Стенд імітації фоно-цільової обстановки з атмосферним фільтром

Реферат: Стенд імітації фоно-цільової обстановки з атмосферним фільтром містить коліматор імітації цілей, коліматор імітації хибних цілей, коліматор імітації фону, причому додатково встановлюється оптичний фільтр та блок передачі сигналу, який передає цифровий сигнал на оптичний фільтр, оптичний фільтр змінює свій коефіцієнт пропускання і, таким чином, послаблює потік випромінювання та належить до оптико-електронного приладобудування, зокрема до інфрачервоних систем, і може бути використаний для імітації фоно-цільової обстановки при випробуваннях головок самонаведення. UA 101076 U (54) СТЕНД ІМІТАЦІЇ ФОНО-ЦІЛЬОВОЇ ОБСТАНОВКИ З АТМОСФЕРНИМ ФІЛЬТРОМ UA 101076 U UA 101076 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до оптико-електронного приладобудування, зокрема до інфрачервоних систем, і може бути використана для імітації фоно-цільової обстановки, при випробуваннях головок самонаведення. Відомий стенд, який складається з механічного блока обертання, блока випромінювання, блока формування сигналів. [1] Недоліком цього стенда є недостатні функціональні можливості, а саме: він не враховує атмосферні умови. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є стенд імітації фоно-цільової обстановки, який складається з коліматора імітації цілей, коліматора імітації хибних цілей, коліматора імітації фону. [2] Недоліком даного стенда є те, що неможливо виділити смуги пропускання атмосфери і враховувати коефіцієнт поглинання випромінювання атмосфери за певних погодних умов. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення стенда імітації фоно-цільової обстановки шляхом використання атмосферного фільтра, який дозволяє враховувати аерозольне розсіювання атмосфери та погодні умови. Поставлена задача вирішується тим, що додатково встановлюється оптичний фільтр та блок передачі сигналу. Блок передачі сигналу передає сигнал на оптичний фільтр, при цьому оптичний фільтр змінює свій оптичний коефіцієнт пропускання і, таким чином, послаблює потік випромінювання. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на кресленні зображена принципова оптична схема стенда імітації фоно-цільової обстановки з атмосферним фільтром. Стенд складається з коліматора імітації цілей 1, коліматора імітації фону 2, коліматора імітації хибних цілей 3, першої світлоділильної пластинки 4, другої світлоділильної пластинки 5, блока дзеркал 6, вихідного дзеркала 7 і пристрою для кріплення тест-об'єкта 8. Коліматор імітації цілей 1 і коліматор імітації хибних цілей 3 складаються з оптично пов'язаних джерел випромінювання 9, змінного тест-об'єкта 10, обертальної системи 11, плоского дзеркала 12 і дзеркального об'єктива 13. Коліматор імітації фону 2 складається з оптично пов'язаних джерела випромінювання 9, тест-об'єкта 14, обертальної системи 11, плоского дзеркала 12 і дзеркального об'єктива 13. У всіх коліматорах обертальна система 11 містить перший об'єктив 15, площина найкращої установки якого співпадає з площиною змінного тест-об'єкта 10 або тест-об'єкта 14 і другого об'єктива 16, площина найкращої установки якого співпадає з фокальною площиною дзеркального об'єктива 13, при цьому обертальна система 11 коліматора імітації цілей 1 і коліматора імітації хибних цілей 3 оснащені постійними спектральними фільтрами 17, обертальні системи 11 всіх коліматорів оснащені змінними фільтрами 18. Коліматор імітації цілей 1 і коліматор імітації фону 2 оптично пов'язані з першою світлоділильною пластинкою 4, другою світлоділильною пластинкою 5 і вихідним дзеркалом 7. Коліматор імітації хибних цілей 3 оптично пов'язаний з блоком дзеркал 6, другою світлоділильною пластинкою 5 і вихідним дзеркалом 7. Блок дзеркал 6 складається з двох дзеркал 19, 20, що коливаються в протилежних напрямках, вихідне дзеркало 7 коливається по двох осях, а пристрій 8 для кріплення тест-об'єкта коливається по двох осях. На виході щонайменше одного коліматора розміщена шторка 21 прямокутної форми, виконана з непрозорого