Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з модифікованим селектором подовжніх мод (мспм) для лазерної інформаційно-вимірювальної системи (лівс) полігонного випробувального комплексу

Реферат: Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з модифікованим селектором подовжніх мод (МСПМ) для лазерної інформаційно-вимірювальної системи (ЛІВС) полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), МСПМ, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему "і", лічильник (Лч), змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δνп та 6Δνм - введення опорної частоти (6Δνм оп) від передавального лазера (Лн+МСІІМ). Після Лч додатково розміщено електронну обчислювальну машину. UA 78037 U (12) UA 78037 U UA 78037 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електрозв'язку і може бути використана для синтезу лазерної інформаційно-вимірювальної системи (ЛІВС) з частотно-часовим методом (ЧЧМ) пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарата (ЛА). Відомий «Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для лазерної інформаційно-вимірювальної системи» [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), інформаційний блок (ІБ), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ), схему "і" («І»), лічильник (Лч), змішувачі (ЗМ), фільтр (Ф), формувач мірних імпульсів (ФМІ), дешифратор (ДШ), фазову автопідстройку частоти (ФАПЧ) на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор (КГ), опорний генератор (ОГ) з частотою підставки Δп, електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ), блок відображення інформації (БВІ) та 6Δм - введення опорної частоти (6Δм оп) від передавального лазера (Лн+СПМ). Недоліком відомого каналу є те, що він не здійснює інформаційний взаємозв'язок з ЛА на несучих частотах νn. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є «Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з МСПМ» [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод (МСПМ), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему "і", лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δп, електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6Δм - введення опорної частоти (6Δм оп) від передавального лазера (Лн+МСПМ). 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 радіальної швидкості літальних апаратів з МСПМ для ЛІВС полігонного випробувального комплексу, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання радіальної швидкості ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, багатоканальний (Ν) інформаційний взаємозв'язок з ним на несучих частотах n 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, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему "і", лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δп, електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ), блок відображення вимірювальної інформації (БВІ) про радіальну швидкість R' ЛА та 6Δм - введення опорної частоти (6Δм оп) від передавального лазера (Лн+МСПМ), після ДШ замість ЕЦОМ і БВІ розміщено електронну обчислювальну машину (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з МСПМ для ЛІВС полігонного випробувального комплексу пов'язана з використанням одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача та частотно-часового методу (ЧЧМ) [3]. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у високоточному вимірюванні радіальної швидкості R' ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, багатоканальному (N) інформаційному взаємозв'язку з ним на несучих частотах n та збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА. На фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: 1 - вимірювальний сигнал; 2 - інформаційний сигнал. На фіг. 2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: І структурна схема реалізації стежуючого принципу вимірювання; II - структурна схема вимірювання радіальної швидкості ЛА. 1 UA 78037 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На фіг. 3 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-ма діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. Запропонований канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з МСПМ для ЛІВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему "і", лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δп, електронну обчислювальну машину та 6Δм - введення опорної частоти (6Δм оп) від передавального лазера (Лн+МСПМ). Робота запропонованого каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з МСПМ для ЛІВС полігонного випробувального комплексу полягає у наступному. Зі спектра випромінювання одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод лазерапередавача (Лн) за допомогою МСПМ виділяються необхідні частоти та їх комбінації для створення: - багатоканального (N) інформаційного зв'язку, за умови використання сигналу із подовжніх мод (несучих частот n); - РСН на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки 4-м парціальним діаграмам спрямованості, що частково перетинаються, за умови використання комбінацій подовжніх мод («підфарбованих» різницевими частотами міжмодових биттів): Δ54=5-4=Δм, Δ97=9-7=2Δ м, Δ63=6-3=3ΔM, Δ82=8-2=6 Δм. Груповий сигнал, який складений з несучих частот n, минаючи БД, надходить на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від ІБ та формує багатоканальний (N) інформаційний сигнал, що передається для ЛА (взаємозв'язок) (фіг. 1, 2). Водночас сигнал частот міжмодових биттів Δм, 2Δм, 3Δм та 6Δνм надходить на БД, який створений з 4-х дефлекторів. Парціальні ДС попарно зустрічно сканують БД у кожній з двох ортогональних площин. Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від КЕ. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот 5,4=м, 9,7=2м, 6, 3=3m, 8,2=6m фокусується в скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС лазерного випромінювання у кожній з двох ортогональних площин  і  або X і У. При цьому інформаційні сигнали (частоти n) проходять вдовж РСН. Прийняті ПРМО від ЛА інформаційні та відбиті в процесі сканування чотирьох ДС лазерні імпульсні сигнали і огинаючі сигнали ДС лазерного випромінювання за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на несучій частоті і різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені широкосмуговим підсилювачем вони розподіляються: - в ІБ для обробки інформації, що приймається від ЛА; - по РП, які настроєні на відповідні частоти Δм, 2Δм, 3Δм, 6Δм. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 4 (РП 6ΔΜ), формують сигнал радіальної швидкості, а РП 1 (РП Δм), РП 2 (РП 2Δм) і РП 3 (РП 3Δм) - формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛІВС. Принцип вимірювання радіальної швидкості ЛА полягає у наступному (фіг. 1-3). На перший змішувач (ЗМ1) від РП 4 (РП 6Δм) подається сигнал із частотою 6Δм від, який змішується через зворотній зв'язок зі сумішшю частот 6Δм від+м п, від керуючого генератора та фільтрується. У фазовій автопідстройці частоти на частоті міжмодових биттів цей сигнал змішується з частотою п від опорного генератора. Отриманий сигнал з частотою Δг з виходу А керуючого генератора подається на вхід ЗМ2, де змішується з опорною частотою 6Δм. Сигнал різницевої частоти 6Δм від (Δм-м п), отриманий з виходу Ф2, через формувач імпульсів надходить на схему «І». На лічильник проходить пачка імпульсів, обумовлена мірним інтервалом від ФМІ. Виділена дешифратором кількість рахункових імпульсів пропорційна частоті м допл, перетворюється в ЕОМ у цифроаналоговий сигнал, що у цифровому вигляді відображає радіальну швидкість ЛА на цифровому табло. 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. 2 UA 78037 U Кількість інформаційних каналів (N) залежить від кількості мод (несучих частот n), які мають необхідні вихідні характеристики для використання. 5 10 15 Джерела інформації 1. Патент на корисну модель № 25800, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для лазерної інформаційновимірювальної системи. / О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Баранник та ін. - № u 200703166; заяв. 26.03.2007; опубл. 27.08.2007; бюл. № 13 - 8 с. 2. Патент на корисну модель № 68909, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з МСПМ. / О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, Д.Г. Васильєв та ін. - № u 201113580; заяв. 18.11.2011; опубл. 10.04.2012; бюл. № 7. 4 с. 3. Патент на корисну модель № 55645, Україна, MПК G01S 17/42, G01S 17/66. Частотночасовий метод пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарату. / О.В. Коломійцев - № u 201005225; заяв. 29.04.2010; опубл. 27.12.2010; бюл. № 24. - 14 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з модифікованим селектором подовжніх мод (МСПМ) для лазерної інформаційно-вимірювальної системи (ЛІВС) полігонного випробувального комплексу, що містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), МСПМ, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему "і", лічильник (Лч), змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δνп та 6Δνм - введення опорної частоти (6Δνм оп) від передавального лазера (Лн+МСІІМ), який відрізняється тим, що після Лч розміщено електронну обчислювальну машину. 3 UA 78037 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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