Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з мспм

Реферат: Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з МСПМ 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 І, реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронноцифрову обчислювальну машину та Δvм оп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера. Після Лн замість селектора подовжніх мод введено модифікований селектор подовжніх мод. UA 68584 U (12) UA 68584 U UA 68584 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 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), Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп 3Δvм оп, 6Δvм 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 Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера. Недоліком каналу-прототипу є те, що він не здійснює інформаційного взаємозв'язку з ЛА на несучих частотах vn. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з МСПМ, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання кутових швидкостей (прискорення ' і ') ЛА при одночасному його багатоканальному (N) інформаційному взаємозв'язку на несучих частотах vn. 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 Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера, після Лн замість СПМ введено модифікований СПМ (МСПМ) [3]. Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з МСПМ пов'язана з використанням синхронізованого одномодового богато-частотного 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 v n (підвищення об'єму інформації, яка передається та приймається). На фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: 1 вимірювальний сигнал; 2 - інформаційний сигнал; Δvм оп … - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера. 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 пропонуємого каналу. Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з МСПМ 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, тригери „1"|„0", схеми „і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину та Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера. 1 UA 68584 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Робота запропонованого каналу полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера (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 vn); - РСН на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки частково перетинаючихся 4-х парціальних діаграм спрямованості, 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. Груповий сигнал, який складений із несучих частот vn, 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 Δvм, 2Δvм, 3Δvм та 6Δvм 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: v 5,v4=Δvм, v9,v7=2Δvм, v6,v3=3Δvм та v8,v2=6Δvм фокусується в скануєми точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС лазерного випромінювання у кожній із двох ортогональних площин  і  або X і У. При цьому інформаційні сигнали (несучі частоти v n) 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: Δvм, 2Δvм, 3Δvм, 6Δvм. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП1 і РП2 (РПΔv м і PП2Δvм) формують сигнал прискорення ', а РП 3 і РП 4 (РП3Δvм і РП6Δvм) - прискорення '. Формування сигналу прискорення ' полягає в наступному. Виділені імпульси ФІ 1 першої І лінії від опорної частоти Δvм 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 Δvм 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. Надходячий 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 різностне 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 v n), які мають необхідні вихідні характеристики для використання. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент на винахід № 63285 А, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів на підставі модернізованого частотно-часового 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 G01S 17/42, G01S 17/66. 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. 2 UA 68584 U 5 3. Патент на корисну модель № 43725, Україна, МПК Н04Q 1/453. Модифікований селектор подовжніх мод. / О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Бєлімов та ін. - № u200903693; заяв. 15.04.2009; опубл. 25.08.2009; Бюл. № 16. - 6 с 4. 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 10 15 Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з МСПМ, 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 І, реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрову обчислювальну машину та Δvм оп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера, який відрізняється тим, що після Лн замість селектора подовжніх мод введено модифікований селектор подовжніх мод. 3 UA 68584 U 4 UA 68584 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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