Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з бспм

Реферат: Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з БСПМ містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми I, реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронноцифрову обчислювальну машину та Δνм оп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (∆vм оп, 2Δνм оп, 3Δνм оп, 6Δνм оп) від передавального лазера. Після Лн замість селектора подовжніх мод введено багатоканальний селектор подовжніх мод. UA 68153 U (12) UA 68153 U UA 68153 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 синтезу 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" ("І"), резонансні лічильники (РЛч), схеми порівняння (СП), електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ) та блоки відображення інформації (БВІ), Δν м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів Δνм оп, 2Δνм оп, 3Δνм оп, 6Δνм оп) від передаючого лазера. Недоліком відомого каналу є відсутність можливості здійснювання інформаційного взаємозв'язку з ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, обраним 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), резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми І, реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину та Δνм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δνм оп, 2Δνм оп, 3Δνм оп, 6Δνм оп) від лазера, що передає. Недоліком каналу-прототипу є те, що він не здійснює інформаційного взаємозв'язку з ЛА на несучих частотах νn. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з БСПМ, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання кутових швидкостей (прискорення ' і ') ЛА при одночасному його багатоканальному (N) інформаційному взаємозв'язку на несучих частотах νn і частоті міжмодових биттів. 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, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми І, реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину та Δνм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δνм оп, 2Δνм оп, 3Δνм оп, 6Δνм оп) від передавального лазера, після Лн замість СПМ введено багатоканальний СПМ (БСПМ) [3]. Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з БСПМ пов'язана з використанням синхронізованого одномодового багаточастотного випромінювання єдиного лазера-передавача та ЧЧМ [4]. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає в високоточному вимірюванні кутової швидкості (прискорення ' і ') ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту та багатоканальному (N) інформаційному взаємозв'язку з ЛА на несучих частотах ν n і частоті міжмодових биттів (підвищення об'єму інформації, яка передається та приймається). На фіг.1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: 1 вимірювальний сигнал; 2 - інформаційний сигнал та сигнал із просторовою модуляцією поляризації; Δνм оп … - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δν м оп, 2Δνм оп, 3Δνм оп, 6Δνм оп) від лазера, що передає. На фіг.2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-мя діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. На фіг.3 приведені епюри напруг з виходів блоків пропонованого каналу. Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з БСПМ містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, багатоканальний селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми І, реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину та Δνм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δνм оп, 2Δνм оп, 3Δνм оп, 6Δνм оп) від лазера, що передає. 1 UA 68153 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Робота запропонованого каналу полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера (Лн) за допомогою БСПМ виділяються необхідні частоти та їх комбінації для створення: - багатоканального (N) інформаційного зв'язку, за умови використання сигналу комбінації подовжніх мод (на різницевій частоті міжмодових биттів Δν101= ν10-ν1=9Δνм), а також - подовжніх мод (несучих частот νn); - РСН на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки частковому перетину 4-х парціальних діаграм спрямованості, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих" різницевими частотами міжмодових биттів) Δν54=ν5-ν4=Δνм, Δν97=ν9-ν7=2Δνм, Δν63=ν6-ν3=3Δνм, Δν82=ν8-ν2=6Δνм. Груповий сигнал, який складений із частоти міжмодових биттів 9Δν м і несучих частот νn, минаючи БД, потрапляє 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 Δνм оп, 2Δνм оп, 3Δνм оп та 6Δνм оп 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: ν 5,ν4=Δνм, ν9,ν7=2Δνм, ν6,ν3=3Δνм та ν8,ν2=6Δνм 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 частоти νn та ν10,ν1=9Δνм проходять вдовж РСН (фіг.2). Прийняті прийомною оптикою від ЛА інформаційні та, відбиті в процесі сканування чотирьох ДС, лазерні імпульсні сигнали і огинаючи 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: Δνм оп, 2Δνм оп, 3Δνм оп, 6Δνм оп. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП1 і РП2 (РПΔν м і РП2Δνм) формують сигнал прискорення ', а РП3 і РП4 (РП3Δνм і РП6Δνм) - прискорення '. Формування сигналу прискорення ' полягає в наступному. Виділені імпульси ФІ 1 першої І лінії від опорної частоти Δνм оп надходять на реверсивний лічильник (РЛч 1) (фіг.3). У цей же час відбитий від ЛА оптичний сигнал частоти міжмодових биттів, який перетворюється ФТД у радіочастоту міжмодових биттів Δνм 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. Надходячи першим, імпульс 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 надходячих через нього імпульсів. Надходячи на тригер третій імпульс і т.д. 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 різносте число на схему порівняння і т.д. Таким чином, в РЛч записується число імпульсів, порівняно різності подовженого та покороченого (руху ДС) півперіоду сканування. Півперіод сканування подовжується тоді, коли швидкість руху ЛА співпадає з швидкістю руху ДС лазерного випромінювання, а коли не співпадає - покорочується (фіг.3). Формування сигналу прискорення ' відбувається таким же чином, як для прискорення '. Отримання інформації про кутові швидкості (прискорення ' і ') з її відображенням відбувається в ЕЦОМ. Кількість інформаційних каналів (N) залежить від кількості мод (несучих частот ν n), які мають необхідні вихідні характеристики для використання. 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 винахід № 25804, Україна, МПК G01S17/42, G01S17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів для лазерної інформаційно-вимірювальної системи. / 2 UA 68153 U 5 10 15 20 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, № 35476, Україна, МПК Н04Q1/453. Багатофункціональний селектор подовжніх мод / О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Баранник та ін. - №u200803489; заяв. 18.03.2008; опубл. 25.09.2008; Бюл. № 18 - 8 с. 4. 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 Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з БСПМ, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми I, реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину та Δνм оп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (∆vм оп, 2Δνм оп, 3Δνм оп, 6Δνм оп) від передавального лазера, який відрізняється тим, що після Лн замість селектора подовжніх мод введено багатоканальний селектор подовжніх мод. 3 UA 68153 U 4 UA 68153 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 5