Система виявлення лазерного опромінювання

Предложенное техническое решение относится к оптико-электронным приборам, в частности к системам обнаружения лазерного облучения (СОЛО), размещаемым на подвижных транспортных средствах (ГС). СОЛО, выбранная в качестве прототипа, содержит блок из K-датчиков и лазерного облучения (БДЛ), подключенных к соответствующим входам формирователя координат источников лазерного излучения (ФКИ), выходы которых являются выходами системы. Данная СОЛО определяет факт облучения ТС в определенном спектральном диапазоне и направление на источник лазерного излучения (ЛИ). Это дает возможность оператору ТС применять пассивные средства противодействия: маневрирование ТС, постановка аэрозольных завес для данного спектрального диапазона, если завес с высоким коэффициентом световозвращения. При этом каждый ДЛО может регистрировать ЛИ только от одного источника и только в определенном спектральном диапазоне. Однако современные ЛСУ работают в достаточно широком спектральном диапазоне. Среди них наиболее распространены: - лазеры на рубине l = 0,69мкм; - полупроводниковые лазеры для систем управления (на арсениде галлия (CaAs) l = 0,6 ... 0,94мкм; - лазеры для управления l = 0,3 ... 0,91мкм; - редкоземельные лазеры l = 2 ... 3мкм; - наиболее распространенные лазеры на иттрий-алюминиевом гранате (YAG), легированные неодимом (Nd3+) l = 1,06мкм; - лазеры на стекле, активированном l = 1,06мкм; - лазеры на кристаллах иттрий-литиевого фторида (YLiF4), активированного эрбием (l = 1,7мкм) и гольмием (l = 2,1мкм); - газовые молекулярные лазеры на двуокиси углерода (CO2) l = 10,6мкм. Таким образом, для повышения эффективности СОЛО и исключения пропуска ЛИ необходимо регистрировать ЛИ, например, в широком спектральном диапазоне, например: Кроме того, современные ТС применяются в условиях одновременного воздействия различных типов ЛСУ. Лазерные средства, в зависимости от типа ЛСУ, имеют различную частоту следования импульсов. Так, проведен анализ диапазонов значений параметров различных типов импульсных ЛСУ и, с учетом составленной по этим параметрам матрицы распознавания классификации типов ЛСУ, можно имеющиеся ЛСУ по частоте следования импульсов разделить условно, например, на следующие 4 типа: - лазерные измерители дистанции ("Д") - лазерные подсветчики ("П") - активные лазерные системы ("АГ") - системы наведения ("СН") Такая классификация позволяет по определяемой частоте следования импульсов ЛИ с достаточно высокой вероятностью определять тип ЛСУ с тем, чтобы иметь возможность выбора наиболее оптимальных активных либо пассивных средств противодействия. Проблема определения типа ЛСУ и ее рабочего спектрального диапазона особенно актуальна для ТС в условиях одновременного воздействия различных типов ЛСУ. Таким образом, для повышения живучести и обеспечения надежного противодействия ЛСУ, ТС должна обеспечивать обнаружение и регистрацию ЛО во всех спектральных диапазонах работы ЛСУ, а также определять тип ЛСУ. Прототип не обеспечивают выполнение вышеперечисленных функций, что является их существенным недостатком, значительно снижающим эффективность защиты ТС от ЛСУ. В основу изобретения поставлена задача обеспечения обнаружения и регистрации лазерного излучения в полном спектральном диапазоне формирования ЛСУ с определением типа ЛСУ за счет проведения комплексной спектрально-временной селекции источников ЛИ. Задача решается тем, что в систему обнаружения лазерного облучения, содержащую блок датчиков лазерного облучения, подключенных к соответствующим входам формирователя координат источников лазерного излучения, выходы которого являются выходами системы, согласно изобретению дополнительно введены блок усиления сигналов, формирователь признака облучения, блок измерения временных интервалов и блок временной селекции, причем выходов блока датчиков лазерного облучения параллельно подключены к соответствующим входам блока усиления сигналов, выходов которого одновременно соединены с соответствующими входами формирователя признака облучения и блока измерения временных интервалов, выходов