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

Реферат: Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для ЛВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів vм, 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 I, лічильник (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок та випрямляч. Після Лч замість електронноцифрової обчислювальної машини та блока відображення інформації про вимірювальну похилу дальність введено електронну обчислювальну машину. UA 75294 U (12) UA 75294 U UA 75294 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). Відома "Система автоматичного супроводження літального апарата за напрямком (АСН) на багатомодових лазерах" [1], яка містить послідовно з'єднанні лазер з блоком лазерної накачки (Лн), селектор подовжніх мод (СПМ), передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектор (ФТД), резонансні підсилювачі (РП), схеми порівняння (СП), пристрій сигналу похибки (ПСП), виконавчі механізми (ВМ). Недоліками відомої системи є те, що в її структурі немає схеми каналу вимірювання похилої дальності до ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є "Канал вимірювання похилої дальності літальних апаратів на основі модернізованого частотночасового методу вимірювання" [2], який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів vм, блок дефлекторів (БД), перемикач для частот міжмодових биттів vм і 2vм, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектори (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), резонансні підсилювачі, 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), диференційований ланцюжок (ДЛ), випрямляч (Вип), електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ) та блок відображення інформації (БВІ) про вимірювальну похилу дальність R. 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 ЛВС полігонного випробувального комплексу, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання похилої дальності до ЛА 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 канал-прототип, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів vм, 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 та БВІ введено електронну обчислювальну машину (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів 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 та збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА. На фіг. 1 наведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу. На фіг. 2 наведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-ма діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. На фіг. 3 наведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу. На фіг. 4 наведені 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 для ЛВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів vм, 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, 1 UA 75294 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок, випрямляч та електронну обчислювальну машину. Робота запропонованого каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для ЛВС полігонного випробувального комплексу полягає у наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера-передавача (Лн) за допомогою СПМ виділяються необхідні пари частот для створення РСН на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки 4-м парціальним ДС, що 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 БД, що складається 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 живиться від керуючого елемента. 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 РП, які настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів vм від, 2vм від, 3vм від, 6vм від. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 1 (РП vм від), формують сигнал про похилу дальність до ЛА, а РП 2 (РП 2vм від), РП 3 (РП 3vм від) і РП 4 (РП 6vм від) - формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛВС (фіг. 1). Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності до ЛА полягає у наступному (фіг. 2, 3). 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 "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 v5,4 з "бланкуючими" імпульсами, перетворений в сигнал vм, здобуває чіткі границі "бланкуючого" імпульсу, проходячи оптику, що диференціює, - підсилюється. Фільтр зі смугою пропускання 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 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 v5,4, y 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 iндексом "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 у ЕОМ. 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 ЛВС з ЧЧМ, то вмикання та вимикання перемикача (П) відбувається одночасно для 2-х (пар) частот v5,4 і v9,7 (фіг. 3). 2 UA 75294 U 5 10 15 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) iмпульсів. Точність оцінки інтервалу визначається крутістю огинаючої при заданому граничному значенні напруги Uп та залежить від форми скануючої ДС лазерного випромінювання і відношення сигнал/шум. Джерела інформації: 1. Рондин Ю.П., Коломийцев А.В. Система автоматического сопровождения объекта по направлению на многомодовых лазерах. // Информационные системы. Вып. - 1 (5). - X.: НАНУ, ПАНИ, ХВУ. - 1997. - С. 35-39. 2. Деклараційний патент на винахід 64961 А, Україна, МПК G01S 17/42. Канал вимірювання похилої дальності 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. 3. Патент на корисну модель № 55645, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Частотночасовий метод пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарата. / О.В. Коломійцев - № u201005225; заяв. 29.04.2010; опубл. 27.12.2010; Бюл. № 24. - 14 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів для ЛВС полігонного випробувального комплексу, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів vм, 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 I, лічильник (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок та випрямляч, який відрізняється тим, що після Лч замість електронно-цифрової обчислювальної машини та блока відображення інформації про вимірювальну похилу дальність введено електронну обчислювальну машину. 3 UA 75294 U 4 UA 75294 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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