Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ла для комбінованої лазерної системи

Реферат: Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для комбінованої лазерної системи, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, налаштовані на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, реверсивні лічильники, схеми I, схеми порівняння, електронну обчислювальну машину, блок розпізнавання та м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів ( м оп , 2м оп , 3м оп , 6м оп ) від передавального лазера, б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) літального апарата. Додатково введено оптикоелектронний модуль, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів. UA 92673 U (12) UA 92673 U UA 92673 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 побудови передавальної частки комбінованої лазерної системи (КЛС). Відомий "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС" [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), резонансні підсилювачі (РП), налаштовані на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ), тригери ("1"|"0"), схеми I, резонансні лічильники (РЛч), схеми порівняння (СП), електронно-цифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ),  м оп блоки відображення інформації (БВІ), блок розпізнавання (БР) та - введення опорних  2 м оп 3 м оп 6 м оп сигналів з частотами міжмодових биттів ( м оп , , , ) від передавального лазера, б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) літальних апаратів (ЛА). Недоліками відомого каналу є те, що він не забезпечує збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип є "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу" [2], який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, налаштовані на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми I, резонансні лічильники, схеми порівняння, електронну  м оп обчислювальну машину, блок розпізнавання та - введення опорних сигналів з частотами  м оп 2 м оп 3 м оп 6 м оп міжмодових биттів ( , , , ) від передавального лазера, б введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) ЛА. Недоліком каналу-прототипу є те, що він не здійснює об'єктивний контроль у денних і нічних умовах під час проведення випробувань ЛА. В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для комбінованої лазерної системи, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання кутових швидкостей ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, об'єктивний контроль, розширення функціональних можливостей під час проведення випробувань ЛА у нічний час, 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, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, налаштовані на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми I, резонансні лічильники, схеми порівняння, електронну  м оп обчислювальну машину, блок розпізнавання та - введення опорних сигналів з частотами  м оп 2 м оп 3 м оп 6 м оп міжмодових биттів ( , , , ) від передавального лазера, б введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) ЛА, додатково введено оптико-електронний модуль (OEM), який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів. Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для комбінованої лазерної системи пов'язана з використанням одномодового богаточастотного з синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача, частотно-часового методу (ЧЧМ) [3] та OEM. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у високоточному вимірюванні кутових швидкостей ЛА у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, здійсненні об'єктивного контролю у денних і нічних умовах, збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, його розпізнаванні.  м оп На фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: , 2 м оп 3 м оп 6 м оп , , - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів від 1 UA 92673 U 5 10 15 20 25 передавального лазера; б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) ЛА; 1 - вимірювальний сигнал; 2 - комбінований сигнал у видимому і інфрачервоному діапазонах. На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-мя діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання в ортогональних площинах. На фіг. 3 приведені епюри напруг з виходів блоків запропонованого каналу. Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для комбінованої лазерної системи містить керуючий елемент 1, блок керування дефлекторами 2, лазер з накачкою 3, селектор подовжніх мод 4, блок дефлекторів 5, передавальну оптику 6, оптико-електронний модуль 7, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику 8, фотодетектор 9, широкосмуговий підсилювач 10, резонансні підсилювачі 11, налаштовані на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ 1-12, ФІ 2-13, ФІ 3-14), тригери 15, реверсивні лічильники 16, схеми I 17, схеми м оп порівняння 18, електронну обчислювальну машину 19, блок розпізнавання 20 та  м оп 2 м оп 3 м оп 6 м оп введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів ( , , , ) від передавального лазера, б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) ЛА. Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для комбінованої лазерної системи 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, що частково перетинаються, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих" різницевими частотами міжмодових биттів) 54  5  4  м , 97  9  7  2м , 63  6  3  3м , 82  8  2  6м . 30 35 40 45 50 Сигнал частот міжмодових биттів  м , 2м , 3м та 6м потрапляє на БД, який створений 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 KE. Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот 5, 4  м , 9 , 7  2м ,  6 , 3  3м та 8 ,  2  6м фокусується в точки простору, що скануються, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС лазерного випромінювання у кожній з 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 налаштовані на відповідні м в ід 2 м в ід 3 м в ід 6 м в ід частоти міжмодових биттів , , , . м в ід 2 м в ід Імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 1 і РП 2 (РП і РП ) 3 м в ід 6м в ід формують сигнал прискорення α', а РП 3 і РП 4 (РП і РП ) - прискорення β'. Формування сигналу прискорення α' полягає у наступному.  м оп Виділені імпульси ФІ 1 першої І лінії від опорної частоти надходять на РЛч 1 (фіг. 3). У цей же час відбитий від ЛА оптичний сигнал частоти міжмодових биттів, який перетворюється м в ід ФТД у радіочастоту міжмодових биттів , змінюється за законом руху ДС лазерного випромінювання, перетворюється у другої 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 I для перезапису на схему порівняння. Другий імпульс від тригера надходить на реверсивний вхід того ж РЛч, який здійснює зворотній рахунок імпульсів, які надходять через нього. Третій та наступні імпульси, надходять на тригер і роблять аналогічні дії першому. Другий імпульс не надходить на схему I, а третій імпульс, як і перший, надходить на ФІ 3, схему I, 2 UA 92673 U 5 10 15 20 25 30 пропускає різнісне число на схему порівняння і т.ін. Таким чином, в РЛч записується число імпульсів порівняно різності подовженого та покороченого півперіоду сканування (руху ДС лазерного випромінювання). Півперіод сканування подовжується тоді, коли швидкість руху ЛА співпадає зі швидкістю руху ДС лазерного випромінювання, а коли не співпадає - покорочується. Формування сигналу прискорення β' відбувається таким же чином, як для прискорення α'. Оптико-електронний модуль постійно здійснює у денних і нічних умовах у видимому та інфрачервоному діапазонах спостереження за ЛА, який супроводжується. Відображення інформації, що приймається (передається) від ЛА, об'єктивний контроль та обробка (вимірювання) кутової швидкості 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. Підвищення швидкості обробки інформації, яка поступає на ЕОМ здійснюється за рахунок використання технології синтезу часу параметризованих паралельних програм. 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. Патент на корисну модель № 52934, Україна, МПК G01S 17/42. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС. /О.В. Коломійцев, О.С. Балабуха, Д.Г. Васильєв та ін. - № u201006366; заяв. 25.05.2010; опубл. 10.09.2010; Бюл. № 17. - 8 с. 2. Патент на корисну модель № 75245, Україна, МПК G01S 17/42. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу. /О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, Д.Г. Васильєв та ін. - № u201205815; заяв. 14.05.2012; опубл. 26.11.2012; Бюл. № 22. - 4 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. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю розпізнавання ЛА для комбінованої лазерної системи, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, налаштовані на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, реверсивні лічильники, схеми I, схеми порівняння, електронну обчислювальну машину, блок розпізнавання та м оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів ( м оп , 2м оп , 3м оп , 6м оп ) від передавального лазера, б - введення сигналу від каналу вимірювання тангенціальної швидкості (кутових швидкостей) літального апарата, який відрізняється тим, що додатково введено оптико-електронний модуль, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів. 3 UA 92673 U 4 UA 92673 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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