UA144071U

UA144071U - Канал вимірювання похилої дальності до об'єкта випробування з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для мобільної однопунктної вимірювальної системи

Info

Publication number: UA144071U
Application number: UAU202002628U
Authority: UA
Inventors: Олексій Володимирович Коломійцев; Ігор Іванович Сачук; Геннадій Васильович Альошин; Олексій Сергійович Балабуха; Віталій Віталійович Василенко; Наталія Миколаївна Влащенко; Геннадій Анатолійович Зливка; Вадим Станіславович Кітов; Сергій Іванович Хмелевський; Олександр Миколайович Ясинський
Original assignee: Олексій Володимирович Коломійцев
Priority date: 2020-04-29
Filing date: 2020-04-29
Publication date: 2020-08-25

Abstract

Канал вимірювання похилої дальності до об'єкта випробування з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування 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 еем, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів ммм і 2 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 обміну даними, апаратуру супутникових радіонавігаційних систем та гіростабілізовану платформу, згідно з корисною моделлю, додатково введено радіолокаційний модуль.

Description

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

Відомий "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для мобільної суміщеної лазерної вимірювальної системи" (1), який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), призми для частоти міжмодових биттів Лум, модифікований блок дефлекторів (МБД), перемикач для частот міжмодових биттів Аум і 2Аум, 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 171,0", схему," ("І"), лічильники (Ля), 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) та гіростабілізовану платформу (ГСП).

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

Як найближчий аналог вибрано "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для мобільної однопунктної системи зовнішньо-траєкторних вимірювань" |2І, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів Лум, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Лум і 2Аум, 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 "ї", фільтр із заданою смугою пропускання, диференційований ланцюжок, випрямляч, тригер, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, лічильник, електронну обчислювальну машину, апаратуру обміну даними, апаратуру супутникових радіонавігаційних систем (АСРНС) 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 та додаткового сканування для мобільної однопунктної вимірювальної системи, який дозволить здійснювати високоточне вимірювання похилої дальності до ОВ у широкому діапазоні дальностей, багатоканальний (М) інформаційний взаємозв'язок з ним на частотах міжмодових биттів УАум ... МАумп, Об'єктивний контроль у нічний і денний час доби, обробку, відображення, збереження і передачу споживачам інформацію, яка отримана під час проведення випробувань, дотримання просторової стабілізації платформи, на якій розміщуються суміщена приймально-передавальна апаратура і виконавчі механізми (ВМ) по кутах азимута і місця та, в разі необхідності, пошук ОВ 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 аналогу, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів

Аум, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів ЛДум і 2Аум, 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 обміну даними, апаратуру супутникових радіонавігаційних систем та гіростабілізовану платформу, додатково введено радіолокаційний модуль (РЛМ).

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

Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у бо високоточному вимірюванні похилої дальності до ОВ, багатоканальному інформаційному взаємозв'язку з ним, здійсненні об'єктивного контролю у денних і нічних умовах, оперативних обробці, відображенні, збереженні і видачі споживачам інформації, яка отримана, високоточній навігації та, в разі необхідності, пошуку ОВ в будь-якій точці полігону, у будь-який час року і доби, за будь-якої погоди.

На фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: І - вимірювальний сигнал; ІЇ - інформаційний сигнал; ПІ - 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 сумарною діаграмою спрямованості (ДС) лазерного випромінювання (ЛВ) у невеликому куті і окремо 4-ма

ДС ЛВ в ортогональних площинах.

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

Запропонований канал вимірювання похилої дальності до об'єкта випробування з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для мобільної однопунктної вимірювальної системи містить керуючий елемент 1, блок керування дефлекторами 2, лазер з накачкою 3, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів 4, призми для частоти міжмодових биттів Аум, модифікований блок дефлекторів 5, перемикач для частот міжмодових биттів Дум і 2Аум, передавальну оптику 6, 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 об'єкта випробування з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для мобільної

Зо однопунктної вимірювальної системи полягає у наступному. Зі спектра випромінювання одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод лазера-передавача (Лн) за допомогою СПМ БРК виділяються необхідні пари частот для створення: - багатоканального (М) інформаційного зв'язку, за умови використання сигналів комбінацій подовжніх мод (на різницевій частоті міжмодових биттів ДуУтої-у10-у1-9Аум, ... МАумп); - РСН на основі формування сумарної ДС ЛВ, завдяки 4-ом парціальним ДС ЛВ, що частково перетинаються, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих" різницевими частотами міжмодових биттів)

Дува-ув5-уд-Дум, АмУ97-Уу9-М7-еДум, ЛУвз-ув-уз-ЗАум, ААУ ва -ув-у2-ОДуУм.

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

МБД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від ІБ та формує багатоканальний (М) інформаційний сигнал, що передається на ОВ (створення взаємозв'язку) (фіг. 1, 2).

Водночас імпульсний лазерний сигнал (вимірювальний) частот міжмодових биттів Лум, 2ЛАум,

ЗАум і блум надходить на МЕД, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні

ДС ЛВ 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 ув,у-Дум, у9,у7-2ДУм, Ув,Уз-ЗАум та ув,у2-6Лум фокусується в скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС ЛВ у кожній з двох ортогональних площин о і Д (Х ї У). При цьому інформаційний лазерний сигнал частот У9Аум ... МАумп проходить вдовж

РСН.

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

На передавальному боці.

