Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ла для мобільної суміщеної вимірювальної системи

Реферат: Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для мобільної суміщеної вимірювальної системи, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, оптико-електронний модуль, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б - введенням сигналу тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) літального апарату, що виміряна, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, змішувачі, фільтри, фазове автоналаштування частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки vп, формувач імпульсів, схему "і", формувач мірних імпульсів, лічильник, дешифратор, електронну обчислювальну машину та 6vм - введення опорної частоти (6vм оп) від передавального лазера (Лн+СПМ БРК). Додатково введено гіростабілізовану платформу. UA 110325 U (12) UA 110325 U UA 110325 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі електрозв'язку і може бути використана для побудови передавальної частки мобільної суміщеної вимірювальної системи (МСВС). Відомий "Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для полігонного випробувального комплексу" [1], який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), модифікований блок дефлекторів (МБД), передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектор (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), багатофункціональний інформаційний блок (БІБ) з б - введенням сигналу тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) літального апарату (ЛА), що виміряна, 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), фазове автоналаштування частоти (ФАПЧ) на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор (КГ), опорний генератор (ОГ) з частотою підставки Δv n, електронну обчислювальну машину (ЕОМ) та 6Avм - введення опорної частоти (6Δvм оп) від передавального лазера (Лн+СПМБРК). Недоліком відомого каналу є те, що він не здійснює об'єктивний контроль у денних і нічних умовах під час проведення випробувань ЛА. Найбільш близьким аналогом є "Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для комбінованої лазерної системи" [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, оптико-електронний модуль (OEM), який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б введенням сигналу тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) ЛА, що виміряна, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, змішувачі, фільтри, фазове автоналаштування частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δvn, формувач імпульсів, схему "і", формувач мірних імпульсів, лічильник, дешифратор, електронну обчислювальну машину та 6Δv м - введення опорної частоти (6Δvм on) від передавального лазера (Лн+СПМБРК). Недоліком є те, що він не забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи, на якій розміщується суміщена приймально-передавальна апаратура та виконавчі механізми (ВМ) по кутах азимута α і місця β. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для мобільної суміщеної вимірювальної системи, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання радіальної швидкості ЛА у широкому діапазоні дальностей, багатоканальну (N) передачу команд керування на ЛА на частотах міжмодових биттів 9vм…Nvмn, об'єктивний контроль, розширення функціональних можливостей під час проведення випробувань ЛА у нічний час, збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА, дотримання просторової стабілізації платформи, на якій розміщуються суміщена приймально-передавальна апаратура і ВМ по кутах азимута α і місця β та, в разі необхідності, його пошук у заданій зоні за заданим законом сканування ДС лазерного випромінювання і розпізнавання. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, оптико-електронний модуль, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б - введенням сигналу тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) ЛА, що виміряна, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, змішувачі, фільтри, фазове автоналаштування частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Avn, формувач імпульсів, схему "і", формувач мірних імпульсів, лічильник, дешифратор, електронну обчислювальну машину та 6vм - введення опорної частоти (6vм on) від передавального лазера (Лн+СПМБРК), згідно з корисною моделлю, додатково введено гіростабілізовану платформу (ГСП). Побудова каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для мобільної суміщеної вимірювальної системи пов'язана з використанням одномодового богаточастотного з 1 UA 110325 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача, частотно-часового методу (ЧЧМ) вимірювання [3] та OEM. 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, багатоканальної (N) передачі команд керування на ЛА на частотах міжмодових биттів, здійсненні об'єктивного контролю у денних і нічних умовах, збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА, забезпеченні просторової стабілізації платформи, на якій розміщуються суміщена приймальнопередавальна апаратура і виконавчі механізми та, в разі необхідності, його пошуку у заданій зоні і розпізнаванні. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: І - вимірювальний сигнал; II інформаційний сигнал; III - комбінований сигнал у видимому і інфрачервоному діапазонах; б введення сигналу тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) літального апарату, що виміряна. На фіг. 2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: І структурна схема реалізації слідкуючого принципу вимірювання; II - структурна схема вимірювання радіальної швидкості ЛА. На фіг. 3 створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною діаграмою спрямованості (ДС) лазерного випромінювання у невеликому куті і окремо 4-ма ДС в ортогональних площинах. Запропонований канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для мобільної суміщеної вимірювальної системи містить керуючий елемент 1, блок керування дефлекторами 2, лазер з накачкою 3, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів 4, модифікований блок дефлекторів 5, передавальну оптику 6, оптико-електронний модуль 7, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику 8, фотодетектор 9, широкосмуговий підсилювач 10, багатофункціональний інформаційний блок 11 з б - введенням сигналу тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) ЛА, що виміряна, резонансні підсилювачі 12, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, змішувачі (ЗМ 113 і ЗМ 2-14), фільтри (Ф 1-15 і Ф 2-16), фазове автоналаштування частоти на частоті міжмодових биттів 17, керуючий генератор 