Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для полігонного випробувального комплексу

Реферат: Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для полігонного випробувального комплексу, містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему I, лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор (ДШ), фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δνп та 6Δνм - введення опорної частоти (6ΔνΜ оп) від передавального лазера (Лн+СПМ БРК). Після ДШ замість електронно-цифрової обчислювальної машини і блока відображення інформації про радіальну швидкість R' літального апарата введено електронну обчислювальну машину. UA 81936 U (12) UA 81936 U UA 81936 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 шестипараметричної лазерної інформаційно-вимірювальної системи (ЛІВС) з частотно-часовим методом (ЧЧМ) пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарату (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" ("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 οп) від передавального лазера (Лн+СПМ). Недоліком відомого каналу є те, що він не здійснює інформаційного взаємозв'язку з ЛА на N частотах міжмодових биттів 9Δм … Ν Δм η та сканування сумарною діаграмою спрямованості (ДС) за умови пошуку ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип є "Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування" [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), модифікований блок дефлекторів (МБД), 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 інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6Δм - введення опорної частоти (Δм οп) від передавального лазера (Лн + СПМ БРК). 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 радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для полігонного випробувального комплексу, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання радіальної швидкості ЛА у широкому діапазоні дальностей, багатоканальний (Ν) інформаційний взаємозв'язок з ним на частотах міжмодових биттів 9Δм … Ν Δмη, а в разі необхідності пошуку ЛА - сканування сумарною ДС лазерного випромінювання у заданій зоні та збереження інформації, яка оброблена під час проведення його випробувань. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал-прототип, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, модифікований 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 інформації про радіальну швидкість R' ЛА та 6ΔνΜ - введення опорної частоти (6Δм οп) від передавального лазера (Лн + СПМ БРК), після ДШ замість ЕЦОМ і БВІ введено електронну обчислювальну машину (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для полігонного випробувального комплексу пов'язана з використанням одномодового багаточастотного з 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 (Ν) інформаційному взаємозв'язку з ним на частотах міжмодових биттів (підвищення об'єму інформації, яка передається і приймається), в разі пошуку ЛА - скануванні сумарною ДС лазерного 1 UA 81936 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 випромінювання у заданій зоні за заданим законом та збереженні інформації, яка оброблена під час проведення його випробувань. На фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: 1 - для визначення вимірювальної інформації; II - для обробки інформації, що отримується від ЛА. На фіг. 2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: І структурна схема реалізації стежуючого принципу вимірювання; II - структурна схема вимірювання радіальної швидкості ЛА. На фіг. 3 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною діаграмою спрямованості лазерного випромінювання у невеликому куті і окремо 4-ма ДС в ортогональних площинах. Запропонований канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему I, 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 + СПМ БРК). Робота запропонованого каналу вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для полігонного випробувального комплексу полягає у наступному. Зі спектру випромінювання одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод лазера-передавача (Лн) за допомогою СПМ БРК виділяються необхідні пари частот для створення: - багатоканального (Ν) інформаційного зв'язку, за умови використання сигналів комбінацій подовжніх мод (на різницевій частоті міжмодових биттів Δ101 = Δ10 -1=9Δм, … ΝΔм η); - РСН на основі формування сумарної ДС лазерного випромінювання, завдяки 4-х парціальних діаграм 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 лазерний сигнал, який складений з частот міжмодових биттів ΝΔмη, минаючи МБД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від ІБ та формує багатоканальний (Ν) інформаційний сигнал, що передається на ЛА (створення взаємозв'язку) (фіг. 1, 2). Водночас імпульсний лазерний сигнал (вимірювальний) частот міжмодових биттів Δм, 2Δм, 3Δм і 6Δм надходить на МБД, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС лазерного випромінювання попарно зустрічно сканують МБД у кожній з 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 5,4 = Δм, 9,7=2Δм, 6,3=3ΔΜ та 8,2=6ΔΜ 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 лазерний сигнал частот 9Δм … ΝΔмη проходить вдовж РСН (фіг. 2). Прийняті ПРМО відбиті від ЛА інформаційний та, 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: - в ІБ для обробки інформації, яка приймається від ЛА; - по резонансних підсилювачах, які настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів: Δм від, 2 Δм від, 3Δм від, 6 Δм від. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП4 (ΡΠ6ΔνΜ) формують сигнал радіальної швидкості R', а РП 1 (ΡΠ Δм), РП 2 (РП 2Δм) і РП 3 (РП 3 Δм) - формують сигнали для інших вимірювальних каналів ЛІВС. Принцип вимірювання радіальної швидкості ЛА для ЛТВС полягає у наступному (фіг. 1, 2). На перший змішувач (ЗМ1) від РП 4 (РП 6ΔνΜ) подається сигнал з частотою 6ΔνΜ від, який змішується через зворотній зв'язок з сумішшю частот 6 Δм від + м п від КГ та фільтрується. У 2 UA 81936 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ФАПЧ на частоті міжмодових биттів цей сигнал змішується з частотою п від ОГ. Отриманий сигнал з частотою Δг з виходу А керуючого генератора подається на вхід другого змішувача (ЗМ2), де змішується з опорною частотою 6 Δм. Сигнал різницевої частоти 6Δм від (Δм - м п), отриманий з виходу Ф2, через ФІ, надходить на схему "І". На лічильник проходить пачка імпульсів, обумовлена мірним інтервалом від ФМІ. Виділена дешифратором кількість рахункових імпульсів пропорційна частоті м допл, перетворюється у ЕОМ у цифро-аналоговий сигнал, що у цифровому вигляді відображає радіальну швидкість ЛА на цифровому табло. 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. Кількість інформаційних каналів (N) залежить від кількості комбінацій парних мод (несучих частот n), які мають необхідні вихідні характеристики для використання. В разі необхідності виявлення ЛА під час його пошуку, груповий сигнал, який складений з частот міжмодових биттів, за допомогою МБД сканується сумарною ДС у заданій зоні з заданим законом сканування, де кут та напрямок відхилення ДС задається БКД (фіг. 1, 2). Формування сумарної ДС лазерного випромінювання, створення РСН, інформаційного каналу для каналу, що пропонується, пов'язано із задоволенням жорстких вимог, які 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 G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів для лазерної інформаційновимірювальної системи. /О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В.Баранник та ін. № u200703166; заяв. 26.03.2007; опубл. 27.08.2007; Бюл. № 13-8 с. 2. Патент на корисну модель №50966, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування. /О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.В. Бєлімов та ін. № и201000361; заяв. 15.01.2010; опубл. 25.06.2010; Бюл. №12.-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 апарату. /О.В. Коломійцев - № u201005225; заяв. 29.04.2010; опубл. 27.12.2010; Бюл. № 24.-14 с ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Канал вимірювання радіальної швидкості літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для полігонного випробувального комплексу, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, схему I, лічильник, змішувачі, фільтр, формувач мірних імпульсів, дешифратор (ДШ), фазову автопідстройку частоти на частоті міжмодових биттів, керуючий генератор, опорний генератор з частотою підставки Δν п та 6Δνм - введення опорної частоти (6Δνм оп) від передавального лазера (Лн+СПМ БРК), який відрізняється тим, що після ДШ замість електронно-цифрової обчислювальної машини і блока відображення інформації про радіальну швидкість R' літального апарата введено електронну обчислювальну машину. 3 UA 81936 U 4 UA 81936 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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