Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для лівс полігонного випробувального комплексу

Реферат: Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛІВС полігонного випробувального комплексу 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 літальним апаратом, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми I, реверсивні лічильники, схеми порівняння (СП) та  м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів м оп ,2м оп ,3м оп ,6м оп  від передавального лазера. Після СП замість електронно цифрової обчислювальної машини введено електронну обчислювальну машину. UA 71841 U (12) UA 71841 U UA 71841 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до галузі електрозв'язку і може бути використана для побудови передавальної частки лазерної інформаційно-вимірювальної системи (ЛІВС) з частотно-часовим методом (ЧЧМ) пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарату (ЛА). Відомий "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів на підставі модернізованого частотно-часового методу вимірювання" [1], який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод (СПМ), блок дефлекторів (БД), передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектор (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ), тригери "1"|"0", схеми І, резонансні лічильники (РЛч), схеми порівняння (СП), електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ) та блоки відображення інформації (БВІ),  м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів  м оп ,2 м оп ,3 м оп ,6 м оп  від передавального лазера. Недоліком відомого каналу є те, що він не здійснює інформаційний взаємозв'язок з ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення, вибраним як прототип, є "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для лазерної інформаційно-вимірювальної системи" [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 (ІБ) для інформаційного взаємозв'язку з ЛА, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми І, резонансні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину, блоки відображення інформації та  м оп введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів  м оп ,2 м оп ,3 м оп ,6 м оп  від передавального лазера. Недоліком каналу-прототипу є те, що він не забезпечує збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛІВС полігонного випробувального комплексу, який дозволить здійснювати інформаційний взаємозв'язок з ЛА, високоточне вимірювання кутових швидкостей (прискорення  і  ) у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, та збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал-прототип, 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, тригери "1"|"0", схеми І, реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення інформації та  м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів  м оп ,2 м оп ,3 м оп ,6 м оп  від передавального лазера, після СП замість ЕЦОМ введено електронну обчислювальну машину (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛІВС полігонного випробувального комплексу пов'язана з використанням ЧЧМ [3] та синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання единого лазера-передавача. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у інформаційному взаємозв'язку з ЛА, високоточному вимірюванні кутової швидкості (прискорення  і  ) у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, та збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА. На фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: І - для визначення вимірювальної інформації; II - для обробки інформації, що отримується від ЛА; введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів:  м оп ,2 м оп ,3 м оп ,6 м оп . На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-ма діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. На фіг. 3 приведені епюри напруг з виходів блоків запропонованого каналу. Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛІВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну 1 UA 71841 U оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок для інформаційного взаємозв'язку з ЛА, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми І, реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронну обчислювальну машину та  м оп - введення опорних сигналів з 5 10 частотами міжмодових биттів  м оп ,2 м оп ,3 м оп ,6 м оп  від передавального лазера. Робота запропонованого каналу полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазерапередавача (Лн) за допомогою СПМ виділяються необхідні пари частот для створення: - інформаційного каналу зв'язку, за умови використання сигналу з різницевої частоти міжмодових биттів: 101  10  1  9м ; - РСН на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки 4 парціальним діаграмам спрямованості, що частково перетинаються, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих" різницевими частотами міжмодових биттів):  54   5   4  м ,  97   9   7  2м ,  63   6   3  3м ,  82   8   2  6м . 