последнего подключены к соответствующим входам блока временной селекции, выходов которого являются с системы, а выход по выходами формирователя признака облучения - ее выходом. Реализация заявляемого изобретения позволит повысить живучесть ТС, а также обеспечить выбор оптимальных средств защиты от лазерных систем управления аппаратурными средствами за счет обеспечения обнаружения и регистрации лазерного излучения в полном спектральном диапазоне работы ЛСУ с определением ее типа путем комплексной спектральной и временной селекции поступающего лазерного излучения. В предлагаемом техническом решении, за счет введения новых блоков в указанной функциональной связи между собой и остальными блоками известного устройства, обеспечивается устранение указанного недостатка путем комплексной спектральной и временной селекции поступающего лазерного излучения, что дает возможность регистрировать ЛО в различных спектральных диапазонах и распознавать тип ЛСУ. Это позволяет повысить живучесть ТС, а также обеспечить выбор оптимальных средств защиты от ЛСУ. Заявляемое техническое решение поясняется чертежами. На фиг.1 - блок-схема заявляемой СОЛО; на фиг.2 - 13 - примеры реализации блоков заявляемой СОЛО; на фиг.14 - временная диаграмма регистрируемых импульсов лазерного излучения (ЛИ); на фиг.15 - временная диаграмма регистрируемых импульсов лазерного излучения. На чертежах и по тексту описания приняты следующие обозначения: БДЛ1 - блок датчиков лазерного облучения; ФКИ2 - формирователь координат источников лазерного излучения; БУСЗ - блок усиления сигналов; ФП04 - формирователь признака облучения; БИВ5 блок измерения временных интервалов; БВС6 - блок временной селекции; датчики лазерного облучения; - приемные оптические системы; - фотоприемные блоки; формирователи координат; вычислители координат; ВАК (ВУК) - вычислитель азимутальной (угломестной) координаты; - усилители сигналов; измерители временных интервалов; - селекторы сигналов; схемы измерения временных интервалов; - задатчики времени анализа; - блоки коммутации сигналов; СВ - счетчики временных интервалов; - временные селекторы; - схемы временных селекторов; ЗВИ - задатчик временных интервалов; ЗК - задатчик константы; - схема селекции; - схема задержки; БПУ - блок пороговых устройств; ПУ - пороговое устройство; Тр - пороговый триггер; С, ВС, Д, К - соответственно сумматор, блок суммирования, делитель, ключ; ИУ - интегрирующий усилитель; М - блок выбора максимума; РП - поляризованное реле; ДАТ - аппроксиматор функции арктангенс; - азимутальная и угломестная координаты источника ЛИ; "Д" - "ГГ - "АГ" - "СН" - тип ЛСУ, соответственно: "измеритель дистанции" "подсветчик" - "активная система управления" "система наведения"; - количество датчиков лазерного облучения; - количество рабочих спектральных диапазонов; - количество площадок ФПБ; - оптимальное количество импульсов, размещенных на интервале времени анализа для каждого спектрального диапазона и типа ЛСУ; - интервал времени между соседними импульсами ЛИ; - опорные граничные значения времени для определения типов ЛСУ. Предлагаемая СОЛО (фиг.1) содержит БДЛ 1, оптические входы которого являются оптическими входами системы, а и - выходов параллельно соединены с соответствующими входами ФКИ2 и БУСЗ, К1-выходов которого параллельно подключены к соответствующим входам ФП04 и БИВ5, -выходы которого соединены с соответствующими входами БВС6, -выходов ФКИ2, -выходов БВС6 и выход ФП04 являются -выходами СОЛО. Заявляемая СОЛО (фиг.1) работает следующим образом. БДЛ1 (фиг.2) содержит - датчиков лазерного облучения ДЛ, размещенных на ТС таким образом, чтобы обеспечить достаточный азимутальный и угломестный обзор зоны наиболее вероятного действия ЛСУ как наземного, так и воздушного базирования. При этом каждый ДЛ имеет -узких спектральных каналов, например (1), перекрывающих наиболее опасный с точки зрения применения ЛСУ спектральный диапазон. ЛИ определенной пройдя через одну из попадает на оптически сопряженный с нею -площадочный ФПБ, который регистрирует это ЛИ, и в виде напряжений с каждой площадки выдает