Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з біб та можливістю розпізнавання ла для лівс полігонного випробувального комплексу

Реферат: Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з БІБ та можливістю розпізнавання ЛА для ЛІВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), модифікований селектор подовжніх мод (МСПМ), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач (ШП), резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему І, лічильник (Лч), змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δп та 6Δм - введення опорної частоти (6Δм оп) від передавального лазера (Лн+МСПМ). Після ШП замість інформаційного блока введено багатофункціональний інформаційний блок із б - введенням сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарата, що виміряна, та після Лч замість електронно-цифрової обчислювальної машини і блока відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' літального апарата введено електронну обчислювальну машину. UA 78363 U (12) UA 78363 U UA 78363 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до галузі електрозв'язку і може бути використана для синтезу лазерної інформаційно-вимірювальної системи (ЛІВС) з частотно-часовим методом (ЧЧМ) пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарата (ЛА). Відомий «Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для лазерної інформаційно-вимірювальної системи» [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), інформаційний блок (ІБ), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ), схему І, лічильник (Лч), змішувачі (ЗМ), фільтр (Ф), формувач мірних імпульсів (ФМІ), дешифратор (ДШ), фазову автопідстройку частоти (ФАПЧ) на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор (КГ), опорний генератор (ОГ) з частотою підставки Δп, електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ), блок відображення інформації (БВІ) та 6 Δм - введення опорної частоти (6 Δм оп) від передавального лазера (Лн+СПМ). Недоліком відомого каналу є те, що він не здійснює інформаційний взаємозв'язок з ЛА на несучих частотах η. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є «Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з МСПМ» [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод (МСПМ), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему І, лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δп, електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6Δм - введення опорної частоти (6Δм οп) від передавального лазера (Лн+МСПМ). Недоліком каналу-прототипу є те, що він не може розпізнавати ЛА та не забезпечує збереження інформації, яка оброблена під час проведення його випробувань. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з БІБ та можливістю розпізнавання ЛА для ЛІВС полігонного випробувального комплексу, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання радіальної швидкості ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, багатоканальний (Ν) інформаційний взаємозв'язок з ним на несучих частотах η, 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, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему І, лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δп, електронно-цифрову обчислювальну машину, блок відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6Δм - введення опорної частоти (6Δм οп) від передавального лазера (Лн+МСПМ), після ШП замість ІБ введено багатофункціональний інформаційний блок (БІБ) із б - введенням сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарата, що виміряна, та після ДШ замість ЕЦОМ і БВІ введено електронну обчислювальну машину (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з БІБ та можливістю розпізнавання ЛА для ЛІВС 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 радіальної швидкості R' ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, багатоканальному (N) інформаційному взаємозв'язку з ним на несучих частотах η, збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, його розпізнавання. На фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: 1 - вимірювальний сигнал; 2 - інформаційний сигнал. 1 UA 78363 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На фіг. 2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: І структурна схема реалізації стежачого принципу вимірювання; II - структурна схема вимірювання радіальної швидкості ЛА. На фіг. 3 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-ма діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. Запропонований канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з БІБ та можливістю розпізнавання ЛА для ЛІВС полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок із б - введенням сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарату, що виміряна, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему І, лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δп, електронну обчислювальну машину та 6Δм - введення опорної частоти (6Δм οп) від передавального лазера (Лн+МСПМ). Робота запропонованого каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з БІБ та можливістю розпізнавання ЛА для ЛІВС полігонного випробувального комплексу полягає у наступному. Зі спектра випромінювання одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод лазера-передавача (Лн) за допомогою МСПМ виділяються частоти та їх комбінації для створення: - багатоканального (Ν) інформаційного зв'язку, за умови використання сигналу із подовжніх мод (несучих частот η); - РСН на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки 4-м парціальним діаграмам спрямованості, що частково перетинаються, за умови використання комбінацій подовжніх мод («підфарбованих» різницевими частотами міжмодових биттів) Δ54 =5-4=Δм, Δ97=9-7=2Δм, Δ63=6-3=3Δм, Δ82=8-2=6Δм. Груповий сигнал, який складений з несучих частот η, минаючи БД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від БІБ та формує багатоканальний (Ν) інформаційний сигнал, що передається для ЛА (взаємозв'язок) (фіг. 1, 2). Водночас сигнал частот міжмодових биттів Δм, 2Δм, 3Δм та 6Δм потрапляє на БД, який створений з 4-х дефлекторів. Парціальні ДС попарно зустрічно сканують БД у кожній з двох ортогональних площин. Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від КЕ. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот 5, 4=Δм, 9, 7=2Δм, 6, 3=3Δм, 8, 2=6Δм фокусується в скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС лазерного випромінювання у кожній з двох ортогональних площин α і β або X і У. При цьому інформаційний сигнал на частотах Ν η проходить вдовж РСН(фіг.2). Прийняті ПРМО від ЛА інформаційні та відбиті в процесі сканування чотирьох ДС лазерні імпульсні сигнали і огинаючі сигнали ДС лазерного випромінювання за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на несучій частоті і різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені широкосмуговим підсилювачем вони розподіляються: - в БІБ для обробки інформації, що приймається від ЛА; - по РП, які настроєні на відповідні частоти Δм, 2Δм, 3Δм, 6Δм. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 4 (РП 6ΔνΜ) формують сигнал радіальної швидкості, а РП 1 (РП Δм), РП 2 (РП 2Δм) і РП 3 (РП 3Δм) - формують сигнали для інших вимірювальних каналів ШВС. Принцип вимірювання радіальної швидкості ЛА полягає у наступному (фіг. 1 - 3). На перший змішувач (ЗМ1) від РП 4 (РП 6Δм) подається сигнал з частотою 6Δм від, який змішується через зворотній зв'язок зі сумішшю частот 6Δм від+м п від керуючого генератора та фільтрується. У фазовій автопідстройці частоти на частоті міжмодових биттів цей сигнал змішується з частотою п від опорного генератора. Отриманий сигнал з частотою Δг з виходу А керуючого генератора подається на вхід ЗМ2, де змішується з опорною частотою 6ΔνΜ. Сигнал різницевої частоти 6 Δм від -( Δм - м п), отриманий з виходу Ф2, через формувач імпульсів надходить на схему І. На лічильник проходить пачка імпульсів, обумовлена мірним інтервалом від ФМІ. Виділена дешифратором кількість рахункових імпульсів пропорційна частоті м допл, перетворюється в ЕОМ у цифро-аналоговий сигнал, що у цифровому вигляді відображає радіальну швидкість ЛА на цифровому табло. 2 UA 78363 U 5 10 15 20 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 (прямі виміри кутової швидкості) літального апарата від каналу кутових швидкостей використовується в БІБ для розпізнавання ЛА, що супроводжується. Кількість інформаційних каналів (N) залежить від кількості мод (несучих частот η), які мають необхідні вихідні характеристики для використання. Формування сумарної ДС лазерного випромінювання, створення РСН, інформаційного каналу для каналу, що пропонується, пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що пред'являються до спектра випромінювання одномодового багаточастотного лазерапередавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових биттів. Джерела інформації 1. Патент на корисну модель №25800, Україна, МПК GO I S 17/42, G01 S 17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для лазерної інформаційновимірювальної системи. /О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Баранник та ін. - № и200703166; заяв. 26.03.2007; опубл. 27.08.2007; Бюл.№ 13-8 с. 2. Патент на корисну модель №68909, Україна, МПК GO I S 17/42, G01 S 17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з МСПМ. /О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, Д.Г. Васильєв та ін. -№и201113580; заяв. 18.11.2011; опубл. 10.04.2012; Бюл. № 7.-4 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 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з БІБ та можливістю розпізнавання ЛА для ЛІВС полігонного випробувального комплексу, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), модифікований селектор подовжніх мод (МСПМ), блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач (ШП), резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему І, лічильник (Лч), змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор, фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δп та 6Δм - введення опорної частоти (6Δм оп) від передавального лазера (Лн+МСПМ), який відрізняється тим, що після ШП замість інформаційного блока введено багатофункціональний інформаційний блок із б введенням сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарата, що виміряна, та після Лч замість електронно-цифрової обчислювальної машини і блока відображення вимірювальної інформації про радіальну швидкість R' літального апарата введено електронну обчислювальну машину. 3 UA 78363 U 4 UA 78363 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