UA152003U - Канал вимірювання похилої дальності до перспективних зразків автобронетанкової техніки - Google Patents

Abstract

Канал вимірювання похилої дальності до перспективних зразків автобронетанкової техніки містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів ККм, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів ,,м і 2 м, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, 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, блок з розширеними можливостями із введенням б, електронну обчислювальну машину та б-введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей зразка автобронетанкової техніки. Додатково введено гіростабілізовану платформу.

Description

Запропонована корисна модель належить до галузі електрозв'язку і може бути використана для побудови мобільної однопунктної вимірювальної системи (МОВС) полігонних випробувань перспективних зразків автобронетанкової техніки (АБТ).

Відомий "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з розширеними можливостями для ЛВС полігонного випробувального комплексу" (1), який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), модифікований селектор подовжніх мод (МСПМ), призми для частоти міжмодових биттів Дми, блок дефлекторів (БД), перемикач для частот міжмодових биттів Амм і 2Амм, передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектори (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), блок з розширеними можливостями (БРМ) із введенням б, резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів (ФІ), тригер "1"1"0" (Тр), схему "їі" (У, лічильник (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання (Фп), детектор (Д), диференційовану оптику (ДО), підсилювач (П), фільтр (Ф), диференційовані ланцюжки (ДЛ), випрямлячі (Вип), електронну обчислювальну машину (ЕОМ) та б - введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей літального апарату (ЛА).

Недоліками відомого каналу є те, що він не може проводити зовнішньо-траєкторні вимірювання і пошук зразків АБТ (транспортних засобів (Т3)) у несприятливих погодних умовах.

Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є "Канал вимірювання похилої дальності до перспективних зразків автобронетанкової техніки з розширеними можливостями для їх полігонних випробувань" (2), який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів Дмм, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів

Дмум і 2Амм, передавальну оптику, радіолокаційний модуль (РЛМ), який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, блок з розширеними можливостями із введенням б, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "і", лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі, електронну обчислювальну машину та б - введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей зразка АБТ.

Недоліком каналу найближчого аналогу є те, що він не забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи, на якої розміщується суміщена приймально-передавальна апаратура та виконавчі механізми (ВМ) по кутах азимута са і місця ВД.

В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання похилої дальності до перспективних зразків автобронетанкової техніки, який дозволить здійснювати виявлення перспективного зразка АБТ (13), його захват, стійке кутове автоматичне супроводження, високоточне вимірювання похилої дальності у будь-який час року і доби, за будь-якої погоди та у будь-який точці випробувального полігону, збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань Т3, дотримання просторової стабілізації платформи, на якої розміщуються суміщена приймально-передавальна апаратура і ВМ по кутах азимута а і місця |В та розширення набору поляризаційних ознак розпізнавання Т3, що отримуються, підвищення ефективності і скорочення часу на його розпізнавання.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів Дмм, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Дмм і 2Амм, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, блок з розширеними можливостями із введенням б, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "і", лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі, електронну обчислювальну машину та б - введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей зразка АБТ, додатково введено гіростабілізовану платформу (ГСП).

Побудова каналу вимірювання похилої дальності до перспективних зразків автобронетанкової техніки пов'язана з використанням одномодового богаточастотного з синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача, частотно-часового методу вимірювання |З) та РЛМ.

Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у бо виявленні перспективного зразка АБТ, його захваті, стійкому кутовому автоматичному супроводженні, високоточному вимірюванні похилої дальності у будь-який час року і доби, за будь-якої погоди та у будь-який точці випробувального полігону, збереженні інформації, що оброблена під час проведення випробувань зразка АБТ, забезпеченні просторової стабілізації платформи, на якої розміщуються суміщена приймально-передавальна апаратура і виконавчі механізми та, за необхідністю, детальному розпізнаванні зразка АБТ.

На Фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: б - введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей Т3; | - вимірювальний сигнал; ІІ - сигнал з просторовою модуляцією поляризації, ПІ - радіолокаційний сигнал.

На Фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-мя діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання (ЛВ) у ортогональних площинах.

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

На Фіг. 4 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу.

На Фіг. 5 приведені епюри напруг з виходів блоків вимірювання похилої дальності до Т3, де: а) від блоку опорного сигналу; б) від блоку відбитого сигналу.