сигналы на входы ФКИ2 и БУСЗ (см. фиг.1). ФКИ2 (см. фиг.3) содержит также формирователей координат (ФК), соединенных с соответствующими Каждый ФК содержит вычислителей координат (ВК), соединенных с соответствующими По сигналам поступающим с выходов ФПБ при его облучении ЛИ, ВК формирует азимутальные и угломестные координаты источника ЛИ. В этом случае, если координаты вычисляются следующим образом: Таким образом, при облучении ТС лазерными средствами на выходах ФКИ2 формируются координаты одного или нескольких источников ЛИ, разнесенных в СОЛО по пространственному (с помощью и спектральному (с помощью в каждом ДЛ) признакам. Одновременно сигналы с выходов БДЛ1 поступают на входы БУСЗ, формирующего импульсы ЛО, например, с помощью суммирования сигналов с -площадок в каждом "засвеченном" ФПБ (см. фиг.5). Сформированная в БУСЗ последовательность импульсов поступает на входы ФП04 и БИВ5, ФП04, выполненный, например, в виде схемы "ИЛИ", при наличии хотя бы одного импульса ЛО формирует признак облучения, поступающий на выход СОЛО. БИВ5 (фиг.6), содержащий соответствующие -блокам ФПБ -блоков ИВИ, формирует на своих выходах временные интервалы между соседними импульсами излучения. При этом каждый ИВИ (аналогично ДЛ) содержит -каналов. Рассмотрим работу одного из них. Последовательность импульсов с одного из выходов БУСЗ поступает на соответствующий вход БИВ5 (см. фиг.6), являющийся одновременно входом соответствующего СС и ЗВА. СС (фиг.7) производит упорядочивание последовательности импульсов следующим образом. СС содержит -ключей первый из которых в исходном состоянии нормально замкнут, остальные - нормально разомкнуты. Первый импульс, пройдя через поступает на второй (управляющий) вход размыкая его, и на второй вход замыкая последний. Второй импульс, пройдя через замкнутый разомкнет последний, поступив на его второй вход, и замкнет следующий поступив на его второй вход, тем самым подготовив его к приходу третьего импульса, и т.д. Выход последнего, размыкает себя и одновременно замыкает приводя тем самым СС в исходное состояние. Таким образом, упорядоченная в СС последовательность импульсов поступает на mвходов СИВИ, выполненный в виде СВ (фиг.8), которые отсчитывают интервалы времени между соседними импульсами. СВ работает следующим образом. На время действия импульса, поступающего на первый (запускающий) вход СВ, замыкается и постоянное напряжение с выхода источника постоянного напряжения (ИПН) поступает на первый вход интегрирующего усилителя (ИУ), на выходе которого формируется сигнал поступающий на первый вход У, на второй вход которого поступает параметр с выхода задатчика константы (ЗК). в результате чего на выходе У формируется параметр На время действия импульса, поступающего на второй (останавливающий) вход СВ, замыкается и параметр поступает на выход СВ. Одновременно срабатывает поляризованное реле (РП), замыкание контакта которого приводит к разряду конденсатора ИУ, в результате чего ИУ приводится в первоначальное положение. Итак, первый импульс на первом входе СИВИ запускает 1СВ, а второй импульс запускает 2СВ, и останавливает 1СВ, и т.д. В итоге на выходах СИВИ сформированы сигналы интервалов времен между соседними импульсами излучения, поступающие в ВК, где они хранятся до прихода управляющего импульса с выхода ЗВА, после чего сигнал интервалов временпоступают на БВ С6. ЗВА (фиг.14) формирует управляющий импульс, задержанный относительно первого пришедшего на вход ЗВА импульса на время анализа При этом первый импульс проходит через нормально замкнутый на вход и одновременно на второй вход размыкая его. формирует управляющий импульс, задержанный относительно опорного на время Одновременно этот же импульс поступает на второй вход приводя его в исходное замкнутое состояние. Временная диаграмма данного процесса наглядно представлена на фиг.15. С приходом первого импульса ЗВА начинает отсчет времени а СИВИ производит отсчет времен значения которых поступают в БК. При срабатывании ЗВА управляющий сигнал на его выходе приводит ЗВА в исходное положение и одновременно поступает на вход БК, выдающего на выход параметры С приходом седьмого импульса ЗВА опять начинает отсчет времени и вся операция повторяется. В этом случае после его срабатывания на выходе БК появятся сигналы и т.