UA155376U - Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з кібернетичним захистом інформації та радіоканалом для мобільної однопунктної вимірювальної системи - Google Patents

Abstract

Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з кібернетичним захистом інформації та радіоканалом для мобільної однопунктної вимірювальної системи містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, реверсивні лічильники, схеми "і", схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину, блок з розширеними можливостями із введенням б, гіростабілізовану платформу та ,,м оп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (--м оп, 2,,м оп, 3,,м оп, 6,,м оп) від передавального лазера, б-введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей літального апарата. Додатково введено апаратуру обміну даними.

Description

дну ка з дення ун ї

СОУ ее танчекх З ї : . пет денс сх ї : ї село у у цуюттттт тей ОЗ Декюсюююккя : це З І цу пок тік Кожух й Ж де Ї ї

У З і З лучення КО ж ке З : : ке . АЖ що КО ек ЯК З З ї її ї

І АХА ЕК В 7 МО кхкхденснн їх ї

З : КІ - : її покктнї іх: ї ї

ОЕ я ях Жмлнккххючинй нку ек 1 лож. ї

ІЩЕ нта шо п т пбосему емо ї ї НН з сю Ха укккя ї Хякки З

СК її й ї се о МКК у о. ї їх х з дення Вве ї ОК й ї дети дк. кож, ї і Ї ок : оз 3 во бури я Бк КЕ і КІ і

З КЗ, х ї А 3 В в Кк З ї Го Локк З Її ї - 3 Хочу их сему Ж кт доші хек пи її

Хід УКОЖУМО Її ДУМКУ ї скйЖО С хжюкюєююкиия : хх

МЕ ІК з ПА г Мекюкююююих к . : її

ЗЕ МО чих МЖК І що джнестя, : к

З КО В Менш Ааккнату З . Що рнююсееот т 5 і

ЖОВ ИН ту Мови к р ор що 1.8 ЕЕ бен 1

КОМ рою ве МОХ ТМТК. г на я он КЕ. Ще о. Я ОК се як. ЕТ КЕ сені їх в ка 1: КО Боня о Вк Ж фол Уест 1:

ЗЕ Ж З М і Яиттсех поді у Бддлитетсний Ж 1 її

Ер з а кААААКАС ХУ еєежетися Бх 4 с її іже, РО жен ши «Ж енебня г.

КИНЕ З жі ї ща ТТ. : І. дк ххх З рум їж ке

ЕВ КВлІ 1 Щек у І : Лк ЕЕ орному Ж ме Її А ня и Сшененоя Да ко Я я ї ок й Ки : А хв КаОТЯ ї ї5- п він дО Здаю сек БК ОВК Поонетсоссії я ОВК:

Мі: і З хз Ту ІК, 4 пккеєквєтнкккккю 1 Ж Моомесююх бом нн ої і Ж Зк ЩЕ В ЗЕ дооннн ж ж люк нні хі: ЕЕ рренюкутяя, ТЕХ кескнумку ЗУ о пдлдлнннях нжюнннянчя, я 1

КЕ: т. В В Хе що лелек окт днк ї ї

ЇХ фр мене М Е ж х я рення пи її

ЕІ. дю її есе ЩО резеор фен в ЗК ння 1 кі Кох МЕ сх х шКке УА й У жи ЕН Н її і їде ТО ЗК Її зх ж ВоОня : : її як З ї рКТЕШЖЗ Р МЕ се М х і - і їх ее у ре КІ вет, До її дей Монети ї хх

Кф 11: 1 Ж х ОЗ ; Ж КОЖ

ЕР їз я її її Фомнненнях шт : дея 1 ї : лк он . ТК мн ї

Я я КЗ Боня ОЗ Аака ДУ Курт Б

Ку Укл хі 1 т п У Шк Кекс Хо рних ; ж 14 Я Ко х т.е ЕК

Ху Мхх ті і род жать г Б ЖК на НО ї :

МЕ їі ЕН Щ її е- «а КО МО РОколюрк Е

М і тоне І : : ак КВ ЕН я Мк Кок 5. Й м ее 7 еВ дкккюкююююєнкююю 5 Ж Мочою Еш ос їх рю ; КОКО меня Дюк ом де і

