UA150148U - Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення та кібернетичним захистом інформації - Google Patents

Abstract

Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення та кібернетичним захистом інформації містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, реверсивні лічильники, схеми "і", схеми порівняння, блок формування зображення та vM оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів ((vM оп, 22vM оп, 33vM оп, 66vM оп) від передавального лазера. Введено спеціалізовану електронну обчислювальну машину та додатково введено радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від поміх.

Description

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

Відомий "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та обробки зображення ЛА для ЛВС" |1)|, який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), модифікований селектор подовжніх мод (МСПМ), блок дефлекторів (БД), передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектор (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), блок формування зображення (БФЗ), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ), тригери (Тр) (17107, схеми "їі" ("І"), резонансні лічильники (РЛч), схеми порівняння (СП), електронно-дифрову обчислювальну машину (ЕЦОМ), блоки відображення інформації (БВІ) та Дум оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дум оп, 2Дмм оп, ЗДмм оп, бДмм оп) від передавального лазера.

Недоліком відомого каналу є те, що він не забезпечує збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань літального апарату (ЛА).

Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та обробки зображення ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу" (2), який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широко-смуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми "і", резонансні лічильники, схеми порівняння, електронну обчислювальну машину (ЕОМ), блок формування зображення та Дмум оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (ДУм оп, ДУМ оп, ЗДАММ оп, бЛУМ оп) від передавального лазера.

Недоліком каналу найближчого аналога є те, що він не може проводити зовнішньо- траєкторні вимірювання і пошук ЛА у несприятливих умовах та не забезпечує кібербезпеку інформації, що отримана.

В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення та кібернетичним захистом інформації, який дозволить здійснювати виявлення ЛА, його захват, стійке кутове автоматичне супроводження, високоточне вимірювання кутових швидкостей у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, у будь-який час року і доби, за будь-якої погоди, збереження і захист інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, формувати і обробляти його зображення.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал - найближчий аналог, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фото детектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми "і", резонансні лічильники, схеми порівняння, електронну обчислювальну машину, блок формування зображення та ДуУм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (ДуУм оп, 2Амм оп, ЗАММм оп, бАмм оп) від передавального лазера, згідно з корисною моделлю, введено спеціалізовану електронну обчислювальну машину та додатково введено радіолокаційний модуль (РЛМ), який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від поміх.

Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення та кібернетичним захистом інформації пов'язана з використанням одномодового богаточастотного з синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача, частотно-ч-асового методу вимірювання |З) та

РЛМ.

Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у виявленні ЛА, його захваті, стійкому кутовому автоматичному супроводженні, високоточному вимірюванні кутових швидкостей у широкому діапазоні дальностей, у будь-який час року і доби, за будь-якої погоди, збереженні і захисті інформації, що оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, формуванні і обробці його зображення.

На фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: Дум оп, 2

Дмм оп, З ДУМ оп, б Дмм оп - Введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів від лазера- передавача; І - для визначення вимірювальної інформації; ІІ - для визначення зображення ЛА та

ІП - для виявлення ЛА та його захвату на автоматичне супроводження.

На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-ма бо діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання (ЛВ) в ортогональних площинах.

На фіг. З приведено створення лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації.

На фіг. 4 приведені епюри напруг з виходів блоків запропонованого каналу.

Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення та кібернетичним захистом інформації містить керуючий елемент 1, блок керування дефлекторами 2, лазер з накачкою 3, модифікований селектор подовжніх мод 4, блок дефлекторів 5, передавальну оптику 6, радіолокаційний модуль 7, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику 8, фотодетектор 9, широкосмуговий підсилювач 10, резонансні підсилювачі 11, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ 1-12, ФІ 2-13, ФІ 3-14), тригери 15, реверсивні лічильники 16, схеми "і" 17, схеми порівняння 18, спеціалізовану електронну обчислювальну машину 19, блок формування зображення 20 та Дум оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дмм оп, 2ДмМмМ оп, ЗАМмМ оп, бАмм оп) від передавального лазера.

Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення та кібернетичним захистом інформації полягає у наступному.

Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера- передавача (Лн) за допомогою МСПМ виділяються необхідні пари частот і окремі частоти для створення:

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)

Дува-м5-Ма-Дум, Дме7-ме-м7-2Дум, Дмвз-мв-у3-ЗАмм, АМмв2-м8-м2-6Думм; лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації, за умови використання сигналу з подовжньої МОДИ Мп (у подальшому ми, Мгпг).

За допомогою МСПМ та БФЗ створюється лазерний сигнал з просторовою модуляцією поляризації шляхом розведення ЛВ (несучої частоти) на два променя з поворотом плоскості поляризації на кут 90" в одному з них (фіг. 3).

При цьому, випромінювання апертури першого і другого каналів в апертурній плоскості ШОМ

Зо рознесені на відстані р. Різність ходу пучків до картинної плоскості ЛА ХОУ змінюється вдовж осі Х від точки до точки. Обумовлена цім різність фаз між поляризованими компонентами, що ортогональні, поля у картинній плоскості також змінюється від точки до точки. Залежно від різності фаз у картинній плоскості змінюється вигляд поляризації сумарного поля сигналу, що зондує від лінійної через еліптичну і циркулюючу до лінійної, ортогональної до початкової і т.д.

Період зміни вигляду поляризації визначається базою між випромінювачами р та відстанню до картинної плоскості А. Розподіл інтенсивності в реєстрованому зображенні ЛА промодульовано за гармонійним законом з коефіцієнтом модуляції, дорівнює значенню ступеня поляризації випромінювання, що відбито, у даній ділянці поверхні ЛА.

