UA140831U

UA140831U - Канал вимірювання похилої дальності до об'єкта випробування з використанням частот міжмодових биттів для мобільної однопунктної вимірювальної системи

Info

Publication number: UA140831U
Application number: UAU201909107U
Authority: UA
Inventors: Олексій Володимирович Коломійцев; Ігор Іванович Сачук; Володимир Миколойович Безелюк; Олексій Олексійович Звєрєв; Богдан Миронович Крук; Генадій Володимирович Кудряшов; Олексій Павлович Нарєжній; Денис Юрійович Потапов; Владислав Леонідович Топчій; Максим Леонідович Троцько
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2020-03-10

Abstract

Канал вимірювання похилої дальності до об'єкта випробування з використанням частот міжмодових биттів для мобільної однопунктної вимірювальної системи, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів , блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів і , передавальну оптику, оптико-електронний модуль, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, схему "і", фільтр із заданою смугою пропускання, диференційований ланцюжок, випрямляч, тригер, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, лічильник, електронну обчислювальну машину, апаратуру супутникових радіонавігаційних систем, апаратуру обміну даними та гіростабілізовану платформу, згідно з корисною моделлю, додатково введено радіолокаційний модуль.

Description

Запропонована корисна модель належить до галузі електрозв'язку і може бути використана для побудови мобільної однопунктної вимірювальної системи (МОВС).

Відомий "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів для мобільної суміщеної лазерної вимірювальної системи" |1)|, який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з Дагаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), призми для частоти міжмодових биттів Ум, блок дефлекторів (БД), перемикач для частот міжмодових биттів А, і А, передавальну оптику (ПРДО), оптико-електронний модуль (ОЕМ), який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику (ПРМО), фотодетектори (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), інформаційний блок (ІБ), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів (ФІ), тригер "1"|"0", схему "і" ("І"), лічильники (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання (Фп), детектор (Дет), диференційовану оптику (ДО), підсилювач (П), фільтр (Ф), диференційовані ланцюжки (ДЛ), випрямлячі (Вип), електронну обчислювальну машину (ЕОМ), апаратуру обміну даними (АОД) тагіростабілізовану платформу (ГОСП).

Недоліком відомого каналу є те, що він не здійснює оперативну високоточну навігацію.

Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів для мобільної однопунктної системи зовнішньо-траєкторних вимірювань" |2|, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжціх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів Ум, блок . . Ди, 2ДАУ дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів мі м, передавальну оптику, оптико-електронний модуль, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, схему "і", фільтр із заданою смугою пропускання, диференційований ланцюжок, випрямляч, тригер, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, лічильник, електронну обчислювальну машину, апаратуру супутникових радіонавігаційних систем (АСРНОС), апаратуру обміну даними та гіростабілізовану платформу.

Недоліком каналу найближчого аналога є те, що він не може проводити зовнішньо- траєкторні вимірювання і пошук об'єкта випробування (ОВ) у несприятливих умовах.

В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання похилої дальності до об'єкта випробування з використанням частот міжмодових биттів для мобільної однопунктної вимірювальної системи, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання похилої дальності до літального апарату, (ЛА), багатоканальну передачу команд керування на частотах міжмодових биттів Ме М, об'єктивний контроль, збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ОВ і її передачу до споживачів та оперативну високоточну навігацію в будь-якій точці полігону, у будь-який час року і доби, за будь-якої погоди.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал - найближчий аналог, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор прдовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів

Ум, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Ум і 2, передавальну оптику, оптико-електронний модуль, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, схему "і", фільтр із заданою смугою пропускання, диференційований ланцюжок, випрямляч, тригер, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, лічильник, електронну обчислювальну машину, апаратуру супутникових радіонавігаційних систем, апаратуру обміну даними та гіростабілізовану платформу, додатково введено радіолокаційний модуль (РЛМ).

Побудова каналу вимірювання похилої дальності до об'єкта випробування з використанням частот міжмодових биттів для мобільної однопунктної вимірювальної системи пов'язана з використанням одномодового богаточастотного з синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача, частотно-часового методу ЧЧМ |З), ОЕМ та РЛМ.

Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у високоточному вимірюванні похилої дальності до ОВ, багатоканальної передачі команд керування, оперативних обробці, відображенні, збереженні і видачі споживачам інформації, яка отримана під час проведення випробувань ОВ та високоточній навігації в будь-якій точці полігону, у будь-який час року і доби, за будь-якої погоди.

Суть корисної моделі пояснюють креслення, де на фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: І - вимірювальний сигнал; ІІ - інформаційний сигнал; І - комбінований сигнал у видимому і інфрачервоному діапазонах.

На фіг. 2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу.

На фіг. З приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-мя діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання (ЛВ) в ортогональних площинах.

На фіг. 4 приведені епюри напруг з виходів блоків вимірювання похилої дальності до ОВ: а) від блока опорного сигналу; б) від блока відбитого сигналу.

