Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для лвс полігонного випробувального комплексу

Реферат: Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми I, резонансні лічильники, схеми порівняння (СП) та блоки відображення інформації, Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3 Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера. Після СП замість електронноцифрових обчислювальних машин введено електронні обчислювальні машини. UA 71844 U (12) UA 71844 U UA 71844 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 вимірювальної системи (ЛВС) з частотно-часовим методом (ЧЧМ) пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарата (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-цифрові обчислювальні машини (ЕЦОМ) та блоки відображення інформації (БВІ), Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера. Недоліками відомого каналу є те, що він не здійснює сканування сумарною діаграмою спрямованості (ДС) за умови пошуку ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС" [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, модифікований блок дефлекторів (МБД), передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми І, резонансні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрові обчислювальні машини та блоки відображення інформації, Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передаючого лазера. 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 кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полігонного випробувального комплексу, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання кутових швидкостей 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, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми І, резонансні лічильники, схеми порівняння, електронно-цифрові обчислювальні машини та блоки відображення інформації, Δv м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δv м оп, 2Δvм on, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передаючого лазера, після СП замість ЕЦОМ введено електронні обчислювальні машини (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полігонного випробувального комплексу пов'язана з використанням ЧЧМ [3] та синхронізованого одномодового багаточастотного випромінювання єдиного лазерапередавача. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у високоточному вимірюванні кутових швидкостей 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 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де Δv м оп, 2Δvм , 3Δvм оп, 6Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів від лазераоп передавача. На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною ДС лазерного випромінювання у заданому куті і, окремо, 4-ма діаграмами спрямованості в ортогональних площинах. На фіг. 3 приведені епюри напруг з виходів блоків запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей. Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полігонного вимірювального комплексу містить керуючий елемент, блок 1 UA 71844 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми І, резонансні лічильники, схеми порівняння, електронні обчислювальні машини та блоки відображення інформації, Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3Δvм оп, 6Δvм оп) від передаючого лазера. Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей 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 парціальним діаграмам спрямованості, що частково перетинаються, за умови використання різницевих частот міжмодових биттів: Δv54=v5-v4=Δvм, Δv97=v9-v7=2Δvм, Δv63=v6-v3=3Δvм, Δv82=v8-v2=6Δvм. Сигнал частот міжмодових биттів Δvм, 2Δvм, 3Δvм та 6Δvм надходить на модифікований блок дефлекторів, що складається з 4 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 керуючого елемента. Проходячи через передаючу оптику, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот: v5,v4=Δvм, v9,v7=2Δvм, v6,v3=3Δvм та v8,v2=6Δvм, фокусується в скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС у кожній із двох ортогональних площин α і β або X і У (фіг. 2). Прийняті приймальною оптикою від ЛА, відбиті в процесі сканування чотирьох ДС, лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС лазерного випромінювання за допомогою фотодетектора перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені широкосмуговим підсилювачем, вони розподіляються по резонансних підсилювачах, які настроєні на відповідні частоти: Δv м від, 2Δvм від, 3Δvм від, 6Δvм від. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП1 і РП2 (РП Δv м від і РП 2Δvм від) формують сигнал кутової швидкості α', а РПЗ і РП4 (РП 3Δvм від і РП 6Δvм від) - кутової швидкості β'. Формування сигналу прискорення α' полягає в наступному. Виділені імпульси ФІ 1 першої І лінії від опорної частоти Δv м 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. Надходячи першим, імпульс від тригера відкриває РЛч для рахування імпульсів від ФІ 1 на схему І та для перезапису на схему порівняння. Другий імпульс від тригера надходить на реверсивний вхід того ж РЛч, який здійснює зворотний рахунок імпульсів, що надходять через нього. 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 різницеве число на схему порівняння і т.д. Таким чином, в РЛч записується число імпульсів, порівняно різниці 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 кутової швидкості β' відбувається таким же чином, як і для кутової швидкості α' (фіг. 1). Отримання інформації про кутові швидкості α' і β' відбувається у відповідних ЕОМ, а відображення - у блоках відображення інформації. 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. 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: 2 UA 71844 U 5 10 1. Деклараційний патент на винахід № 63285 А, Україна, MПК G01S11/04, G01S17/42. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів на основі 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 корисну модель № 47088, Україна, МПК G01S17/42, G01S17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС. / О.В. Коломійцев, В.В. Бєлімов, Д.Г. Васильєв та ін. - № u200909369; заяв. 11.09.2009; опубл. 11.01.2010; Бюл. № 1.-8 с. 3. Патент на корисну модель № 55645, Україна, MПК 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 15 20 Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з додатковим скануванням для ЛВС полігонного випробувального комплексу, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми I, резонансні лічильники, схеми порівняння (СП) та блоки відображення інформації, Δvм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Δvм оп, 2Δvм оп, 3 Δvм оп, 6Δvм оп) від передавального лазера, який відрізняється тим, що після СП замість електронно-цифрових обчислювальних машин введено електронні обчислювальні машини. 3 UA 71844 U 4 UA 71844 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