Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для лівс полігонного випробувального комплексу

Реферат: Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для ЛІВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів м, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів м і 2м, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок для інформаційного взаємозв'язку з літальним апаратом (ЛА), резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер "1"|"0", схему "і", лічильники (Лч), фільтр із заданою смугою пропущення, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі та блок відображення вимірювальної інформації про похилу дальність R до ЛА. Після Лч замість електронно-цифрової обчислювальної машини введено електронну обчислювальну машину. UA 71020 U (12) UA 71020 U UA 71020 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 передавальної частки лазерної інформаційно-вимірювальної системи (ЛІВС) з частотно-часовим методом (ЧЧМ) пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарата (ЛА). Відомий ―Канал вимірювання похилої дальності 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), призми для частоти міжмодових биттів м, блок дефлекторів (БД), перемикач для частот міжмодових биттів м і 2м, 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‖), лічильники (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання (Фп), детектор (Дет), диференційовану оптику (ДО), підсилювач (П), фільтр (Ф), диференційовані ланцюжки (ДЛ), випрямлячі (Вип), електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ) та блок відображення вимірювальної інформації (БВІ) про похилу дальність R до ЛА. Недоліком відомого каналу є те, що він не здійснює інформаційний взаємозв'язок з ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення, вибраного як прототип, є ―Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для лазерної інформаційновимірювальної системи" [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів M, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів M і 2M, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок (ІБ) для інформаційного взаємозв'язку з ЛА, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер „1‖|„0‖, схему „і‖, лічильники, фільтр із заданою смугою пропущення, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі, електронно-цифрову обчислювальну машину та блок відображення вимірювальної інформації про похилу дальність R до ЛА. 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 похилої дальності до літальних апаратів для ЛІВС полігонного випробувального комплексу, який дозволить здійснювати інформаційний взаємозв'язок з ЛА, високоточне вимірювання похилої дальності у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту та збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомий канал-прототип, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів M, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів M і 2M, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок для інформаційного взаємозв'язку з ЛА, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер „1‖|„0‖, схему „і‖, лічильники, фільтр із заданою смугою пропущення, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі, електронно-цифрову обчислювальну машину та блок відображення вимірювальної інформації про похилу дальність R до ЛА, після Лч замість ЕЦОМ введено електронну обчислювальну машину (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для ЛІВС полігонного випробувального комплексу пов'язана з використанням ЧЧМ [3] та синхронізованого одномодового богаточастотного випромінювання єдиного лазера-передавача. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у інформаційному взаємозв'язку з ЛА, високоточному вимірюванні похилої дальності у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту та збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА. На фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: І - для визначення вимірювальної інформації; II - для обробки інформації, що отримується від ЛА. На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-ма діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. На фіг. 3 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу. На фіг. 4 приведені епюри напруг з виходів блоків вимірювання похилої дальності до ЛА, де: а) від блока опорного сигналу; б) від блока відбитого сигналу. 1 UA 71020 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонований канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для лазерної інформаційно-вимірювальної системи містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів M, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів м і 2м, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок для інформаційного взаємозв'язку з ЛА, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер „1"|„0", схему „і", лічильники, фільтр із заданою смугою пропущення, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі, електронну обчислювальну машину та блок відображення вимірювальної інформації про похилу дальність R до ЛА. Робота запропонованого каналу вимірювання похилої дальності літальних апаратів для ЛІВС полігонного випробувального комплексу полягає у наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера-передавача (Лн) за допомогою СПМ виділяються необхідні пари частот для створення: - інформаційного каналу зв'язку, за умови використання сигналу з різницевої частоти міжмодових биттів: 101=10-1=9м; - РСН на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки 4-ом парціальним діаграмам спрямованості, що частково перетинаються, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих" різницевими частотами міжмодових биттів): 54=5-4=м, 97=9-7=2м, 63=6-3=3ь, 82=8-2=6м. Сигнал частотою міжмодових биттів 9M, минаючи БД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від ІБ та формує інформаційний сигнал, що передається на ЛА (взаємозв'язок) (фіг. 1, 2). Сигнал частот міжмодових биттів м, 2м, 3м та 6м 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: 5,4=M, 9, 7=2м, v6,v3=3м, v8,v2=6м, та 10,1=9м (фіг. 1, 2) 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 лазерний сигнал 10, 1=9м проходить вдовж РСН (фіг. 2). Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності до ЛА полягає в наступному (фіг. 2-4). На передавальному боці. Виділена селектором подовжніх мод із спектра випромінювання лазера перша пара частот V5,4, розщеплюється під дією розщеплювача(призми) на два оптичні сигнали: 1) основний - сканується БД під певним кутом (з часом Т пр, що задається від БКД), який проходить через перемикач (П) для виділення ―фланкуючого‖ 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 м та надходить на ФІ1, де відбувається виділення ―пачок‖ імпульсів, прийнятих схемою ―І‖. Прийняті приймальною оптикою відбиті від ЛА інформаційний та, в процесі сканування чотирьох ДС, лазерні імпульсні сигнали і огинаючі сигнали ДС лазерного випромінювання за допомогою фотодетектора перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені широкосмуговим підсилювачем, вони розподіляються: - в ІБ для обробки інформації, яка приймається від ЛА; - по резонансних підсилювачах, які настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів: м , 2м від, 3м від, 6м від. від У зв'язку з тим, що канал, який пропонується, використовується у структурі ЛІВС, імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 1 (РП м від) формують сигнал про похилу дальність до ЛА, а РП 2, РП 3 і РП 4 (РП 2M від, РП 3M Від і РП 6м від) - до інших вимірювальних каналів. Отриманий від ФТД додатковий оптичний сигнал частоти 5,4 з ―бланкуючими‖ імпульсами, перетворений в сигнал м, здобуває чіткі границі ―бланкуючого‖ імпульсу та, проходячи ДО, підсилюється. Фільтр зі смугою пропущення П=1/і (де і - тривалість імпульсу) виділяє з 2 UA 71020 U 5 10 15 20 25 30 35 загального сигналу ―фланкуючі‖ імпульси - в імпульси сигнали, які, проходячи ДЛ і Вип (ФІ=ДЛ+Вип), виділяються у вигляді одного короткого імпульсу за початок "бланкуючого" імпульсу та надходять на тригер з індексом ―1‖, включаючи його. На приймальному боці. Відбитий від ЛА основний сигнал частот 5,4 у сумі з груповим, минаючи ГТРМО, перетворюється ФТД в електричний імпульсний сигнал м, підсилюється ПІП, виділяється в РП, як сигнал міжмодової частоти м і, проходячи через Дет, перетворюється таким же чином, як і додатковий електричний сигнал (2) частоти м 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 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). 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 5,4 i 9,7. 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 згинаючої при заданому граничному значенні напруги Uп та залежить від форми скануючої ДС лазерного випромінювання і відношення сигнал/шум. 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. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент на винахід №64961 А, Україна, МПК GO I S 17/42, G01 S 17/66. Канал вимірювання похилої дальності літальних апаратів на підставі 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 №25803, Україна, MTIKG01 S 17/42, G01 S 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для лазерної інформаційновимірювальної системи. /О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Баранник та ін. - № и200703185; заяв. 26.03.2007; опубл. 27.08.2007; Бюл. № 13.-8 с 3. Патент на корисну модель №55645, Україна, МПК GO I S 17/42, G01 S 17/66. Частотночасовий метод пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарату. /О.В. Коломійцев - № и201005225; заяв. 29.04.2010; опубл. 27.12.2010; Бюл. № 24.-14 с ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для ЛІВС полігонного випробувального комплексу, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів м, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів м і 2м, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок для інформаційного взаємозв'язку з літальним апаратом (ЛА), резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер "1"|"0", схему "і", лічильники (Лч), фільтр із заданою смугою пропущення, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі та блок відображення вимірювальної інформації про похилу дальність R до ЛА, який відрізняється тим, що після Лч замість електронно-цифрової обчислювальної машини введено електронну обчислювальну машину. 3 UA 71020 U 4 UA 71020 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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