15 20 25 30 35 Сигнал з частотою міжмодових биттів 9 м , минаючи БД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від ІБ та формує інформаційний сигнал, що передається на ЛА (взаємозв'язок) (фіг. 1, 2). Сигнал частот міжмодових биттів  м ,2 м ,3 м та 6 м потрапляє на БД, який створений з 4-х дефлекторів. Парціальні ДС лазерного випромінювання попарно зустрічно сканують БД у кожній із двох ортогональних площин (фіг. 1, 2). Період сканування задається блоком керування дефлекторів, який разом з Лн живляться від керуючого елемента. Проходячи через передавальну оптику, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот:  5 ,  4  м,  9 ,  7  2м,  6 ,  3  3м,  8 ,  2  6м , та 10 , 1  9 м (фіг. 1, 2) фокусується в скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС лазерного випромінювання у кожній із двох ортогональних площин  і  або X і У. При цьому лазерний сигнал 10 , 1  9 м проходить вдовж РСН (фіг. 2). Прийняті приймальною оптикою відбиті від ЛА інформаційний та, 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: - в ІБ для обробки інформації, яка приймається від ЛА; - по резонансних підсилювачах, які настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів:  м від ,2 м від ,3 м від ,6 м від . Одночасно імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 1 і РП 2 (РП  м від і РП 2 м від ) формують сигнал прискорення  , а РП 3 і РП 4 (РП 3 м від і РП 6 м від ) прискорення  . Формування сигналу прискорення  полягає в наступному. Виділені імпульси ФІ 1 першої І лінії від опорної частоти  м оп надходять на реверсивний 40 45 50 лічильник (РЛч 1) (фіг. 3). У цей же час відбитий від ЛА оптичний сигнал частоти міжмодових биттів, який перетворюється ФТД у радіочастоту міжмодових биттів  м від , змінюється по закону руху ДС лазерного випромінювання, перетворюється у другій лінії II ФІ 2 у точках переходів півперіодів сканування в імпульси (один імпульс за півперіод сканування), надходить на тригер "1" та запускає його першим імпульсом. Імпульс, який надходить першим від тригера, відкриває РЛч для рахування імпульсів від ФІ 1 і схему І та для перезапису на схему порівняння. Другий імпульс від тригера надходить на реверсивний вхід того ж РЛч, який здійснює зворотній рахунок імпульсів, які надходять через нього. Третій імпульс і т.д., які надходять на тригер, здійснюють дію таким же чином, як перший. Другий імпульс не надходить на схему І, а третій імпульс надходить, як і перший, на ФІ 3, схему "І", пропускає різницеве число на схему порівняння і т.д. Таким чином, в РЛч записується число імпульсів, порівняно різниці подовженого та укороченого (руху ДС) півперіоду сканування. Півперіод сканування подовжується тоді, коли швидкість руху ЛА співпадає зі швидкістю руху ДС лазерного випромінювання, а коли не співпадає - укорочується (фіг. 3). Формування сигналу прискорення  відбувається таким же чином, як для прискорення  . 2 UA 71841 U 5 10 15 Відображення інформації, що приймається (передається) від ЛА, та обробка (вимірювання) кутових швидкостей (прискорення  і  ) відбувається в ЕОМ. Для збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА, в пам'яті ЕОМ використовується база даних сукупність взаємопов'язаних даних, організованих у відповідності до схеми даних таким чином, щоб з ними міг працювати користувач. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент на винахід № 63285 А, Україна, МПК G01S17/42, G01S17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів на підставі модернізованого частотночасового 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 на корисну модель № 25804, Україна, MППК G01S17/42, G01S17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для лазерної інформаційно-вимірювальної системи. /О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Баранник та ін. - № u200703227; заяв. 26.03.2007; опубл. 27.08.2007; Бюл. № 13. - 8 с. 3. Патент на корисну модель № 55645, Україна, МПК G01S17/42, G01S17/66. Частотночасовий метод пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарату. /О.В. Коломійцев - № u201005225; заяв. 29.04.2010; опубл. 27.12.2010; Бюл. № 24. - 14 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для ЛІВС полігонного випробувального комплексу, 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 літальним апаратом, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми I, реверсивні лічильники, схеми порівняння (СП) та  м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових 30 биттів м оп ,2м оп ,3м оп ,6м оп  від передавального лазера, який відрізняється тим, що після СП замість електронно-цифрової обчислювальної машини введено електронну обчислювальну машину. 3 UA 71841 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4