Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю розпізнавання ла для лвс полігонного випробувального комплексу

Реферат: Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів Δvм, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Δvм і 2Δvм, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, блок розпізнавання, 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, диференційовані ланцюжки, випрямлячі та б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарата (ЛА). Після Лч замість електронно-цифрової обчислювальної машини і блока відображення вимірювальної інформації про похилу дальність до ЛА введено електронну обчислювальну машину. UA 75244 U (12) UA 75244 U UA 75244 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 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 Δvм, блок дефлекторів (БД), перемикач для частот міжмодових биттів Δvм і 2Δvм (П), передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів (ФІ), тригер ("1"|"0"), схему І, лічильник (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання (Фп), детектор (Д), 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 може розпізнавати ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС" [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів Δv м, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Δvм і 2Δvм, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, блок розпізнавання (БР), резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему І, лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі, електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про похилу дальність до ЛА та б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарата. 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 з можливістю розпізнавання ЛА 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 випробувань ЛА та, в разі необхідності, його розпізнавання. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал-прототип, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів Δvм, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Δvм і 2Δvм, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, блок розпізнавання, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему І, лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі, електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про похилу дальність до ЛА та б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарату, після Лч замість ЕЦОМ і БВІ введено електронну обчислювальну машину (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання похилої дальності до ЛА з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу пов'язана з використанням одномодового богаточастотного із синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача та ЧЧМ [3]. 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 необхідності, його розпізнаванні. На фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА. На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-ма діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. 1 UA 75244 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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. Запропонований канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів Δvм, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Δvм і 2Δvм, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, блок розпізнавання, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему І, лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі, електронну обчислювальну машину та б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА. Робота запропонованого каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу полягає у наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера (Лн) за допомогою СПМ виділяються необхідні пари частот для створення рівносигнального напрямку на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки 4-м парціальним ДС, які частково перетинаються, 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. Сигнал частот міжмодових биттів Δvм, 2Δvм, 3Δvм та 6Δvм потрапляє на БД, який створений з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС лазерного випромінювання попарно зустрічно сканують БД 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 v 5,v4=Δvм, v9,v7=2Δvм, V6,v3=3Δvм та v8,v2=6Δvм фокусується в скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС лазерного випромінювання у кожній із двох ортогональних площин α і β або X і У, при цьому створюється РСН (фіг. 2). Прийняті ПРМО від ЛА лазерні імпульсні сигнали і огинаючі сигнали ДС лазерного випромінювання, відбиті в процесі сканування чотирьох ДС, за допомогою фотодетектора перетворюються в електричні імпульсні сигнали на несучих частотах і різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП вони розподіляються по РП, що настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів Δvм від, 2Δvм від, 3Δvм віл, 6Δvм від. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 1 (РП Δvм від), формують сигнал про похилу дальність до ЛА, а РП2 (РП 2Δv м від), РП 3 (РП 3Δvм від) і РП 4 (РП 6Δvм від) формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛВС (фіг. 1). Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності R до ЛА полягає у наступному (фіг. 3, 4). На боці, який передає. Виділена СПМ із спектру випромінювання лазера-передавача перша пара частот v54 розщеплюється під дією розщеплювача (призми) на два оптичні сигнали: 1) основний - сканований БД 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) - перетворений ФТД в електричний імпульсний сигнал різницевої частоти міжмодового биття Δvм, надходить на ФІ1, де відбувається виділення "пачок" імпульсів, прийнятих схемою І. Отриманий від ФТД додатковий оптичний сигнал частоти v5,4 з "бланкуючими" імпульсами, перетворений в сигнал Δvм, здобуває чіткі границі "бланкуючого" імпульсу, проходячи ДО, підсилюється. Фільтр П=1/τі (де τі - тривалість імпульсу) виділяє з загального сигналу "бланкуючі" імпульси в імпульсні 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 боці, який приймає. Відбитий від ЛА основний сигнал частот v5,4 у сумі з груповим, минаючи ПРМО, перетворюється ФТД в електричний імпульсний сигнал Δvм, підсилюється ШП та виділяється в 2 UA 75244 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 РП, як сигнал міжмодової частоти Δvм від. Проходячи через Дет, він перетворюється точно також, як і додатковий електричний сигнал (2) частоти Δv м, 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, які підраховуються Лч і відпрацьовуються у ЕОМ та відображаються у вигляді числа, яке відповідає R до ЛА. Таким чином відбувається вимір похилої дальності до ЛА на грубій шкалі. Перехід на точну шкалу (генерація пікосекундних імпульсів) здійснюється одразу після припинення вмикання ключа (для формування "бланкуючого" імпульсу). Так як канал вимірювання похилої дальності до ЛА пропонується ввести до складу структури ЛВС з ЧЧМ, то вмикання та вимикання перемикача ("П") відбувається одночасно для 2-ох 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 і нестабільності частоти проходження тактових (рахункових) імпульсів. Точність оцінки інтервалу визначається крутістю огинаючої при заданому граничному значенні напруги Uп та залежить від форми скануючої ДС лазерного випромінювання і відносини 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. Вимірювальна інформація про тангенціальну складову швидкості (кутові швидкості) ЛА від каналу кутових швидкостей використовується в БР для розпізнавання ЛА, що супроводжується. Формування ДС лазерного випромінювання, створення РСН пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що пред'являються до спектру випромінювання одномодового багаточастотного лазера-передавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових биттів. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент на винахід 64961 А, Україна, МПК G01S17/42. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів на основі модернізованого частотно-часового 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 № 52935, Україна, МПК G01S17/42. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС. /О.В. Коломійцев, Д.Г. Васильєв, Р.В. Воробйов та Ін. - № U201006381; заяв. 25.05.2010; опубл. 10.09.2010; Бюл. № 17. - 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 Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів Δvм, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Δvм і 2Δvм, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, блок розпізнавання, 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, диференційовані ланцюжки, випрямлячі та б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарата (ЛА), який відрізняється тим, що після Лч замість електронноцифрової обчислювальної машини і блока відображення вимірювальної інформації про похилу дальність до ЛА введено електронну обчислювальну машину. 3 UA 75244 U 4 UA 75244 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