Сигнал частот міжмодових биттів Дмм, 2Амм, ЗАмм та бДмм 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 лазерний імпульсний сигнал пар частот м5м4-Дмм, ме,м7-2Амм, М6,у3-3 Дмм та м8в,м2-6Дмм фокусується у скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС ЛВ у кожній з двох ортогональних площин сі В (Х ї У). При цьому, лазерний сигнал з просторовою модуляцією поляризації (мМпї та Мпг) проходить вдовж РСН (фіг. 2).

Прийняті ПРМО від ЛА, відбиті у процесі сканування чотирьох ДС, 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: у БФЗ для обробки відбитого лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації, що зондує, від поверхні ЛА; по РП, що настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів Дмм від, 2 ДМУМ від, З ДУМ від, б Дмм від.

При цьому, імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП 1 і РП 2 (РП Дум віді РП 2

Дмм від) формують сигнал кутової швидкості «с, а РП З ії РП 4 (РП ЗдДум віді РП бдум від) - по кутової швидкості ВД".

При відбитті лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації, що зондує, від поверхні ЛА змінюються амплітудні ії фазові співвідношення між ортогонально поляризаційними бо компонентами, параметри їх поляризаційні і, відповідно, комплексні коефіцієнти когерентності відбитого поля. Просторовий розподіл поляризаційних характеристик такого відбитого сигналу за зміною контрасту модуляційної структури зображення несе також інформацію про типи матеріалів у складі поверхні ЛА, їх характеристики і тощо, яка відображається у СЕОМ. Тому, у БФЗ здійснюється поляризаційна обробка поля, що приймається.

Формування сигналу прискорення сг полягає у наступному (фіг. 1).

Виділені імпульси ФІ 1 першої І лінії від опорної частоти Думм оп надходять на РЛч 1 (фіг. 4).

У цей же час відбитий від ЛА сигнал частоти міжмодових бит-тів, який перетворюється ФІД у радіочастоту міжмодових биттів Дум від, змінюється за законом руху ДС ЛВ, перетворюється у другій лінії ФІ 2 у точках переходів півперіодів сканування у імпульси (один імпульс за півперіод сканування), надходить на Тр "1" та запускає його першим імпульсом.

Імпульс від Тр, що надходить першим, відкриває РЛч для рахування імпульсів від Фі 1 на схему "І" та для перезапису на СП. Другий імпульс від Тр надходить на реверсивний вхід того ж

РЛч, який здійснює зворотній рахунок імпульсів, що надходять через нього. Надходячи на Тр, третій імпульс і наступні імпульси здійснюють дію таким же чином, як перший. Другий імпульс не надходить на схему "І", а третій імпульс надходить, як і перший на ФІ 3, схему "І", пропускає різностне число на СП і т.д.

Таким чином, у РЛч записується число імпульсів, яке дорівнює різності подовженого та покороченого півперіоду сканування (руху ДС ЛВ). Півперіод сканування подовжується тоді, коли швидкість руху ЛА співпадає зі швидкістю руху ДС ЛВ, а коли не співпадає - покорочується (фіг. 4).

Формування сигналу кутової швидкості Д' відбувається таким же чином, як і для кутової швидкості о (фіг. 1).

За несприятливими погодними умовами (дощ, сніг і тощо) захоплення (захват) РЛМ на супроводження ЛА починається шляхом перегляду області простору, де він знаходиться.

Супроводження РЛМ триває до тих пір, поки не перейде на автоматичне супроводження сумарною ДС ЛВ. Інформація від РЛМ надходить на СЕОМ.

Відображення та обробка вимірювальної інформації про кутові швидкості відбувається у

СЕОМ.

Для збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА, у пам'яті

Зо СЕОМ використовується база даних - сукупність взаємопов'язаних даних, організованих відповідно до схеми даних таким чином, щоб з ними міг працювати користувач.

Підвищення швидкості обробки інформації, яка надходить на СЕОМ здійснюється за рахунок використання технології синтезу часу параметризованих паралельних програм.

Комплексна програмно-технічна система захисту інформації (даних) у СЕОМ забезпечує уникнення ризиків витоку відомостей, що становлять закриту інформацію (захист від потенційних кібератак та незаконного заволодіння сторонніми особами).

Формування ДС лазерного випромінювання і створення РСН пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що 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 Ме51797, Україна, МПК 2015 17/42, 2015 17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та обробки зображення ЛА для ЛВС /0.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, Д.Г. Васильєв та ін. - Ме и201003670; заяв. 30.03.2010; опубл. 26.07.2010; Бюл. Мо 14.-8 с 2. Патент на корисну модель Мо75331, Україна, МПК 2015 17/42, 2015 17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та обробки зображення ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу /О.8В. Коломійцев, Г.В.

Альошин, Д.Г. Васильєв та ін. - Мо и201206419; заяв. 28.05.2012; опубл. 26.11.2012; Бюл. Мо 22. -6б. 3. Патент на корисну модель Ме55645, 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 (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення та кібернетичним захистом інформації, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок бо дефлекторів, передавальну оптику, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, реверсивні лічильники, схеми "ії" схеми порівняння, блок формування зображення та ЛуУм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (АММ оп, 2АММ оп, ЗАММ оп, бАММ оп) Від передавального лазера, який відрізняється тим, що введено спеціалізовану електронну обчислювальну машину та додатково введено радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від поміх. Я вус ге 8 12 НЕ 16 8 17ІВАН шщ Ї дув ння це о ОД Я ж АН 5 9 | й Цеееі фреш ОО же ртт ! 4 її о | 1 | І т на -о | | ; ше ГО Здучиц Шк 17 А 1 НС мес І А " ! бАчеавп Ї7 і в І М І рі

   Фіг. 1