Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для лвс

Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС, який містить керуючий елемент, блок керу вання дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод (СПМ), призми для частоти міжмодових биттів м , перемикач для частот міжмодо 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), прийомну оптику (ПРМО), фотодетектор (ФТД), резонансні підсилювачі (РП), схеми порівняння, пристрій сигналу похибки, виконавчі механізми (ВМ). Недоліками відомої системи є те, що в її структурі немає схеми каналу вимірювання похилої дальності до ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, обраним як прототип є «Канал вимірювання похилої дальності літальних апаратів на основі модернізованого частотно-часового методу вимірювання» [2], який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів м , блок дефлекторів (БД), перемикач для частот міжмодових биттів м і 2 м , передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів (ФІ), тригер („1"|„0"), схему „і" («І»), лічильник (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання (Фп), детектор (Д), диференційовану оптику (ДО), підсилювач (П), фільтр (Ф), диференційований ланцюжок (ДЛ), випрямляч (Вип), електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ) та блок відображення інформації (БВІ) про вимірювальну похилу дальність R. 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 похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання похилої дальності до ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового (19) UA (11) 47087 (13) U вих биттів м і 2 м , передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "і", лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок, випрямляч, електронноцифрову обчислювальну машину та блок відображення інформації про вимірювальну похилу дальність, який відрізняється тим, що після СПМ додатково введено модифікований блок дефлекторів. 3 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, призму для частоти міжмодових биттів м , блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів м і 2 м , призму для частоти міжмодових биттів м , передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему „і", лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок, випрямляч, електронно-цифрову обчислювальну машину та блок відображення інформації про вимірювальну похилу дальність R, замість БД введено модифікований блок дефлекторів (МБД). Побудова каналу вимірювання R до ЛА з додатковим скануванням для ЛВС пов'язана з використанням МЧЧМВ [3] та синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазера-передавача. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у високоточному вимірюванні похилої дальності до 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 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу. На Фіг.2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною ДС у невеликому куті і окремо 4-мя діаграмами спрямованості в ортогональних площинах. На Фіг.3 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу. На Фіг.4 приведені епюри напруг з виходів блоків вимірювання похилої дальності до ЛА, де: а) від блоку опорного сигналу; б) від блоку відбитого сигналу. Запропонований канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів м , модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів м і 2 м , передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему „і", лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок, випрямляч, електронно-цифрову обчислювальну машину та блок відображення інформації про вимірювальну похилу дальність. 47087 4 Робота запропонованого каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання YAG:Nd 3+ - 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 63 6 3 3 м, м, 82 8 2 6 м. Сигнал частот міжмодових биттів м, 2 м, 3 м та 6 м надходить на МБД, 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 КЕ. Проходячи через ПРДО, 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 (Фіг.2). Прийняті ПРМО від ЛА відбиті в процесі сканування чотирьох ДС, лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП, вони розподіляються по резонансних підсилювачах, які настроєні на відповідні частоти: м, 2 м , 3 м 6 м . При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП1 ( РП м ) - формують сигнал про похилу дальність до ЛА, а РП2 (РП 2 м ) , РП3 (РП м ) І РП 4 (РП м ) 3 6 формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛВС (Фіг.1). Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності до рухомого під довільним кутом і на різній відстані ЛА, полягає в наступному. На передавальному боці. Виділена СПМ перша пара частот 5,4 розщеплюється призмою на два оптичних сигнали (Фіг.3, 4): 1) основний - скануємий дефлектором МБД під визначеним кутом (з часом Тск, що задається від БКД), який проходить через перемикач («П») для виділення «бланкуючого» імпульсу (бланк - нуль) і розщепітель, де відбувається виділення додаткового сигналу (2) - надходить на ПРДО і далі на ЛА; 2) додатковий (1) - переутворюємий фотодетектором в електричний імпульсний сигнал різни 5 цевої частоти міжмодових биттів м - надходить на Ф11, де відбувається виділення «пачок» імпульсів, прийнятих схемою «І». Отриманий від ФТД, додатковий оптичний сигнал частоти 5,4 з «фланкуючими» імпульсами перетворений в сигнал м , - здобуває чіткі границі «бланкуючого» імпульсу, проходячи оптику, що диференціює, - підсилюється. Фільтр зі смугою пропущення П 1/ і (де і - тривалість імпульсу) виділяє з загального сигналу «фланкуючі» імпульси - в імпульсні сигнали, які, проходячи ланцюжок що диференціює, і випрямляч - (ФІ=ДЛ+Вип), виділяються у виді одного короткого імпульсу за початок «бланкуючого» імпульсу та надходять на тригер з індексом «1» - включаючи його. На прийомному боці. Відбитий від ЛА основний сигнал частот 5,4 , у сумі з груповим, минаючи ПРМО, перетворюється ФД в електричний імпульсний сигнал м , підсилюється ШП, виділяється в РП, як сигнал частоти міжмодових биттів м і, проходячи через Дет, перетворюється таким же чином, як і додатковий електричний сигнал (2) частоти м , надходить тільки на тригер з індексом «0», «перекидаючи» його. Сигнал, що надходить з тригера на схему «І», здійснює періодичне «відкриття» і «закриття» проходу для «пачок» імпульсів з ФІ1, що підраховуються лічильником і відпрацьовуються через ЕЦОМ на БВІ у виді числа про похилу дальність R до ЛА. Таким чином відбувається вимір похилої дальності до ЛА на грубій шкалі. Перехід на точну шкалу (генерація пікосекундних імпульсів) здійснюється одразу же після припинення включення перемикача (для формування «бланкуючого» імпульсу). Так як канал виміру R пропонується ввести до складу структури ЛВС з МЧЧМВ, то вмикання та вимикання перемикача відбувається одночасно для 2-ох (пар) частот 47087 6 5,4 і 9,7 . Апаратурні помилки виміру R в запропонованому каналі - це помилки визначення початку і кінця відліку часового інтервалу, помилки за рахунок дискретності і нестабільності частоти проходження тактових (рахункових) імпульсів. Точність оцінки інтервалу визначається крутістю огинаючей при заданому граничному значенні напруги UП, та залежить від форми скануючей ДС і відносини сигнал/шум. 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 багаточастотного спектру лазерапередавача та є невелике за потужністю - не використовується. Джерела інформацій: 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 64961 А, Україна, 7МПК G01S17/42. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів на основі модернізованого частотно-часового методу вимірювання. / Г.В. Альошин, О.В. Коломійцев, Д.П. Пашков. - №2003032665; Заяв. 27.03.2003; Опубл. 15.03.2004; Бюл. №3. - 8с. 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 - 4с. 7 47087 8 9 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 47087 Підписне 10 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