Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для лівс з можливістю формування та обробки зображення ла

Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для ЛІВС з можливістю формування та обробки зображення ЛА, що містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, U 1 3 генератор, опорний генератор з частотою підставки ∆νп, електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6∆νм введення опорної частоти (6∆νм оп) від передавального лазера (Лн+СПМ). Недоліком каналу-прототипу є те, що канал не може формувати та обробляти зображення ЛА. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для ШВС з можливістю формування та обробки зображення ЛА, який дозволить здійснювати інформаційний взаємозв'язок з ЛА, високоточне вимірювання радіальної швидкості у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту та, в разі необхідності, формувати і обробляти зображення ЛА. 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 для інформаційного взаємозв'язку з ЛА, 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 ∆νп, електронноцифрову обчислювальну машину, блок відображення інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6∆νм - введення опорної частоти (6∆νм оп) від передавального лазера (Лн+СПМ), додатково після ШП замість ІБ введено модифікований інформаційний блок (МІБ) для інформаційного взаємозв'язку з ЛА та, в разі необхідності, формування і обробки його зображення. Побудова каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для ЛІВС з можливістю формування та обробки зображення ЛА пов'язана з використанням МЧЧМВ [3] та одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазера-передавача. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає в створенні інформаційного взаємозв'язку з ЛА, високоточному вимірюванні радіальної швидкості у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту та, в разі необхідності, формуванні і обробки зображення ЛА. На Фіг.1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів. 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 4-мя діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. 56915 4 На Фіг.4 приведено створення лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації. Запропонований канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для ЛІВС з можливістю формування та обробки зображення ЛА містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, модифікований інформаційний блок для інформаційного взаємозв'язку з ЛА та, в разі необхідності, формування і обробки його зображення, 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 ∆νм електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6∆νм - введення опорної частоти (6∆νм оп) від передавального лазера (Лн+СПМ). Робота запропонованого каналу полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання YAG:Nd3+ лазера (Лн) за допомогою СПМ [4] виділяються необхідні пари частот і окремі частоти для створення: - рівносигнального напрямку на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки частково перетинающихся 4-х парціальних діаграм спрямованості, за умовою використання комбінацій подовжніх мод («підфарбованих» різницевими частотами міжмодових биттів) ∆ν54=ν5-ν4=∆νм, ∆ν97=ν9-ν7=2∆νм, ∆ν63=ν6-ν3=3∆νм, ∆ν82=ν8-ν2=6∆νм, - інформаційного каналу зв'язку, за умови використання сигналу на несучій частоті ν1; - лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації, за умови використання сигналу з подовжньої моди (несучої частоти ν10). Сигнал несучої частоти ν1 минаючи БД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від МІБ та формує інформаційний сигнал, що передається на ЛА (взаємозв'язок) (Фіг.1-3). Також, за допомогою СПМ та модифікованого інформаційного блоку створюється лазерний сигнал із просторовою модуляцією поляризації шляхом розведення лазерного випромінювання (несучої частоти ν10) на два променя (ν10(1)) та ν10(2)) з поворотом плоскості поляризації на кут 90° в одному з них (Фіг.4). При цьому випромінювання апертури першого і другого каналів в апертурної плоскості u0v рознесені на відстані ρ. Різність ходу пучків до картинної плоскості ЛА Х0У 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 визнача 5 ється базою між випромінювачами ρ 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 ∆νм, 2∆νм, 3∆νм та 6∆νм потрапляє на БД, який створений з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС лазерного випромінювання попарно зустрічно сканують БД у кожній із двох ортогональних площин (Фіг.1, 3). Період сканування задається блоком керування дефлекторів, який разом з Лн живляться від КЕ. Проходячи через передавальну оптику, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот: ν5,ν4=∆νм, ν9,ν7=2∆νм, ν6,ν3=3∆νм та ν8,ν2=6∆νм фокусується в скануємі точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС лазерного випромінювання у кожній із двох ортогональних площин  і β або X і У, при цьому несуча частота ν1 та лазерний сигнал із просторовою модуляцією поляризації (ν10(1)) та ν10(2)) - проходять вдовж РСН (Фіг.3). 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. Прийняті прийомною оптикою від ЛА інформаційні та, відбиті в процесі сканування чотирьох ДС, лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС лазерного випромінювання за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на несучій частоті і різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені широкосмуговим підсилювачем вони розподіляються: - в МІБ для обробки інформації, що приймається від ЛА та відбитого лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації, що зондує, від його поверхні для формування та обробки зображення ЛА; - по РП, які настроєні на відповідні частоти: ∆νм, 2∆νм, 3∆νм та 6∆νм. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 4 (РП6∆νм) - формує сигнал радіальної швидкості, а РП1 (PП∆νм), РП2 (РП2∆νм) і 56915 6 РП3 (РП3∆νм) - формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛІВС. Принцип вимірювання радіальної швидкості ЛА полягає в наступному (Фіг.1, 2). На перший змішувач (ЗМ1) від РП 4 (РП6∆νм) подається сигнал із частотою 6∆νм від, який змішується через зворотній зв'язок зі сумішшю частот 6∆νм від+νм п від керуючого генератора та фільтрується. У фазовій автопідстройкі частоти на частоті міжмодових биттів цей сигнал змішується з частотою νп від опорного генератору. Отриманий сигнал з частотою ∆νг з виходу А керуючого генератора подається на вхід ЗМ2, де змішується з опорною частотою 6∆νм. Сигнал різницевої частоти 6∆νм від-(∆νм-νм п), отриманий з виходу Ф2, через формувач імпульсів, 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 ЕЦОМ у цифроаналоговий сигнал, що у цифровому вигляді відображає радіальну швидкість ЛА на цифровому табло блоку відображення інформації. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент України на винахід №64961 А, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 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, MПК G01S 17/42, G01S 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 - 8с. 3. Деклараційний патент України на винахід №65099А, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 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. 4. Патент на корисну модель №23215, Україна, МПК Н04Q 1/453. Селектор подовжніх мод для лазерної інформаційно-вимірювальної системи. / О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Баранник та ін. - №u200700070; Заяв. 02.01.2007; опубл. 10.05.2007; Бюл. № 6 - 6с. 7 56915 8 9 Комп’ютерна верстка А. Рябко 56915 Підписне 10 Тираж 23 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