Запропонований канал вимірювання похилої дальності до об'єкта випробування з використанням частот міжмодових биттів для мобільної однопунктної вимірювальної системи містить керуючий елемент 1, блок керування дефлекторами 2, лазер з накачкою 3, селектор прдовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів 4, призми для частоти міжмодових Зуттів

У . . . Му: У м, блок дефлекторів 5, перемикач для частот міжмодових биттів мі М, передавальну оптику б, оптико-електронний модуль 7, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику 8, фотодетектори 9, широкосмуговий підсилювач 10, інформаційний блок 11, резонансні підсилювачі 12, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів 13, схему "і" 14, фільтр із заданою смугою пропускання 15, диференційований ланцюжок 16, випрямляч 17, тригер 18, детектор 19, диференційовану оптику 20, підсилювач 21, фільтр 22, лічильник 23, електронну обчислювальну машину 24, апаратуру супутникових радіонавігаційних систем 25, апаратуру обміну даними 26, радіолокаційний модуль 27, та гіростабілізовану платформу 28.

Робота запропонованого каналу вимірювання похилої дальності до об'єкта випробування з використанням частот міжмодових биттів для мобільної однопунктної вимірювальної системи полягає у наступному.

Зі спектра випромінювання одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод лазера-передавача (Лю) за допомогою СПМ БРК виділяються необхідні пари частот для створення:

Зо багатоканального (М) інформаційного зв'язку, за умови використання сигналів комбінацій . ! с. ще о Амор- Мом УА. МА М п, подовжніх мод (на різницевій частоті міжмодових биттів у;

РСН на основі формування сумарної ДС ЛВ, завдяки 4-м парціальним ДС ЛВ, що частково перетинаються, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих" різницевими частотами міжмодових биттів) 5 Ак.) - УМ, ВАЛИ -Уу;- М 2АМУ Аме - МУ; -Уз ЗАМ, Ам» - УЗ Мо ОА, . . . . . о МАУ

Груповий лазерний сигнал, який складений з частот міжмодових биттів м, минаючи

БД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від ІБ та формує багатоканальний (М) інформаційний сигнал, що передається на ОВ (фіг. 152); Водночас імпульсний лазерний сигнал (вимірювальний) частот міжмодових биттів м? м "і бАУ . . . м надходить на БД, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС ЛВ попарно зустрічно сканують БД у кожній з двох ортогональних площин (фіг. 1, 2). Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від КЕ. Проходячи через ПРДО, груповий 0. о У» МАМ Мо МАМ Моз ЗАЙ лазерний імпульсний сигнал пар частот м м м та уз» бАУ . . Не . мо фокусується в скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС ЛВ у кожній з двох ортогональних площин - і В (Х ї У). При . под - оди, ..МА м я цьому інформаційний лазерний сигнал частот проходить вдовж РОН.

Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності до ЛА полягає у наступному (фіг. 2-4).

На передавальному боці. У

Виділена СПМ зі спектра випромінювання лазера перша пара частот 7", розщеплюється під дією розчеплювача (призми) на два оптичні сигнали: 1) основний (1) - сканується БД під певним кутом (з часом Тапр, що задається від БКД), який проходить через перемикач (П) для виділення "бланкуючого" імпульсу (бланк - нуль) і розчеплювач, де відбувається виділення додаткового сигналу (2), та надходить на ПРДО і далі на ОВ; 2) додатковий (2) - перетворюється ФТД в електричний імпульсний сигнал різницевої . У . . частоти міжмодового биття мі та надходить на ФІі!, де відбувається виділення "пачок" імпульсів, прийнятих схемою "І".

Прийняті ПРМО відбиті від ОВ інформаційний та, в процесі сканування чотирьох ДС ЛВ, лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС ЛВ за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП, вони розподіляються: в ІБ для обробки інформації, яку приймається від ОВута по РП, які настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів. 59, м відд, мвід мвід,

У зв'язку з тим, що канал, який пропонується, використовується у структурі МОВС, імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП1 (РП м від, формують сигнал про похилу дальність . 2, ЗАМ, ав. би, . . до ОВ, аРП2, РП З і РП 4 (РП мес РП мвд | РП меду - до інших вимірювальних каналів. м - з з Уа " "

Отриманий від ФТД додатковий оптичний сигнал частоти 7" з "бСланкуючими" імпульсами, . ДУ ще ще п. перетворений в сигнал м, здобуває чіткі границі "Сланкуючого" імпульсу та, проходячи ДО, підсилюється. Фільтр зі смугою пропускання п -1гт (де 7 - тривалість імпульсу) виділяє з загального сигналу "бланкуючі" імпульси - в імпульси сигнали, які, проходячи ДЛ і Вип- (ФІ-ДЛюАВип), виділяються у вигляді одного короткого імпульсу за початок "бланкуючого" імпульсу та надходять на Тр з індексом "1", включаючи його.