Виділена селектором подовжніх мод зі спектра випромінювання лазера перша пара частот ува, розщеплюється під дією розщеплювача (призми) на два оптичні сигнали: 1) основний (а) - сканується МЕД під певним кутом (з часом Таор, що задається від БКД), який проходить через перемикач (П) для виділення "бланкуючого" імпульсу (бланк-нуль) і розщеплювач, де відбувається виділення додаткового сигналу (б), та надходить на ПРДО і далі 60 на ОВ;

2) додатковий (б) - перетворюється ФТІД в електричний імпульсний сигнал різницевої частоти міжмодового биття Лум та надходить на Фі!ї, де відбувається виділення "пачок" імпульсів, прийнятих схемою "І".

Прийняті приймальною оптикою 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, яка приймається від ОВ; - по РП, які настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів Лум від, 2Аум від, ЗЛУм від, бЛуУм від.

У зв'язку з тим, що канал, який пропонується, використовується у структурі МОВС, імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 1 (РП Аумвід) формують сигнал про похилу дальність до ЛА, а РП 2, РП З ї РП 4 (РП 2Аум від, РП ЗАум від і РП блАум від) - до інших вимірювальних каналів.

Отриманий від ФТД додатковий оптичний сигнал частоти уза з "бСланкуючими" імпульсами, перетворений в сигнал Лум, здобуває чіткі границі "Сланкуючого" імпульсу та, проходячи ДО, підсилюється.

Фільтр зі смугою пропускання П-1/хі (де ті - тривалість імпульсу) виділяє з загального сигналу "бланкуючі" імпульси - в імпульси сигнали, які, проходячи ДЛ і Вип - (ФІ-ДЛеВип), виділяються у вигляді одного короткого імпульсу за початок "бланкуючого" імпульсу та надходять на Тр з індексом "1", включаючи його.

На приймальному боці.

Відбитий від ОВ основний сигнал частот уза у сумі з груповим, минаючи ПРМО, перетворюється ФТД в електричний імпульсний сигнал Аум, підсилюється ШП, виділяється в

РП, як сигнал міжмодової частоти Аум і, проходячи через Дет, перетворюється таким же чином, як і додатковий електричний сигнал (б) частоти Лум 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 ФІ1, що підраховуються Лч та відпрацьовуються у вигляді числа про похилу дальність до ОВ у ЕОМ.

Зо Таким чином відбувається вимірювання похилої дальності до ОВ на грубій шкалі. Перехід на точну шкалу (генерація пікосекундних імпульсів) здійснюється одразу після припинення включення перемикача (формування "бланкуючого" імпульсу).

Так як канал вимірювання похилої дальності до ОВ вводиться до складу структури МОВС, то вмикання та вимикання перемикача відбувається одночасно для 2-х (пар) частот ува і мо.

Апаратурні похибки вимірювання похилої дальності до ОВ у 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 значенню напруги Оп та залежить від форми скануючої ДС ЛВ і відношення сигнал/шум.

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'єктивного контролю та (обробленої) про похилу дальність до ОВ відбувається на моніторі 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, що надходить на ЕОМ здійснюється за рахунок розпаралелення процесу побудови одного дерева рішень та їх ансамблів.

Кількість інформаційних каналів (М) залежить від кількості мод (уп), які мають необхідні вихідні характеристики для використання.

В разі необхідності виявлення ОВ під час його пошуку, груповий сигнал, який складений з частот міжмодових биттів, за допомогою МБД сканується сумарною ДС ЛВ у заданій зоні за заданим законом сканування, де кут та напрямок відхилення ДС задається БКД (фіг. 1-3).

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

АСРНС 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 вектора швидкості.

За погодними умовами (дощ, сніг тощо) захоплення РЛМ на супроводження ОВ починається шляхом перегляду області простору, де знаходиться ОВ. Супроводження РЛМ триває доти, поки не перейде на автоматичне супроводження ОЕМ (сумарною ДС). Інформація від РЛМ надходить на ЕОМ.

Гіростабілізована платформа забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи каналу, на якій розміщена суміщена приймально-передавальна апаратура та ВМ по кутах азимута о; і місця р.

Формування сумарної ДС ЛВ, створення РСН, інформаційного каналу для каналу, що пропонується, пов'язано із задоволенням жорстких вимог, які пред'являються до спектра випромінювання одномодового багаточастотного лазера-передавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових биттів.

Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель Мо 118432, Україна, МПК 5015 17/42, 5015 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для мобільної суміщеної лазерної вимірювальної системи /О.В. Коломійцев, І.І. Сачук, Г.В. Альошин та ін. - Мо и201701476; заяв. 16.02.2017; опубл. 10.08.2017; Бюл. Мо 15. - 8 с. 2. Патент на корисну модель Мо 126625, Україна, МПК 5015 17/42, 5015 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для мобільної однопунктної системи зовнішньо-траєкторних вимірювань /0.В. Коломійцев, І.І. Сачук, Г.В. Альошин та ін. - Мо и201801185; заяв. 07.02.2018; опубл. 25.06.2018; Бюл. Мо 12. -8 с.

З. Патент на корисну модель Мо 55645, Україна, МПК 5015 17/42, 5015 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 та додаткового сканування 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 Лум, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Лум і 2 Дум, 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 обміну даними, апаратуру супутникових радіонавігаційних систем та гіростабілізовану платформу, який відрізняється тим, що додатково введено радіолокаційний модуль.