Запропонований канал вимірювання похилої дальності до перспективних зразків автобронетанкової техніки містить керуючий елемент 1, блок керування дефлекторами 2, лазер з накачкою 3, модифікований селектор подовжніх мод 4, призми для частоти міжмодових биттів

Дмм, блок дефлекторів 5, перемикач для частот міжмодових биттів Дмм і 2Амм, передавальну оптику 6, радіолокаційний модуль 7, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику 8, фотодетектори 9, широкосмуговий підсилювач 10, резонансні підсилювачі 11, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів 12, схему "і" 13, фільтр із заданою смугою пропускання 14, диференційований ланцюжок 15, випрямляч 16, тригер 17, детектор 18, диференційовану оптику 19, підсилювач 20, фільтр 21, лічильник 22, електронну обчислювальну машину 23, блок з розширеними можливостями 24 із введенням б, гіростабілізовану платформу 25 та б - введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей зразка АБТ.

Робота запропонованого каналу вимірювання похилої дальності до перспективних зразків автобронетанкової техніки полягає у наступному.

Зо Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера- передавача (Лн) за допомогою МСПМ виділяються необхідні пари частот і окремі частоти для створення: - лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації, за умови використання сигналу з подовжніх мод (несучих частот ми); - РСН на основі формування сумарної ДС ЛВ, завдяки частково перетинаючих 4-х парціальних ДС ЛВ, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих" різницевими частотами міжмодових биттів)

Дуватхм5-маеДмм, Дмое?-Мм9-м722ДАмм, Дмвз-мв-мзеЗАмим, Амв2-М8-м2бАмми.

За допомогою МСПМ та БРМ формується лазерний сигнал з просторовою модуляцією поляризації шляхом створення ЛВ з двох несучих частот (Дми та Дмгг) У вигляді двох променів з вертикальною (Дмпиї) та горизонтальною (Дмиг) поляризацією (Фіг. 3). При цьому, випромінювання апертури першого і другого поляризаційних каналів в апертурної плоскості МОЮ рознесені на відомій відстані Аму. Різність ходу пучків до картинної плоскості ТЗ ХОУ змінюється вдовж осі Х від точки до точки. Обумовлена цім різність фаз (амплітуд) між поляризованими компонентами, що ортогональні, поля у картинної плоскості також змінюється від точки до точки.

В залежності від різності фаз (амплітуд) у картинній плоскості змінюється вигляд поляризації сумарного поля сигналу, що зондує від лінійної через еліптичну і циркулюючу до лінійної, ортогональної к начальної і т.д. Період зміни вигляду поляризації визначається базою між випромінювачами дм та відстанню до картинної плоскості К. Розподіл інтенсивності у реєстрованому зображенні ТЗ промодульовано за гармонійним законом з коефіцієнтом модуляції, дорівнює значенню ступеня поляризації випромінювання, що відбито, у даній ділянці поверхні зразка 13.

Сигнал частот міжмодових биттів Дмм, 2Ами, ЗДАмми та бДАми 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 м5,ма-Дмм, ме,м7т2Дмм, мв,мзиЗАмм та мв,ма-бДАми фокусується у скануєми точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС ЛВ у кожній з двох ортогональних площин сірд(хХ і У).

При цьому, лазерний сигнал з просторовою модуляцією поляризації (на несучих частотах мп та мпг) проходить вдовж РСН (Фіг. 2).

Прийняті ПРМО від ТЗ інформаційні та лазерні імпульсні сигнали і огинаючи сигнали ДС ЛВ, відбиті у процесі сканування чотирьох ДС ЛВ, за допомогою ФТД перетворюються у електричні імпульсні сигнали на несучій частоті і різницевих частотах міжмодових биттів.

Підсилені ШП вони розподіляються: - у БРМ для обробки відбитого від поверхні ЛА лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації, що зондує; - по РП, які настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів Дмм від, 2Амм ві, ЗДмМм від, бДмм від.

При відбитті лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації, що зондує, від поверхні ТЗ змінюються амплітудні і фазові співвідношення між ортогонально поляризаційними компонентами, параметри їх поляризаційні і, відповідно, комплексні коефіцієнти когерентності відбитого поля.

Просторовий розподіл поляризаційних характеристик такого відбитого сигналу по зміні контрасту модуляційної структури зображення несе також інформацію про типи матеріалів у складі поверхні ТЗ, їх характеристики і тощо, яка відображається у ЕОМ. Тому, у БРМ здійснюється поляризаційна обробка поля, що приймається.

При цьому, імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП Дмум від формують сигнал про похилу дальність до Т3, а РП бдДмм від, РП 2Дмм від та РП ЗДмм від - сигнали для інших вимірювальних каналів МОВС.

Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності до ТЗ (зразка АБТ) у структурі МОВС полягає у наступному (Фіг. 4, 5).

На боці, який передає.