д. При этом интервал времени должен быть выбран оптимальным; он не должен быть слишком большим (чтобы не уменьшать быстродействие системы) и в то же время должен быть достаточным для размещения на нем нескольких импульсов с наиболее низкой частотой следования. Так, например, в случае работы ДЛ с частотой для размещения нескольких импульсов на интервале он должен быть, например, в пределах где 2 и 5 - количество импульсов на интервале . Сформированные на выходах БИВ5 сигналы (поступают на БВС6, осуществляющий определение типа ДСУ по частоте следования импульсов в градации: "измеритель дистанции" "подсветчик" - "активная ГСН" - "система наведения". Это осуществляется следующим образом. БВС6 (фиг.9) содержит каждый из которых включает (см. фиг.10) (аналогично блокам ВДЛ1, ФКИ2, БУСЗ, БИВ5). Сигналы с соответствующих выходов БИВ5 поступают на входы СВС, являющиеся одновременно входами четырех каждая из которых формирует определенный тип ЛСУ по признакам (2). Рассмотрим, например формирующую тип "Д" (измеритель дистанции). содержит БПУ и БС (фиг.11). На входы БПУ поступают сигналы интервалов времени между соседними импульсами. Каждыйиз этих сигналов поступает на соответствующие ПУ (см. фиг.13), содержащее пороговый триггер и ключ, причем находится в нормально разомкнутом состоянии. На вторые входы всех пороговых триггеров поступает опорное значение времени. Например, для ДЛ: т.е. временные интервалы между импульсами, превышающие приведут к срабатыванию в результате чего замкнется и на выходе ПУ появится сигнал. Все сигналы, прошедшие через соответствующие ПУ, поступают на ВС (фиг.11), на выходе которого и формируется признак "Д". С небольшим отличием формируется признак "П" на выходе (фиг.12). Например, частота следования импульсов для классификации ЛСУ, как "П" (подсветчик), лежит в пределах или во временных интервалах: где В этом случае сигналы интервалов времен, большие и меньшие пройдут последовательно через 1БПУ и 2БПУ и на выходе БС будет сформирован признак "П". работает аналогично только признак "АГ" формируется при попадании временного интервала между импульсами в пределы работает аналогично с той разницей, что срабатывает при сигналах, меньших Таким образом, предложенная СОЛО обеспечивает обнаружение и регистрацию импульсного ЛД, защищаемого ЛА в полном спектральном диапазоне с определением узкой спектральной полосы работы ЛСУО и ее типа за счет проведения комплексной спектральновременной селекции импульсов ЛИ, в результате чего значительно повышается эффективность защиты ЛА, особенно многофункционального, от средств поражения, в состав которых входит ЛСУ. Для практической реализации заявляемой СОЛО могут быть предложены например, следующие устройства и функциональные элементы. БЛД (фиг.2), осуществляющий прием и регистрацию ЛО, содержит оптическими входами которых являются оптические входы блока, а совокупность выходов которых являются выходами блока, причем каждый ЛД содержит оптически сопряженные между собой и соответствующие им совокупность -выходов каждого из которых являются выходами ДЛ. При этом ПОС могут быть выполнены, например, в виде несложных (одно- двухлинзовых) объективов, выполненных из прозрачного для данной области спектра материалов (германия, антимонида индия мышьяковистого, трехсернистого стекла и т.д. При необходимости могут использоваться и спектральные фильтры. ФПБ, наблюдающиеся в фокусе соответствующих ПОС, также могут быть выполнены из различных материалов (сульфида, селенида или теллурида свинца индий стибиум сульфид и селенид кадмия и т.