матеріалу, яка повертається навколо осі, перпендикулярної оптичній осі коліматора, а також щонайменше в одному коліматорі розміщена ірисова діафрагма 22 змінного діаметра, яка регулює цей діаметр за допомогою гвинтів регулювання отвору діафрагми. Також прилад містить блок передачі сигналу 23, який розміщений на виході оптичної системи (ОС) 2 стенда і містить атмосферний фільтр 25, і цифровий аналоговий перетворювач ЦАП 26. На виході стенда імітації фоно-цільової обстановки розташований оптичний фільтр 24, до якого приєднаний блок передачі сигналу 23. Принцип дії стенда імітації фоно-цільової обстановки з атмосферним фільтром полягає у тому, що у коліматорах 1, 3 випромінювання з джерела випромінювання 9 потрапляє на змінний тест-об'єкт 10, встановлений у площині найкращої установки першого об'єктива 15 обертаючої системи 11. Після першого об'єктива 15 випромінювання проходить паралельним пучком крізь постійний фільтр 17 і змінний фільтр 18. Постійний фільтр 17 дозволяє виділити для коліматорів 1, 3 робочий діапазон (1,5 мкм - 2,5 мкм), для коліматорів імітації хибних цілей 3 (3,3 мкм - 5 мкм) для коліматора імітації цілей 1. Змінний фільтр 18 забезпечує можливість виділення вузьких спектральних інтервалів у середині робочого спектрального діапазону. Пусте вікно у диску зі змінними фільтрами 18 здійснює роль нейтрального фільтра нульової щільності. Другий об'єктив 16 обертаючої системи 11 фокусує пучок випромінювання на встановлене під кутом 45° до оптичної осі плоске дзеркало 12, яке розташоване у фокальній площині дзеркального об'єктива 13. Дзеркальний об'єктив 13 перетворює випромінювання, яке на нього падає в 1 UA 101076 U 5 10 15 20 25 30 35 паралельне. Паралельний пучок променів, що виходить з коліматорів 1 і 3 проходить крізь шторки 21 прямокутної форми. При повороті шторка 21 перекриває частину паралельного пучка променів, забезпечуючи плавне оперативне регулювання потужності випромінювання. Коліматор імітації цілей 1 і коліматор імітації хибних цілей 3 створюють потік випромінювання в заданому спектральному робочому діапазоні, який імітує зображення цілей і хибних цілей у полі зору виробу, який тестують. У коліматорах 1, 3 передбачена можливість зміни кутових розмірів зображення, які імітують ціль та хибні цілі, можливість зміни інтенсивності цілі, або виділення вузьких спектральних інтервалів всередині робочого спектрального діапазону. Коліматор імітації фону 2 працює аналогічно описаному вище, відмінність полягає в тому, що як тест-об'єкт 14 вибрана кругла діафрагма, що має кутове поле зору, яке виходить за межі величини поля зору тест-об'єкта, в склад змінних фільтрів 18 входять тільки нейтральні фільтри різної щільності, а на вхідній зіниці другого об'єктива 16 обертаючої системи 11 розташована ірисова діафрагма 22. Таким чином, коліматор імітації фону 2 створює потік випромінювання, який імітує фон, а також передбачена можливість оперативної покрокової та плавної зміни інтенсивності випромінювання. З блока передачі сигналу 23, який містить у собі атмосферний фільтр 25, і цифровий аналоговий перетворювач ЦАП 26, вноситься цифровий коефіцієнт послаблення. Цифровий коефіцієнт послаблення за допомогою ЦАП перетворюється в аналоговий коефіцієнт послаблення, який передає сигнал на оптичний фільтр 24, який розміщений на виході стенда імітації фоно-цільової обстановки, між пристроєм 8 та вихідним дзеркалом 7. Випромінювання коліматора імітації цілі 1 проходить через першу світло-ділильну пластинку 4, другу світло-ділильну пластинку 5, яке відбивається від вихідного дзеркала 7 і потрапляє на вхідну зіницю тест-об'єкта, який встановлений у пристрої 8 для кріплення тест-об'єкта, що тестується. Випромінювання блока імітації фону 2 відбивається від першої світло-ділильної пластинки 4 і далі йде так само як і випромінювання коліматора імітації цілі. Випромінювання з блока імітації хибних цілей 3 потрапляє на блок дзеркал 6 і розділяється на два пучка, які імітують випромінювання хибних цілей. Далі випромінювання відбивається від другої