На приймальному боці. У

Відбитий від ОВ основний сигнал частот 7 у сумі з груповим, минаючи ПРМО, 5. . Ди. . перетворюється ФТД в електричний імпульсний сигнал м, підсилюється ШП, виділяється в . о Ди, .

РП, як сигнал міжмодової частоти м і, проходячи через Дет, перетворюється таким же . . . Ду . чином, як і додатковий електричний сигнал (2) частоти м та надходить тільки на Тр з індексом "0", "перекидаючи" його. Сигнал, що надходить з Тр на схему "І", здійснює періодичне "відкриття" і "закриття" проходу для "пачок" імпульсів з ФІ!ї, що підраховуються Лч та відпрацьовуються у вигляді числа похилої дальності до ОВ у ЕОМ. Таким чином відбувається вимірювання похилої дальності до ОВ на грубій шкалі. Перехід на точну шкалу (генерація

Зо пікосекундних імпульсів) здійснюється одразу після припинення включення перемикача ("П") (формування "бланкуючого" імпульсу).

Так як канал вимірювання похилої дальності до ОВ вводиться до складу структури МОВС, то вмикання та вимикання П відбувається одночасно для 2-х (пар) частот 7 0097, Апаратурні похибки вимірювання похилої дальності до ОВ в запропонованому каналі - це похибки визначення початку і кінця відліку часового інтервалу, похибки за рахунок дискретності та нестабільності частоти проходження тактових (рахункових) імпульсів. Точність Оцінки інтервалу визначається крутістю огинаючої при заданому граничному значенні напруги /" та залежить від форми скануючої ДС ЛВ і відношення сигнал/шум. Кількість інформаційних каналів (М) залежить від кількості несучих частот ", які мають необхідні вихідні характеристики для використання.

Оптико-електронний модуль постійно здійснює у денних і нічних умовах у видимому та інфрачервоному діапазонах спостереження за ОВ, який супроводжується. Відображення інформації що приймається (передається) від ОВ, об'єктивний контроль та обробка вимірювальної інформації відбувається в ЕОМ. Для збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ОВ, 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 надходить на ЕОМ, здійснюється за рахунок використання технології синтезу часу параметризованих паралельних програм.

Апаратура супутникових радіонавігаційних систем забезпечує можливість в будь-якій точці земної поверхні, у будь-який час року і доби, за будь-якої погоди визначити (уточнити) параметри МОВС - три координати і три складові вектору швидкості.

Видача інформації, яка отримана під час проведення випробувань ОВ, споживачам та отримання додаткової інформації від керівництва здійснюється за допомогою апаратури обміну даними за радіоканалом.

За погодними умовами (дощ, сніг і тощо) захоплення РЛМ на супроводження ОВ починається шляхом перегляду області простору, де знаходиться ОВ. Супроводження РЛМ триває до тих пір, поки не перейде на автоматичне супроводження ОЕМ (сумарною ДС).

Інформація від РЛМ надходить на ЕОМ.

Гіростабілізована платформа забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи каналу, на які розуїщена суміщена приймально-передавальна апаратура та ВМ по кутах азимута Є імісця 7.

Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель Мо 114737, Україна, МПК 2015 17/42, 2015 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів для мобільної суміщеної лазерної вимірювальної системи /О.В. Коломійцев, І.І. Сачук,

О.В. Александров та ін. - Мо и201611230; заяв. 07.11.2016; опубл. 10.03.2017; Бюл. Мо 5. - 8 с. 2. Патент на корисну модель Мо 124784, Україна, МПК 2015 17/42, 2015 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів для мобільної однопунктної системи зовнішньо-траєкторних вимірювань /0.В.

Коломійцев, І.І. Сачук, Г.В. Альошин та ін. - Мо ц201710330; заяв. 27.10.2017; опубл. 25.04.2018;

Бюл. Мо 8. - 8 с. 3. Патент на корисну модель Мо 55645, Україна, МПК 2015 17/42, 2015 17/66. Частотно- часовий метод пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарату /0.В.

Коломійцев - Мо и201005225; заяв. 29.04.2010; опубл. 27.12.2010; Бюл. Мо 24. - 14 с.

Claims

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Канал вимірювання похилої дальності до об'єкта випробування з використанням частот міжмодових биттів для мобільної однопунктної вимірювальної системи, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовждіх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів Ум, блок . . «Ди, 2ДУ дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів мі м, передавальну оптику, оптико-електронний модуль, який складений з телевізійного і інфрачервоного каналів, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, схему "і", фільтр із заданою смугою пропускання, диференційований ланцюжок, випрямляч, тригер, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, лічильник, електронну обчислювальну машину, апаратуру супутникових радіонавігаційних систем, апаратуру обміну даними та гіростабілізовану платформу, який відрізняється тим, що додатково введено радіолокаційний модуль.