д. ФКИ2 (фиг.3), формирующий координаты источников ЛИ, содержит -входов каждого из которых являются -входами блока, а совокупность -выходов -выходами блока, причем каждый ФК содержит -параллельных ВК, каждый из которых имеет n-входов и два выхода, совокупность которых является, соответственно, -входами и -выходами ВК. В зависимости от количества площадок будут иметь и различное исполнение. Так, для содержит (фиг.4) идентичные вычислители азимутальной (ВАК) и угломестной координат (ВУК), причем с первого по четвертый входы ВК являются с первого по четвертый входами ВАК и одновременно первый, четвертый, второй и третий входы ВК являются с первого по четвертый входами ВУК, причем каждый из этих блоков содержит три С.М.Д и ДАТ, первый и второй входы и являются, соответственно, первым и вторым, и третьим и четвертым входами ВК, выход соединен с первыми входами и М, а выход - со вторыми входами и М: выходы которых являются двумя входами Д, выход которого соединен с ДАТ, выход которого является выходом каждого из ВАК и ВУК и вместе являются двумя выходами В К. БУСЗ (фиг.5) содержит совокупность -входов которых являются - входами блока, а совокупность -выходов -выходами блока, причем каждый УС содержит -параллельных БС, совокупность входов каждого из которых являются -входами УС, а совокупность выходов БС - -выходами УС. БИВ (фиг.5) содержит совокупность -входов каждого из которых являются -входами блока, а совокупность -выходов выходами блока, причем каждый ИВИ содержит и -входов ИВИ являются каждый входами, соответственно, и ЗВА с первого по -выходов каждого соединены с -входами соответствующих СИВИ, выходы которых соответствующим БК, подключены к входами которых являются выходы соответствующих ЗВА, а выходы которых в совокупности являются выходами каждого ИВИ. При этом все выполнены идентично, и каждая (фиг.7) содержит первыми входами которых является вход а выходами -выходов причем выход каждого (кроме последнего) одновременно является его вторым входом и вторым входом последующего выход последнего является его вторым входом и одновременно вторым входом По идентичной схеме выполнены и каждая из которых содержит (фиг.8) причем каждый из m-входов (кроме является первым входом соответствующего СВ и вторым входом предшествующего СВ (кроме первого входа), а выходы всех СВ являются -выходами СИВИ. При этом СВ может быть выполнен, например, по схеме, приведенной на фиг.8, и содержит два источник постоянного напряжения ИПН, интегрирующий усилитель ИУ, поляризованное реле РП, У и задатчик константы причем первый вход СВ является первым входом а второй - вторым входом и входом РП, выходы ИПН и соединены со вторыми входами, соответственно, и У, выходы и РП являются входами ИУ, выход которого подключен к первому входу У, выход которого через первый вход является выходом СВ. Также по идентичным схемам выполнены каждый из которых содержит (фиг.14) и причем вход ЗВА является входом и одновременно вторым входом выход является выходом ЗВА и параллельно подключен к второму входу БВС6 (фиг.9) содержит причем совокупность являются -выходов -входов каждого из ВС -входами блока, а совокупность -выходами блока, при этом каждый ВС состоит из совокупность -входов каждого из которых являются входами, а совокупность выходов -выходами ВС. СВС (фиг.10) содержит четыре и ЗВИ, причем -входами каждой являются -входы блока, первый выход ЗВИ соединен с входом и второй - с входом ым входом входом и а третий - с входами и выходы всех являются четырьмя выходами блока. При этом (фиг.14) содержит БПУ и БС. -входов БПУ являются -входами а выходы входами ВС, выход которого является выходом (фиг.12) содержит два БПУ и БС. -входом 1БПУ являются -входами а выходы соединены с 2БПУ, которого является вход входом блока, а выходов подключены к БС, выход которого является выходом блока. выполнен по схеме, аналогичной а - аналогичной с той лишь разницей, что пороговые триггеры (Тр) срабатывают при сигналах, превышающих (см. фиг.10), а пороговые триггеры - при сигналах, меньших При этом БПУ (фиг.13) содержит пороговых устройств, совокупность первых входов и выходов которых являются, соответственно, входами и выходами БПУ, вход которого параллельно соединен с вторыми входами всех ПУ, причем каждое ПУ состоит из Тр и первый и второй входы Тр являются первым и вторым входами ПУ, а первый и второй входы - первым входом ПУ и выходом Тр, выход К является выходом ПУ.