Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для лвс полігонного випробувального комплексу

Реферат: Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти мiжмодових биттів vм, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів vм і 2vм, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "І", лічильник (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок, випрямляч та блок відображення інформації про вимірювальну похилу дальність. Після Лч замість електронноцифрової обчислювальної машини введено електронну обчислювальну машину. UA 71018 U (12) UA 71018 U UA 71018 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 передаючої частки лазерної вимірювальної системи (ЛВС) з частотно-часовим методом (ЧЧМ) пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарату (ЛА). Відомий "Канал вимірювання похилої дальності літальних апаратів на основі модернізованого частотно-часового методу вимірювання" [1], який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод (СПМ), призми для частоти міжмодових биттів vм, блок дефлекторів (БД), перемикач для частот міжмодових биттів vм і 2vм, передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектори (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів (ФІ), тригер ("1"|"0"), схему "і" ("І"), лічильник (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання (Фп), детектор (Д), диференційовану оптику (ДО), підсилювач (П), фільтр (Ф), диференційований ланцюжок (ДЛ), випрямляч (Вип), електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ) та блок відображення інформації (БВІ) про вимірювальну похилу дальність R. Недоліками відомого каналу є те, що він не здійснює сканування сумарною діаграмою спрямованості (ДС) лазерного випромінювання за умови пошуку ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС" [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів vм, модифікований блок дефлекторів (МБД), перемикач для частот міжмодових биттів vм і 2vм, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "і", лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок, випрямляч, електронно-цифрову обчислювальну машину та блок відображення інформації про вимірювальну похилу дальність. Недоліком каналу-прототипу є те, що він не забезпечує збереження інформації, яка оброблена під час проведення вимірювань ЛА. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полігонного випробувального комплексу, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання похилої дальності до ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, збереження інформації, яка оброблена під час проведення вимірювань ЛА та, в разі необхідності пошуку ЛА, сканування сумарною ДС у заданій зоні. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомий канал-прототип, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призму для частоти міжмодових биттів vм, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів vм і 2vм, призму для частоти міжмодових биттів vм, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "і", лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок, випрямляч, електронно-цифрову обчислювальну машину та блок відображення інформації про вимірювальну похилу дальність R, після Лч замість ЕЦОМ введено електронну обчислювальну машину (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полігонного випробувального комплексу пов'язана з використанням ЧЧМ [3] та синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазерапередавача. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у високоточному вимірюванні похилої дальності до ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі пошуку ЛА, скануванні сумарною ДС лазерного випромінювання у заданій зоні по заданому закону. На фіг. 1 приведено передаючий бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу. На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною ДС лазерного випромінювання у невеликому куті і окремо 4-ма діаграмами спрямованості в ортогональних площинах. На фіг. 3 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу. 1 UA 71018 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На фіг. 4 приведені епюри напруг з виходів блоків каналу, де: а) від блоку опорного сигналу; б) від блоку відбитого сигналу. Запропонований канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів vм, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів vм і 2vм, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "і", лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок, випрямляч, електронну обчислювальну машину та блок відображення інформації про вимірювальну похилу дальність. Робота запропонованого каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полігонного випробувального комплексу полягає в наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера-передавача (Лн) за допомогою СПМ виділяються необхідні пари частот для створення рівносигнального напрямку на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки 4-м парціальним діаграмам спрямованості, які частково перетинаються, за умови використання різницевих частот міжмодових биттів: v54=v5-v4=vм, v97=v9-v7=2vм, v63=v6-v3=3vм, v82=v8-v2=6vм. Сигнал частот міжмодових биттів vм, 2vм, 3vм та 6vм надходить на МБД, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС лазерного випромінювання попарно зустрічно сканують МБД 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=vм, v9,v7=2vм, v6,v3=3vм та v8,v2=6vм 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 (фіг. 2). Прийняті ПРМО від ЛА, відбиті в процесі сканування чотирьох ДС, лазерні імпульсні сигнали і огинаючі сигнали ДС лазерного випромінювання за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП, вони розподіляються по резонансних підсилювачах, які настроєні на відповідні частоти: vм від, 2vм від, 3vм від, 6Avм від. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП1 (РП vм від) формують сигнал про похилу дальність до ЛА, а РП2 (РП 2м від), РП3 (РП 3vм від) і РП4 (РП 6vм від) - формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛВС (фіг. 1). Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності до ЛА полягає в наступному (фіг. 2, 3). На передаючому боці. Виділена селектором подовжніх мод із спектру випромінювання лазера перша пара частот v5,4, розщеплюється під дією розщеплювача (призми) на два оптичні сигнали: 1) основний - сканується МБД під певним кутом (з часом Т пр, що задається від БКД), який проходить через перемикач (П) для виділення "бланкуючого" імпульсу (бланк - нуль) і розщеплювач, де відбувається виділення додаткового сигналу (2) та надходить на ПРДО і далі на ЛА; 2) додатковий (1) - перетворюється ФТД в електричний імпульсний сигнал різницевої частоти міжмодового биття vм та надходить на ФІ1, де відбувається виділення "пачок" імпульсів, прийнятих схемою "І". Отриманий від ФТД, додатковий оптичний сигнал частоти v 5,4 з "бланкуючими" імпульсами перетворений в сигнал vм, здобуває чіткі границі "бланкуючого" імпульсу, проходячи оптику, що диференціює, - підсилюється. Фільтр зі смугою пропущення П=1/і (де і - тривалість імпульсу) виділяє з загального сигналу "бланкуючі" імпульси - в імпульсні сигнали, які, проходячи ланцюжок, що диференціює, і випрямляч - (ФІ=ДЛ+Вип), виділяються у виді одного короткого імпульсу за початок "бланкуючого" імпульсу та надходять на тригер з індексом "1", включаючи його. На прийомному боці. Відбитий від ЛА основний сигнал частот v5,4 у сумі з груповим, минаючи ПРМО, перетворюється ФТД в електричний імпульсний сигнал vм, підсилюється ШП, виділяється в РП, як сигнал міжмодової частоти vм і, проходячи через Дет, перетворюється таким же чином, як і додатковий електричний сигнал (2) частоти vм та надходить тільки на тригер з індексом "0", "перекидаючи" його. Сигнал, що надходить з тригера на схему "І", здійснює періодичне "відкриття" і "закриття" проходу для "пачок" імпульсів з ФІ1, що 2 UA 71018 U 5 10 15 20 25 30 підраховуються Лч та відпрацьовуються у вигляді числа R через ЕОМ на БВІ. Таким чином відбувається вимір R до ЛА на грубій шкалі. Перехід на точну шкалу (генерація пікосекундних імпульсів) здійснюється одразу після припинення включення перемикача (формування "бланкуючого" імпульсу). 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. Так як канал вимірювання похилої дальності до ЛА пропонується ввести до складу структури ЛІВС з ЧЧМ, то вмикання та вимикання перемикача (П) відбувається одночасно для 2-х (пар) частот v5,4 і v9,7. Апаратурні помилки виміру R до ЛА в запропонованому каналі - це помилки визначення початку і кінця відліку часового інтервалу, помилки за рахунок дискретності та нестабільності частоти проходження тактових (рахункових) імпульсів. Точність оцінки інтервалу визначається крутістю огинаючої при заданому граничному значенні напруги U п та залежить від форми скануючої ДС лазерного випромінювання і відношення сигнал/шум. В разі необхідності виявлення ЛА під час його пошуку груповий сигнал, який складений із частот міжмодових биттів, за допомогою МБД сканується сумарною ДС лазерного випромінювання у заданій зоні із заданим законом сканування, де кут та напрямок відхилення ДС задається БКД (фіг. 1, 2). Джерела інформації: 1. Деклараційний патент на винахід № 64961 А, Україна, МПК G01S17/42, G01S17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів на основі модернізованого частотночасового методу вимірювання. /Г.В. Альошин, О.В. Коломійцев, Д.П. Пашков. - № 2003032665; заяв. 27.03.2003; опубл. 15.03.2004; Бюл. № 3. - 8 с. 2. Патент на корисну модель № 47087, Україна, МПК G01S17/42, G01S11166. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС. /О.В. Коломійцев, В.В. Бєлімов, Д.Г. Васильєв та ін. - № u200909368; заяв. 11.09.2009; опубл. 11.01.2010; Бюл. № 1. - 10 с. 3. 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 35 40 45 Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полігонного випробувального комплексу, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти мiжмодових биттів vм, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів vм і 2vм, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "І", лічильник (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок, випрямляч та блок відображення інформації про вимірювальну похилу дальність, який відрізняється тим, що після Лч замість електронно-цифрової обчислювальної машини введено електронну обчислювальну машину. 3 UA 71018 U 4 UA 71018 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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