Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ла для полігонного випробувального комплексу

Реферат: Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА для полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б - введенням сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарату, що виміряна, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми "і", реверсивні лічильники, схеми порівняння (СП) та  м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (  м оп, 2 м оп, 3 м оп, 6 м оп ) від передавального лазера. Після СП замість електронно-цифрової обчислювальної машини введено електронну обчислювальну машину. UA 83640 U (12) UA 83640 U UA 83640 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електрозв'язку і може бути використана для синтезу шестипараметричної лазерної інформаційно-вимірювальної системи (ЛIВС) з частотно-часовим методом (ЧЧМ) пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарата (ЛА). Відомий "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів" [1], який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), 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), тригери "1"|"0", схеми "і" ("І"), резонансні лічильники (РЛч), схеми порівняння (СП), електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ) та Δνм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (νм оп, 2νм оп, 3νм оп, 6νм оп) від передавального лазера. Недоліком відомого каналу є те, що він не може розпізнавати ЛА. Найбільш близьким аналогом є "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА" [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок (БІБ) з б - введенням сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА, що виміряна, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми "і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронноцифрову обчислювальну машину та νм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (νм оп, 2νм оп, 3νм оп, 6νм оп) від передавального лазера. Недоліком каналу-аналога є те, що він не забезпечує збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА для полігонного випробувального комплексу, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання кутових швидкостей (прискорення α' і β') ЛА, багатоканальний (N) інформаційний взаємозв'язок з ним на частотах міжмодових биттів 9Δν м … NΔνмn, збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, розпізнавання ЛА. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал-аналог, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б - введенням сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА, що виміряна, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми "і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронноцифрову обчислювальну машину та νм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (νм оп, 2νм оп, 3νм оп, 6νм оп) від передавального лазера,після СП замість електронноцифрової обчислювальної машини введено електронну обчислювальну машину (ЕОМ). Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА для полігонного випробувального комплексу пов'язана з використанням одномодового богаточастотного 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 кутової швидкості (прискорення α' і β') ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, багатоканальному (N) інформаційному взаємозв'язку з ним на частотах міжмодових биттів, збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, його розпізнавання. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: І - вимірювальний сигнал; II - інформаційний сигнал; νм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (νм оп, 2νм оп, 3νм оп, 6νм оп) від лазера-передавача; б - введення сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА, що виміряна. На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-ма діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. 1 UA 83640 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 3 приведені епюри напруг з виходів блоків пропонованого каналу. Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА для полігонного випробувального комплексу містить керуючий елемент (1), блок керування дефлекторами (2), лазер з накачкою (3), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (4), блок дефлекторів (5), передавальну оптику (6), приймальну оптику (7), фотодетектор (8), широкосмуговий підсилювач (9), багатофункціональний інформаційний блок з б - введенням сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) ЛА, що виміряна (10), резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів (РП 1 (11), РП 2 (12), РП 3 (13), РП 4 (14)), формувачі імпульсів (ФІ 1 (15), ФІ 2 (16), ФІ 3 (17)) тригери "1"|"0" (18), схеми "і" (19), реверсивні лічильники (20), схеми порівняння (21), електронну обчислювальну машину (22) та νм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (νм оп, 2νм оп, 3νм оп, 6νм оп) від передавального лазера. Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА 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 (N) інформаційного зв'язку, за умови використання сигналів комбінацій подовжніх мод (на різницевій частоті міжмодових биттів Δν101=ν10-ν1=9Δνм, … NΔνмn); - 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) = Δν54=ν5-ν4=Δνм, Δν97 ν9-ν7=2Δνм, Δν63=ν6-ν3=3Δνм, Δν82=ν8-ν2=6Δνм. Лазерний сигнал, який складений з частот міжмодових биттів NΔν мn, минаючи БД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від БІБ та формує багатоканальний (N) інформаційний сигнал, що передається ЛА (створення взаємозв'язку) (фіг. 1, 2). Водночас імпульсний лазерний сигнал (вимірювальний) частот міжмодових биттів Δν м, 2Δνм, 3Δνм та 6Δνм надходить на БД, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС лазерного випромінювання попарно зустрічно сканують БД у кожній з двох ортогональних площин (фіг. 1, 2). Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від керуючого елемента. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот ν 5,ν4=Δνм, ν9,ν7=2м, ν6,ν3=3м та ν8,ν2=6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 груповий (інформаційний) лазерний сигнал частот 9м … Nмn проходить вдовж РСН (фіг. 2). Прийняті ПРМО від ЛА, відбиті в процесі сканування 4-х ДС лазерного випромінювання, лазерні імпульсні сигнали і огинаючі сигнали ДС за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП, вони розподіляються: - в БІБ для обробки інформації (9м від … Nмn), яка приймається від ЛА; - по РП, що настроєні на відповідні частоти м від, 2м від, 3м від, 6м від. Одночасно імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 1 і РП 2 (РП м від і РП 2 м ) формують сигнал прискорення α', а РП 3 і РП 4 (РП 3м від і РП 6м від) - прискорення β'. від Формування сигналу прискорення α' полягає у наступному. Виділені імпульси ФІ 1 першої І лінії від опорної частоти νм оп надходять на РЛч 1 (фіг. 1, 3). У цей же час відбитий від ЛА оптичний сигнал частоти міжмодових биттів, який перетворюється ФТД у радіочастоту міжмодових биттів м від, змінюється за законом 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. Перший імпульс, який надходить від тригера відкриває РЛч для рахування імпульсів від ФІ 1 і схему "І" для перезапису на схему порівняння. Другий імпульс від тригера надходить на реверсивний вхід того ж РЛч, який здійснює зворотній рахунок імпульсів, що надходять через нього. Третій та наступні імпульси, надходять на тригер і роблять аналогічні дії першому. Другий імпульс не надходить на схему "І", а третій імпульс, як і перший, надходить на ФІ 3, схему "І", пропускає різностне число на схему порівняння і т.д. 2 UA 83640 U 5 10 15 20 25 30 Таким чином, в РЛч записується число імпульсів порівняно різності подовженого та покороченого (руху ДС) півперіоду сканування. Півперіод сканування подовжується тоді, коли швидкість руху ЛА співпадає зі швидкістю руху ДС, а коли не співпадає - покорочується. Формування сигналу прискорення β' відбувається таким же чином, як для прискорення α'. Отримання інформації про кутові швидкості (прискорення α' і β') з її відображенням відбувається в ЕОМ. 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 через б - введення надходить на БІБ, де обробляється для здійснення розпізнавання літального апарата, за яким ведеться стеження. Формування сумарної ДС лазерного випромінювання, створення РСН і інформаційного каналу для каналу, що пропонується, пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що пред'являються до спектру випромінювання одномодового багаточастотного лазерапередавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових биттів. Кількість інформаційних каналів (N), що формуються, залежить від кількості мод, які мають необхідні вихідні характеристики для використання. Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель № 48402, Україна, МПК G01S 17/42, G01S 17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів. / О.В. Коломійцев, В.В. Бєлімов, Д.Г. Васильєв та ін. - № u200911402; заяв. 09.11.2009; опубл. 10.03.2010; Бюл. № 5-8 с. 2. Патент на корисну модель № 55508, Україна, MПK G01 S 17/42, G01 S 17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА. / О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, Д.Г. Васильєв та ін. - № u201008922; заяв. 16.07.2010; опубл. 10.12.2010; Бюл. № 23.-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 35 40 45 Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю розпізнавання ЛА для полігонного випробувального комплексу, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б - введенням сигналу тангенціальної складової швидкості (кутових швидкостей) літального апарата, що виміряна, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери "1"|"0", схеми "і", реверсивні лічильники, схеми порівняння (СП) та м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів ( м оп, 2м оп, 3м оп, 6м оп ) від передавального лазера, який відрізняється тим, що після СП замість електронно-цифрової обчислювальної машини введено електронну обчислювальну машину. 3 UA 83640 U 4 UA 83640 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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