Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для лвс з розширеними можливостями

Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛВС з розширеними можливостями, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), блок 3 дуляцією поляризації на несучих частотах vn1 та vn2 для детального розпізнавання ЛА. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛВС з розширеними можливостями, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання кутових швидкостей ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту та, завдяки використання поляризаційних ознак ЛА, детально розпізнати за короткий час. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомий канал-прототип, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, блок розпізнавання, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми "і", резонансні лічильники, схеми порівняння, електронноцифрову обчислювальну машину, блоки відображення інформації, vм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (vм оп, 2vм оп, 3vм оп, 6vм оп) від передавального лазера та бвведення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА додатково після Лн замість СПМ введено модифікований селектор подовжніх мод (МСПМ) та після ШП замість БР введено блок з розширеними можливостями (БРМ) із введенням б. Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛВС з розширеними можливостями пов'язана з використанням МЧЧМВ [3] та синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазерапередавача. 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, розширенні набору поляризаційних ознак розпізнавання ЛА, що отримуються, підвищенні ефективності і скороченні часу на його розпізнавання. На Фіг.1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей, де vм оп, 2vм оп, 3vм оп, 6vм оп введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів від лазера-передавача; б-введення сигналу вимірювальної інформації про тангенціальну складову швидкості (кутових швидкостей) літального апарата; 1 - для визначення вимірювальної інформації; 2 - для визначення зображення ЛА. На Фіг.2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-ма діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання 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 для ЛВС з розши 60319 4 реними можливостями містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, блок з розширеними можливостями із введенням б, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми "і", резонансні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину, блоки відображення інформації, vм оп введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (vм оп, 2vм оп, 3vм оп, 6vм оп) від передавального лазера та б-введення сигналу вимірювальної інформації про тангенціальну складову швидкості (кутових швидкостей) ЛА. Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛВС з розширеними можливостями полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового багаточас3+ тотного спектра випромінювання YAG:Nd - лазера (або лазера з найбільш кращими показниками) (Лн) за допомогою МСПМ [4] виділяються необхідні пари частот для створення рівносигнального напрямку на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки частково перетинающихся 4-х парціальних діаграм спрямованості, за умови використання різницевих частот міжмодових биттів v54=v5-v4=vм, v97=v9-v7=2vм, v63=v6-v3=3vм, v82=v8-v2=6vм. Також, за допомогою МСПМ та блока з розширеними можливостями створюється лазерний сигнал із просторовою модуляцією поляризації шляхом створення лазерного випромінювання із двох несучих частот (vn1 та vn2) у вигляді двох променів з вертикальною (vn1) та горизонтальною (vn2) поляризацією (Фіг.3). При цьому випромінювання апертури першого і другого поляризаційних каналів в апертурної плоскості V0U рознесені на відомій відстані vq. Різність ходу пучків до картинної плоскості ЛА Х0У змінюється вдовж осі X від точки до точки. Обумовлена цім різність фаз (амплітуд) між поляризованими компонентами, що ортогональні, поля у картинної плоскості також змінюється від точки до точки. В залежності від різності фаз (амплітуд) 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 vq 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 vм, 2vм, 3vм та 6vм надходить на блок дефлекторів, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС попарно зустрічно 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 передавальну оптику, груповий лазерний 5 імпульсний сигнал пар частот: v5,v4=vм, v9,v7=2vм, v6,v3=3vм та v8,v2=6vм фокусується в скануємі точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС у кожній із двох ортогональних площин  і  або X 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 лазерного випромінювання 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: vм від, 2vм від, 3vм від, 6vм від. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП1 і РП2 (PITvм і PП2vм) формують сигнал кутової швидкості ', а РП3 і РП4 (РП3vм і РП6vм) - по кутової швидкості '. 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, яка відображається у ЕЦОМ. Тому у БРМ 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 vм 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 vм від, змінюється по закону руху ДС лазерного випромінювання 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", запускаючи 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 надходящих 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 60319 6 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 покороченого (руху ДС лазерного випромінювання) 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 БВІ. Вимірювальна інформація про тангенціальну складову швидкості (кутові швидкості) ЛА від каналу кутових швидкостей використовується в БРМ, де завдяки додаткової обробки елементів поляризаційної матриці розсіяння ЛА від отриманого поляризаційного поля (суми сигналів різної поляризації) забезпечується точне значення кутових швидкостей ЛА, розширюється набір ознак його розпізнавання, підвищується ефективність та скорочується час на розпізнавання ЛА, що супроводжується. Формування ДС лазерного випромінювання, створення РСН пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що пред'являються до спектру випромінювання одномодового багаточастотного лазерапередавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових биттів. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент на винахід 63285 А, Україна, МПК G01S 11/04, G01S 17/42. 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. 2. Патент України на корисну модель №52934, Україна, МПК G01S 11/04, G01S 17/42. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС. / О.В. Коломійцев, О.С. Балабуха, Д.Г. Васильєв та ін. №u201006366; Заяв. 25.05.2010; Опубл. 10.09.2010; Бюл. №17. - 8 с. 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 - 8 с. 4. Патент України на корисну модель №43725, Україна, МПК Н04Q 1/453. Модифікований селектор подовжніх мод. / О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Бєлімов та ін. - №u200903693; Заяв. 15.04.2009; Опубл. 25.08.2009; Бюл. № 16. - 6 с. 7 60319 8 9 Комп’ютерна верстка А. Рябко 60319 Підписне 10 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