18, опорний генератор 19 з частотою підставки vn, формувач імпульсів 20, схему "і" 21, формувач мірних імпульсів 22, лічильник 23, дешифратор 24, електронну обчислювальну машину 25, гіростабілізовану платформу 26 та 6vм - введення опорної частоти (6vм on) від передавального лазера (Лн+СПМ БРК). Робота запропонованого каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для мобільної суміщеної вимірювальної системи полягає у наступному. Зі спектра випромінювання одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод лазера-передавача (Лн) за допомогою СПМ БРК виділяються необхідні пари частот для створення: багатоканального (N) інформаційного зв'язку, за умови використання сигналів комбінацій подовжніх мод (на різницевій частоті міжмодових биттів Av101=V10-V1=9vм, …Nvмn); 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) v54=v5v4=vм, v97=v9-V7=2vм, v63=v6-v3=3м, v82=v8-v2=6vм. Груповий лазерний сигнал, який складається з частот міжмодових биттів Nvмn, минаючи МБД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від БІБ та формує багатоканальний (N) інформаційний сигнал, що передається ЛА (створення взаємозв'язку) (фіг. 1-3). Водночас імпульсний лазерний сигнал (вимірювальний) частот міжмодових биттів vм, 2vм, 3vм та 6vм надходить на МБД, який складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС лазерного випромінювання попарно зустрічно сканують МБД у кожній з двох ортогональних площин (фіг. 1, 3). Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від керуючого елемента. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот v 5,v4=vм, v9,v7=2vм, v6,v3=3vм та v8,v2=6vм фокусується в скануємі точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС лазерного випромінювання у кожній з двох 2 UA 110325 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ортогональних площин α і β (X і У). При цьому груповий (інформаційний) лазерний сигнал частот 9Avм…NAvмn проходить вдовж РСН (фіг. 3). Прийняті ПРМО від ЛА інформаційні та лазерні імпульсні сигнали і огинаючі сигнали ДС лазерного випромінювання, відбиті в процесі сканування чотирьох ДС, за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на несучих частотах і різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП вони розподіляються: в БІБ для обробки інформації, що приймається від ЛА та його розпізнавання; по РП, що настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів vм від, 2vм від, 3vм від, 6vм від. Імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 4 (РП 6vм), формують сигнал для визначення R' ЛА, а РП 1 (РП vм), РП 2 (РП 2vм) і РП 3 (РП 3vм) - формують сигнали для інших вимірювальних каналів МСВС. Принцип вимірювання R' ЛА полягає у наступному (фіг. 1, 2). На перший змішувач (ЗМ1) від РП 4 (РП 6vм) подається сигнал з частотою 6vм від, який змішується через зворотній зв'язок з сумішшю частот 6vм від+vм п, від КГ та фільтрується. У ФАПЧ на частоті міжмодових биттів цей сигнал змішується з частотою vn від ОГ. Отриманий сигнал з частотою vr з виходу А керуючого генератора подається на вхід другого змішувача (ЗМ2), де змішується з опорною частотою 6vм. Сигнал різницевої частоти 6vм від - (Avм -vм п), отриманий з виходу Ф2, через ФІ, надходить на схему "І". На Лч проходить пачка імпульсів, обумовлена мірним інтервалом від ФМІ. Виділена дешифратором кількість рахункових імпульсів пропорційна частоті v м допл, перетворюється у ЕОМ в цифро-аналоговий сигнал, що у цифровому вигляді відображає радіальну швидкість ЛА на цифровому табло. Оптико-електронний модуль постійно здійснює у денних і нічних умовах у видимому та інфрачервоному діапазонах спостереження за ЛА, який супроводжується. Відображення інформації, що приймається (передається) від ЛА, об'єктивний контроль та обробка (вимірювання) кутової швидкості 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. Підвищення швидкості обробки інформації, яка поступає на ЕОМ здійснюється за рахунок використання технології синтезу часу параметризованих паралельних програм. Вимірювальна інформація про тангенціальну швидкість (кутові швидкості) ЛА від каналу кутових швидкостей використовується в БІБ для розпізнавання ЛА, що супроводжується. Гіростабілізована платформа забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи каналу, на якій розміщена суміщена приймально-передавальна апаратура та ВМ по кутах азимута α і місця β. В разі необхідності виявлення ЛА у заданій точці простору груповий сигнал, який складений з частот міжмодових биттів і несучих частот v n, сканується у вигляді сумарної ДС лазерного випромінювання за допомогою МБД, де кут та напрямок відхилення сумарної ДС задається БКД (фіг. 1-3). Кількість інформаційних каналів (N) залежить від кількості мод (несучих частот v n), які мають необхідні вихідні характеристики для використання. Формування сумарної ДС лазерного випромінювання, створення РСН, інформаційного каналу для каналу, що пропонується, пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що пред'являються до спектра випромінювання одномодового багаточастотного лазерапередавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових биттів. Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель 87854, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для полігонного випробувального комплексу / О.В. Коломійцев, І.І. Сачук, Г.В. Альошин та ін. - № u201309237; заяв. 22.07.2013; опубл. 25.02.2014, Бюл. № 4. - 6 с. 2. Патент на корисну модель 100573, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для комбінованої лазерної системи / О.В. Коломійцев, І.І. Сачук, A.M. Гордієнко та ін. - № u201502490; заяв. 19.03.2015; опубл. 27.07.2015, Бюл. № 14. - 5 с. 3 UA 110325 U 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. 5 10 15 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для мобільної суміщеної вимірювальної системи, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, оптико-електронний модуль, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б - введенням сигналу тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) літального апарату, що виміряна, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, змішувачі, фільтри, фазове автоналаштування частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки vп, формувач імпульсів, схему "і", формувач мірних імпульсів, лічильник, дешифратор, електронну обчислювальну машину та 6vм - введення опорної частоти (6vм оп) від передавального лазера (Лн+СПМ БРК), який відрізняється тим, що додатково введено гіростабілізовану платформу. 4 UA 110325 U Комп’ютерна верстка Т. Вахричева 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 5