Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ла для лвс полігонного випробувального комплексу

Реферат: Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу 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 I, резонансні лічильники, схеми порівняння (СП) та Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера, б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарата. Після СП замість електронно-цифрової обчислювальної машини і блоків відображення інформації введено електронну обчислювальну машину. UA 75245 U (12) UA 75245 U UA 75245 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до галузі електрозв'язку і може бути використана для побудови передавальної частки лазерної вимірювальної системи (ЛВС) 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), блоки відображення інформації (БВІ) та Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера. Недоліками відомого каналу є те, що він не може розпізнавати ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС" [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, блок розпізнавання (БР), резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми І, резонансні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину, блоки відображення інформації, та Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера, б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА. 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 з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання кутових швидкостей ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, його розпізнавання. 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, блок розпізнавання, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми І, резонансні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину, блоки відображення інформації та Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм oп, 2Δvм оп, 3Δvм on, 6Δvм оп) від передавального лазера, б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА, після СП замість ЕЦОМ і БВІ введено електронну обчислювальну машину (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу пов'язана з використанням одномодового богаточастотного із синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача та ЧЧМ [3]. 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, збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, його розпізнаванні. На фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: Δvм оп, 2Δvм , 3Δvм оп, 6Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів від лазераоп передавача; б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарату. 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 з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, 1 UA 75245 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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, електронну обчислювальну машину та Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера, б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА. Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу полягає у наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера (Лн) за допомогою СПМ виділяються необхідні пари частот для створення рівносигнального напрямку на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки 4-м парціальним ДС, які частково перетинаються, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих" різницевими частотами міжмодових биттів). Δv54=v5-v4=Δvм, Δv97=v9-v7=2Δvм, Δv63=v6-v3=3Δvм, Δv82=v8-v2=6Δvм. Сигнал частот міжмодових биттів Δvм, 2Δvм, 3Δvм та 6Δvм 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, 2). Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від КЕ. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот v5,v4=Δvм, v9,v7=2Δvм, v6,v3=3Δvм та v8,v2=6Δvм фокусується в скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС лазерного випромінювання у кожній із двох ортогональних площин α і β або X і У, при цьому створюється РСН (фіг. 2). Прийняті ПРМО від ЛА лазерні імпульсні сигнали і огинаючі сигнали ДС лазерного випромінювання, відбиті в процесі сканування чотирьох ДС, за допомогою фотодетектора перетворюються в електричні імпульсні сигнали на несучих частотах і різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП вони розподіляються по РП, що настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів Δvм від, 2Δvм від, 3Δvм від, 6Δvм від. Імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 1 і РП 2 (РП Δvм від і РП 2Δvм від), формують сигнал прискорення α', а РП 3 і РП 4 (РП 3Δvм від і РП 6Δvм від) - прискорення β'. Формування сигналу прискорення α' полягає у наступному. Виділені імпульси ФІ 1 першої І лінії від опорної частоти Δvм оп надходять на РЛч 1 (фіг. 3). У цей же час відбитий від ЛА оптичний сигнал частоти міжмодових биттів, який перетворюється ФТД у радіочастоту міжродових биттів Δvм від, змінюється за законом руху ДС лазерного випромінювання, перетворюється у другої 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. Перший імпульс, який надходить від тригера, відкриває РЛч для рахування імпульсів від ФІ 1 і схему І 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 та наступні імпульси надходять на тригер і роблять аналогічні дії першому. Другий імпульс не надходить на схему І, а третій імпульс, як і перший, надходить 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 скороченого півперіоду сканування (руху ДС лазерного випромінювання). Півперіод сканування подовжується тоді, коли швидкість руху ЛА співпадає зі швидкістю руху ДС лазерного випромінювання, а коли не співпадає - скорочується. Формування сигналу прискорення β' відбувається таким же чином, як для прискорення α'. Отримання інформації про кутові швидкості (прискорення α' і β') з її відображенням відбувається в ЕОМ. Також 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. Вимірювальна інформація про тангенціальну складову швидкості (кутові швидкості) ЛА від каналу кутових швидкостей використовується в БР для розпізнавання ЛА, що супроводжується. Формування ДС лазерного випромінювання, створення РСН пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що пред'являються до спектру випромінювання одномодового багаточастотного лазера-передавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових биттів. Джерела інформації: 2 UA 75245 U 5 10 1. Деклараційний патент на винахід 63285 А, Україна, МПК G01S 11/04, G01S 17/42. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів на основі 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 № 52934, Україна, МПК 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. Патент на корисну модель № 55645, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. 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 15 20 25 Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС 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, блок розпізнавання, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми I, резонансні лічильники, схеми порівняння (СП) та Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера, б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарата, який відрізняється тим, що після СП замість електронно-цифрової обчислювальної машини і блоків відображення інформації введено електронну обчислювальну машину. 3 UA 75245 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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