Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для лвс з розширеними можливостями

Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для ЛВС з розширеними можливостями, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), призми для частоти міжмодових биттів м , U 2 (19) 1 3 60322 4 фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, вимірювання тангенціальної складової швидкості диференційовну оптику, підсилювач, фільтр, (кутових швидкостей) літального апарату. диференційовний ланцюжок, випрямляч, На фіг. 2 приведено створення електронно-цифрову обчислювальну машину, рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4блок відображення інформації про вимірювальну мя діаграмами спрямованості (ДС) лазерного похилу дальність та б - введення сигналу від випромінювання в ортогональних площинах. каналу вимірювання тангенціальної складової На фіг. 3 приведено створення лазерного швидкості (кутових швидкостей) літального сигналу із просторовою модуляцією поляризації. апарату. На фіг. 4 приведена узагальнена структурна Недоліком каналу-прототипу є те, що він не схема запропонованого каналу. використовує лазерний сигнал із просторовою На фіг. 5 приведені епюри напруг з виходів блоків вимірювання R до ЛА, де: модуляцією поляризації на несучих частотах n1 а) від блока опорного сигналу; та n2 для детального розпізнавання ЛА. б) від блока відбитого сигналу. В основу корисної моделі поставлена задача Запропонований канал вимірювання похилої створити канал вимірювання похилої дальності до дальності до літальних апаратів для ЛВС з літальних апаратів для ЛВС з розширеними розширеними можливостями містить керуючий можливостями, який дозволить здійснювати елемент, блок керування дефлекторами, лазер з високоточне вимірювання похилої дальності R до накачкою, модифікований селектор подовжніх ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з мод, призми для частоти міжмодових биттів м , початкового моменту його польоту та, завдяки блок дефлекторів, перемикач для частот використанню поляризаційних ознак ЛА, детально міжмодових биттів м і 2м , передавальну розпізнати за короткий час. Поставлена задача вирішується за рахунок оптику, приймальну оптику, фотодетектори, того, що у відомий канал-прототип, який містить широкосмуговий підсилювач, блок з розширеними керуючий елемент, блок керування дефлекторами, можливостями із введенням б, резонансні лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, для частоти міжмодових биттів м , блок схему „і", лічильник, фільтр із заданою смугою дефлекторів, перемикач для частот міжмодових пропускання, детектор, диференційовну оптику, биттів м і 2м , передавальну оптику, підсилювач, фільтр, диференційовний ланцюжок, приймальну оптику, фотодетектори, випрямляч, електронно-цифрову обчислювальну широкосмуговий підсилювач, блок розпізнавання, машину, блок відображення інформації про резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні вимірювальну похилу дальність та б - введення частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, сигналу від каналу вимірювання тангенціальної тригер, схему „і", лічильник, фільтр із заданою складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА. смугою пропускання, детектор, диференційовну Робота запропонованого каналу вимірювання оптику, підсилювач, фільтр, диференційовний похилої дальності до літальних апаратів для ЛВС з ланцюжок, випрямляч, електронно-цифрову розширеними можливостями полягає в обчислювальну машину, блок відображення наступному. Із синхронізованого одномодового інформації про вимірювальну похилу дальність та багаточастотного спектра випромінювання 3+ б - введення сигналу від каналу вимірювання YAG:Nd - лазера (або лазера з найбільш тангенціальної складової швидкості (кутових кращими показниками) (Лн) за допомогою МСПМ швидкостей) літального апарату додатково після [4] виділяються необхідні пари частот для Лн замість СПМ введено модифікований селектор створення РСН на основі формування сумарної подовжніх мод (МСПМ) та після ШП замість БР ДС лазерного випромінювання, завдяки частково введено блок з розширеними можливостями перетинаючих 4-х парціальних діаграм (БРМ) із введенням б. спрямованості, за умови використання різницевих Побудова каналу вимірювання похилої частот міжмодових биттів дальності до ЛА для ЛВС з розширеними  54   5   4   м ,  97   9   7  2 м , . можливостями пов'язана з використанням МЧЧМВ  63   6   3  3 м ,  82   8   2  6м [3] та синхронізованого одномодового Також, за допомогою МСПМ та блока з багаточастотного випромінювання єдиного розширеними можливостями створюється лазера-передавача. лазерний сигнал із просторовою модуляцією Технічний результат, який може бути поляризації шляхом створення лазерного отриманий при здійсненні корисної моделі, випромінювання із двох несучих частот ( n1 та полягає у високоточному вимірюванні похилої дальності до ЛА у широкому діапазоні дальностей, n2 ) у вигляді двох променів з вертикальною ( n1 ) починаючи з початкового моменту його польоту, та горизонтальною ( n2 ) поляризацією (фіг. 3). розширенні набору поляризаційних ознак розпізнавання ЛА, що отримуються, підвищенні При