифікований 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' ЛА та 6м - введення опорної частоти (6м оп ) від передаючого лазера (Лн+БСПМ). Робота запропонованого каналу полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового бага3+ точастотного спектра випромінювання YAG:Nd лазера (або лазера з більш кращими характеристиками) (Лн) за допомогою БСПМ [4] виділяються необхідні пари частот для створення: багатоканального (N) інформаційного зв'язку, за умови використання сигналу комбінації подовжніх мод (на різницевій частоті міжмодових биттів 101  10  1  9м ), а також - подовжніх мод (несучих частот  n ); лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації, за умови використання сигналу з подовжньої моди  n (в подальшому n1 , n2 ); рівносигнального напрямку на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки частково перетинаючихся 4-х парціальних ДС, 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 . Груповий сигнал, який складений із частоти міжмодових биттів 9м і несучих частот  n , минаючи МБД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від МІБ та формує багатоканальний (N) інформаційний сигнал, що передається для ЛА (взаємозв'язок) (Фіг.1, 2). Також, за допомогою БСПМ та модифікованого інформаційного блока створюється лазерний 5 61321 6 сигнал із просторовою модуляцією поляризації шляхом розведення лазерного випромінювання (несучої частоти  n ) на два променя ( n1 та n2 ) 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 XОУ змінюється вдовж осі X 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 р 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. Водночас сигнал частот міжмодових биттів м , 2м , 3м та 6м потрапляє на БД, який створений з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС лазерного випромінювання попарно зустрічно сканують МБД у кожній із двох ортогональних площин (Фіг.1, 2). Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від КЕ. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот: 5,  4  м , При відбитті лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації, що зондує, від поверхні ЛА змінюються 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. Тому у МІБ здійснюється поляризаційна обробка поля, що приймається. Принцип вимірювання радіальної швидкості R' ЛА полягає в наступному (Фіг.1, 2). На перший змішувач (ЗМ1) від РП 4 (РП6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 лазерного випромінювання у кожній із двох ортогональних площин  і  або X і У. При цьому частоти  n , інформаційний сигнал 10 , 19м та сиг ється в ЕЦОМ у цифроаналоговий сигнал, який у цифровому вигляді відображає радіальну швидкість ЛА на цифровому табло блока відображення інформації. В разі необхідності виявлення ЛА у заданої точці простору груповий сигнал, який складений із частот міжмодових биттів і несучих частот  n , сканується у вигляді сумарної ДС за допомогою модифікованого блока дефлекторів, де кут та напрямок відхилення сумарної ДС задається БКД (Фіг.1-3). Формування сумарної ДС лазерного випромінювання, створення РСН, інформаційного каналу 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 мод (несучих частот  n ), які мають необхідні вихідні характеристики для використання. Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель №25800, Україна, МПК 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. нал із просторовою модуляцією поляризації n1 , n2 проходять вдовж РСН (Фіг.2, 3). Прийняті ПРМО від ЛА інформаційні та лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС лазерного випромінювання, відбиті в процесі сканування чотирьох ДС, за допомогою фотодетектора перетворюються в електричні імпульсні сигнали на несучих частотах і різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП вони розподіляються: - в МІБ для обробки інформації, що приймається від ЛА та відбитого лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації, що зондує, від його поверхні; - по РП, що настроєні на відповідні частоти міжродових биттів: м від , 2м від , 3м від та 6м від від. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 4 (РП6м ) формують сигнал радіальної швидкості, а РП1 (РПм ) , РП2 (РП2м ) і РП3 (РП3м ) - для інших вимірювальних каналів ЛІВС. подається сигнал із частотою 6м від , 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 опорною частотою 6м . 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. Виділена дешифратором кількість рахункових імпульсів пропорційна частоті м допл , перетворю 7 61321 №u00703166; заяв. 26.03.2007; опубл. 27.08.2007; Бюл. №13-8с. 2. Патент на корисну модель №43790, Україна, МПК G01S17/42, G01S17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з додатковим скануванням. / О.В.Коломійцев, Г.В.Альошин, В.В.Бєлімов та ін. -№U200904605; заяв. 08.05.2009; опубл. 25.08.2009; Бюл. №16.-8с. З Патент на корисну модель №55645, Україна, МПК G01S17/42, G01S17/66. Частотно-часовий Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 8 метод пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарата. / О.В.Коломійцев - №U201005225; заяв. 29.04.2010; опубл. 27.12.2010; Бюл. №24. - 14с. 4. Патент на корисну модель №35476, Україна, Н04Q1/453. Багатофункціональний селектор подовжніх мод / О.В.Коломійцев, Г.В.Альошин, В.В.Баранник та ін. - №U200803489; заяв. 18.03.2008; опубл. 25.09.2008; Бюл. №18-8с. Підписне Тираж 24 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