світло-ділильної пластини 5, після чого від вихідного дзеркала 7 і потрапляє на вхідну зіницю тест-об'єкта, який встановлений у пристрої 8. При коливаннях у протилежних напрямках дзеркал 19, 20 змінюється кут між пучками, які імітують випромінювання від двох хибних цілей і відбувається імітація розльоту хибних цілей. Вихідне дзеркало 7 здійснює коливання по двом осям, забезпечуючи можливість імітації складного руху цілі та імітації хибних цілей у полі зору тест-об'єкта. Пристрій 8 для кріплення тест-об'єкта забезпечує можливість нахилу тест-об'єкта по двом осям. За допомогою атмосферного фільтра 25 розраховують коефіцієнт послаблення випромінювання. За формулою:   п  м  р , (1) де  п - коефіцієнт поглинання; 40  м - коефіцієнт молекулярного розсіювання;  р - коефіцієнт аерозольного розсіювання;  м сильно залежить від довжини хвилі. При довжині хвилі більше 0,55 мкм  м втрати не враховують; м 45 залежить від довжини хвилі. При довжині хвилі більше 0,55 мкм м втрати не враховують. Для того, щоб розрахувати  р використовують формулу: q р  50 3,91  0,55 мкм    Vм    , (2) , де q  0,585 при Vм  10 км , та q  13 при Vм  10 км ; Коефіцієнт втрат на розсіювання на каплях дощу, не залежить від довжини хвилі і визначається за допомогою формули:  р  0,21 J0,74 , (3) де j - інтенсивність дощу; [мм/год.] 1 - дрібний дощ 0,6 мм год   р  0,15 км ; 2 UA 101076 U мм   1  2   р  0,3  0,4 км1 год  - середній дощ  ; мм   3  6   р  0,5  0,8 км1 год   - сильний дощ ; У деяких випадках інтенсивність дощу може досягати 25-30 мм/год., тоді коефіцієнт втрат  р  2,5 км1 5 . Коефіцієнти на розсіювання для опадів у вигляді снігу близькі до коефіцієнтів втрат для дощу. Коефіцієнт поглинання випромінювання атмосферою можна взяти з таблиці вікон прозорості у атмосфері, це величина зворотна прозорості: п  1  k , (4) де k - коефіцієнт прозорості атмосфери при певній довжині хвилі; але при розрахунках 10 використовується така формула:  п  e k  x , (5) де k - коефіцієнт поглинання газом випромінювання (послаблення випромінювання, яке пройшло крізь газ товщиною 1 см при температурі газу 0 °C, при атмосферному тиску 1 атм); x 15 - товщина шару газу при нормальних умовах (записується у сантиметрах); Виходячи з цих даних, можна враховувати коефіцієнт втрат у атмосфері до вихідних даних системи, використовуючи атмосферний цифровий фільтр, це підвищить точність стенда і дасть можливість до більш реальної імітації цільової обстановки. Щоб розрахувати послаблення інтенсивності випромінювання використовують формулу: Ix  I0  e k  x , (6) 20 де Ix - інтенсивність випромінювання після того як воно пройшло крізь газ [кандел]; I0 - початкова інтенсивність випромінювання [кандел]; k - коефіцієнт поглинання газом випромінювання (послаблення випромінювання, яке 25 30 пройшло крізь газ товщиною 1 см при температурі газу 0 °C, при атмосферному тиску 1 атм); x - товщина шару газу при нормальних умовах (записується у сантиметрах); Технічним результатом є наближення до реальних умов при імітації фоно-цільової обстановки. Джерела інформації: 1) Патент RU 2273890, МПК F41G 7/20, 2005.02.02, "Двоступеневий динамічний імітатор цілей". 2) RU 81305, "Стенд для имитации фоно-целевой обстановки", МПК 7 F41G 3/32, Н.Ф. Маслакова, В.Б. Касилович, А.Н. Калинин, A.M. Агзамов, опублікований 10.03.2009. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Стенд імітації фоно-цільової обстановки з атмосферним фільтром, що містить коліматор імітації цілей, коліматор імітації хибних цілей, коліматор імітації фону, який відрізняється тим, що додатково встановлюється оптичний фільтр та блок передачі сигналу, який передає цифровий сигнал на оптичний фільтр, оптичний фільтр змінює свій коефіцієнт пропускання і, таким чином, послаблює потік випромінювання та належить до оптико-електронного приладобудування, зокрема до інфрачервоних систем, і може бути використаний для імітації фоно-цільової обстановки при випробуваннях головок самонаведення. 3 UA 101076 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4