цьому випромінювання апертури першого і ефективності і скороченні часу на його другого поляризаційних каналів в апертурної розпізнавання. плоскості V0U рознесені на відомій відстані q . На фіг. 1 приведено передаючий бік Різність ходу пучків до картинної плоскості ЛА Х0У узагальненої структурної схеми запропонованого змінюється вдовж осі X від точки до точки. каналу, де б - введення сигналу від каналу Обумовлена цім різність фаз (амплітуд) між 5 60322 6 поляризованими компонентами, що ортогональні, довільним кутом і на різній відстані ЛА полягає в поля у картинної плоскості також змінюється від наступному. точки до точки. В залежності від різності фаз На передаючому боці. Виділена МСПМ перша (амплітуд) у картинній плоскості змінюється вигляд пара частот 5,4 розщеплюється призмою на два поляризації сумарного поля сигналу, що зондує від оптичних сигнали (фіг. 3): лінійної через еліптичну і циркулюючу до лінійної, 1) основний - скануємий дефлектором БД під ортогональної к начальної і т.д. Період зміни визначеним кутом (з часом Tск , що задається від вигляду поляризації визначається базою між БКД), який проходить через перемикач («П») для випромінювачами q та відстанню до картинної виділення «бланкуючого» імпульсу (бланк - нуль) і плоскості R. Розподіл інтенсивності в розщепитель, де відбувається виділення реєстрованому зображенні ЛА про модульовано додаткового сигналу (2), надходить на ПРДО і далі по гармонійному закону з коефіцієнтом модуляції, на ЛА; дорівнює значенню ступеня поляризації 2) додатковий (1) переутворюємий випромінювання, що відбито, в даній ділянці фотодетектором в електричний імпульсний сигнал поверхні ЛА. різницевої частоти міжмодових биттів м Сигнал частот міжмодових биттів надходить на ФІ1, де відбувається виділення м,2м,3м та 6м надходить на блок «пачок» імпульсів, прийнятих схемою «І». дефлекторів, що складається з 4-х Отриманий від ФТД додатковий оптичний п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС сигнал частоти 5,4 з «бланкуючими» імпульсами попарно зустрічно сканують БД 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: та 5, 4  м, 9, 7  2м, 6, 3  3м 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, при цьому лазерний сигнал із просторовою модуляцією поляризації (на несучих частотах n1 та n2 ) проходить вдовж РСН (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 (PП м ) формують сигнал про похилу дальність до ЛА, а РП2 (PП2 м ), РП3 (РП3 м ) і РП 4 (РП6 м ) формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛВС (фіг. 1). 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. Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності до рухомого під перетворений в сигнал м , здобуває чіткі границі «бланкуючего» імпульсу, проходячи оптику, що диференціює, підсилюється. Фільтр зі смугою пропущення П  1/ і (де і - тривалість імпульсу) виділяє з загального сигналу «бланкуючі» 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 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 огинаючої при 7 60322 8 радіальної швидкості літальних апаратів на основі заданому граничному значенні напруги Uп та модернізованого частотно-часового методу залежить від форми скануючої ДС і відносини вимірювання. /Г. В. Альошин, О. В. Коломійцев, Д. сигнал/шум. П. Пашков. - № 2003032665; Заяв. 27.03.2003; Вимірювальна інформація про тангенціальну Опубл. 15.03.2004; Бюл. № 3 - 8 с. складову швидкості (кутові швидкості) ЛА від 2. Патент України на корисну модель № 52935, каналу кутових швидкостей використовується в Україна, МПК G01 S 17/42, G01 S 17/66. Канал БРМ, де завдяки додатковій обробці елементів вимірювання похилої дальності до літальних поляризаційної матриці розсіяння ЛА від апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС. отриманого поляризаційного поля (суми сигналів /О. В. Коломійцев, Д. Г. Васильєв, Р. В. Воробйов різної поляризації) забезпечується точне значення та ін. - № u201006381; Заяв. 25.05.2010; Опубл. кутових швидкостей ЛА, розширюється набір ознак 10.09.2010; Бюл. № 17 - 10 с. його розпізнавання, підвищується ефективність та 3. Деклараційний патент України на винахід № скорочується час на розпізнавання ЛА, що 65099А, Україна, МПК G01 S 17/42, G01 S 17/66. супроводжується. Модернізований частотно-часовий метод Формування ДС лазерного випромінювання, вимірювання параметрів руху літальних апаратів. створення РСН пов'язано із задоволенням /О. В. Коломійцев - № 2003054908; Заяв. жорстких вимог, що пред'являються до спектру 15.03.2004; Опубл. 15.03.2004; Бюл. № 3 - 4 с. випромінювання одномодового багаточастотного 4. Патент України на корисну модель № 43725, лазера-передавача, тобто високоточної Україна, МПК Н04 Q 1/453. Модифікований синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот селектор подовжніх мод. /О. В. Коломійцев, Г. В. міжмодових биттів. Альошин, В. В. Бєлімов та ін. - № u200903693; Джерела інформації: Заяв. 15.04.2009; Опубл. 25.08.2009; Бюл. № 16 1. Деклараційний патент на винахід 64961 А, 6с. Україна, МПК G01S17/42. Канал вимірювання 9 60322 10 11 Комп’ютерна верстка В. Мацело 60322 Підписне 12 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