Виділена МСПМ зі спектру випромінювання лазера перша пара частот мі розщеплюється під дією розщепітеля (призми) на два оптичні сигнали: 1) основний - сканований БД під певним кутом (з часом Тор, що задається від БКД), який проходить через перемикач ("ПП") для виділення "бланкуючого" імпульсу (бланк - нуль) і розщеплювач, де відбувається виділення додаткового сигналу (2) та надходить на ПРДО і далі на Т3; 2) додатковий (1) - перетворюваний ФТД у електричний імпульсний сигнал різницевої частоти міжмодового биття Дмм, надходить на ФП, де відбувається виділення "пачок" імпульсів, прийнятих схемою "І".

Отриманий від ФТД додатковий оптичний сигнал частоти м54 з "бСланкуючими" імпульсами, перетворений у сигнал Дум, здобуває чіткі границі "Сланкуючого" імпульсу та, проходячи ДО, підсилюється. Фільтр зі смугою пропускання П-1/ті (де ті - тривалість імпульсу) виділяє з загального сигналу "бланкуючі" імпульси - у 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 боці, який приймає.

Відбитий від ТЗ основний сигнал частот м54 у сумі з груповим, минаючи ПРМО, перетворюється ФТД у електричний імпульсний сигнал ДАмм, підсилюється ШП та виділяється у

РП, як сигнал міжмодової частоти АДммивід і, Проходячи через Дет, перетворюється точно також, як і додатковий електричний сигнал (2) частоти Дмм, 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 ФП, які підраховуються Лч і відпрацьовуються ЕОМ у вигляді числа, яке відповідає похилої дальності до Т3. Таким чином відбувається вимірювання похилої дальності до ТЗ на грубій шкалі. Перехід на точну шкалу (генерація пікосекундних імпульсів) здійснюється одразу після припинення включення перемикача (для формування "бланкуючого" імпульсу).

Так як канал вимірювання похилої дальності до зразка АБТ (Т3) пропонується ввести до складу структури МОВС, то вмикання та вимикання перемикача відбувається одночасно для 2- ох пар частот мб і мо.

Апаратурні похибки вимірювання похилої дальності до ТЗ у запропонованому каналі - це похибки визначення початку і кінця відліку часового інтервалу, похибки за рахунок дискретності і нестабільності частоти проходження тактових (рахункових) імпульсів. Точність оцінки інтервалу визначається крутістю огинаючої при заданому граничному значенні напруги О; та залежить від форми скануючої ДС ЛВ і відносини сигнал/шум.

Відображення та обробка вимірювальної інформації про похилу дальність до ТЗ відбувається у ЕОМ. Для збереження інформації яка оброблена під час проведення випробувань Т3, у 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.

Гіростабілізована платформа забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи каналу, на якої розміщена суміщена приймально-передавальна апаратура та ВМ по кутах азимута а і місця вД.

Вимірювальна інформація про кутові швидкості ТЗ використовується у БРМ, де завдяки додаткової обробці елементів поляризаційної матриці розсіяння ТЗ від отриманого поляризаційного поля (суми сигналів різної поляризації) забезпечується точне значення кутових швидкостей Т3, розширюється набір ознак його розпізнавання, підвищується ефективність та скорочується час на розпізнавання Т3, що супроводжується.

За несприятливими погодними умовами (дощ, сніг і тощо) захоплення (захват) РЛМ на супроводження ТЗ 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 поступає на ЕОМ.

Формування ДС ЛВ, 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 Ме75282, Україна, МПК 501 5 17/42, 501 5 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з розширеними можливостями для ЛВС полігонного випробувального комплексу /0.В. Коломійцев, О.В. Батурін, Д.Г. Васильєв та ін. - Мо и201206072; заяв. 21.05.2012; опубл. 26.11.2012; Бюл. Мо 22. - 7 б. 2. Патент на корисну модель Мо 150346, Україна, МПК 501 5 17/42, 501 5 17/66. Канал

Зо вимірювання похилої дальності до перспективних зразків автобронетанкової техніки з розширеними можливостями для їх полігонних випробувань /0.В. Коломійцев, К.О. Споришев,

І.В. Цебрюк та ін. - Мо и202105089; заяв. 09.09.2021; опубл. 03.02.2022; Бюл. Мо 5. - 7 с. 3. Патент на корисну модель Мо 55645, Україна, МПК 501 5 17/42, (301 5 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 похилої дальності до перспективних зразків автобронетанкової техніки, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів Лум, блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Лум і 2Аум, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, 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, блок з розширеними можливостями із введенням б, електронну обчислювальну машину та б-введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей зразка автобронетанкової техніки, який відрізняється тим, що додатково введено гіростабілізовану платформу.