КЕ" ка А як денкескес, і ж з у Зк умах ЖЕ о дохютмхя ї ху джу щої і дк кої вх ДЖ З ща ї ав деко . знав тож С:

Кен й і оку х Кожну Ба оз г я г вон,

КК удххіднннннннк х вк ї нн ох 3 ї Н ЧК ож їж ЖК ї бек (У як жа жежжииюй ї АХ 3 жах о кое МАМО ї У Та х ск Ж Уже Думку ї МКК шо КВ ТО У дннкодяянкт с

Е кю ююхкжкккюю ко : днянкАя 1 Кн ння Ух

Мккюєюююклнннккю ХУ жор і МхккнннкнякВ ТВ Ж Ї

І ж зі дкКККАннккм,

І КК Хкккжетмх ху ї

ОН, ж днк і іо

ОО Вже ї Я не їж ме ТЯ : : т а м ТК її от

Ї соску Я Кл 2 нетоєссся ке катки ї КО сек ех Хе жиє іс.

Фіг.

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 розширеними можливостями та кібернетичним захистом інформації" (1|, який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД). лазер з накачкою (Ли), модифікований селектор подовжніх мод (МСНМ), блок дефлекторів (БД), передавальну оптику (ПРДО). радіолокаційний модуль (РЛМ), який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику (ПРМО), фотодетектор (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), блок з розширеними можливостями (БРМ) із введенням б, резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (Фі), тригери "170" (Тр), схеми "ії" ("7"), резонансні лічильники (РЛч), схеми порівняння (СП), спеціалізовану електронну обчислювальну машину (СЕОМ) та Дмм оп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дмм оп, 2Амм оп, ЗАМм оп, бАМм сп) від передавального лазера, б- введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей літального апарата (ЛА).

Недоліками відомого каналу є те, що він не забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи, на якій розміщується суміщена приймально-передавальна апаратура та виконавчі механізми (ВМ) по кутах азимута а і місця ВД.

Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з розширеними можливостями, гіростабілізацією та кібернетичним захистом інформації для мобільної однопунктної вимірювальної системи (МОВО)|І2І, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод. блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, блок з розширеними можливостями із введенням б, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми "і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину, гіростабілізовану платформу (ГОСП) та Ами оп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дмм оп, 2Амм оп, ЗДАМм оп, бАМм оп) Від передавального лазера, б-введення сигналу від каналу

Зо вимірювання кутових швидкостей ЛА.

Недоліком каналу найближчого аналога є те, що він не здійснює обмін інформацією за радіоканалом з центральним командним пунктом (ЦКП).

В основу корисної моделі поставлено задачу створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з кібернетичним захистом інформації та радіоканалом для мобільної однопунктної вимірювальної системи, який дозволить здійснювати виявлення ЛА, його захват, високоточне вимірювання кутових швидкостей у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, у будь-який час року, доби і за будь-якої погоди, у будь-якій точці і за будь-яким рельєфом місцевості полігону, дотримання просторової стабілізації платформи, на якій розміщуються суміщена приймально-передавальна апаратура і

ВМ по кутах азимута а і місця ВД, збереження і захист інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА, обмін інформацією (даними) зі споживачами, які знаходяться на

ЦКП та розширення набору поляризаційних ознак розпізнавання ЛА, що отримуються, та скорочення часу на його розпізнавання.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал найближчого аналога, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми "і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину, блок з розширеними можливостями із введенням б, гіростабілізовану платформу та Дмм оп- введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дмм оп, 2Амм оп, ЗАМм оп, бАМм оп) ВІД передавального лазера, б-введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей ЛА, згідно з корисною моделлю додатково містить апаратуру обміну даними (АОД),

Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з кібернетичним захистом інформації та радіоканалом для мобільної однопунктної вимірювальної системи пов'язана з використанням одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача, частотно-часового методу вимірювання |З), РЛМ,

СЕОМ та АОД.

Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у виявленні ЛА, його захваті, високоточному вимірюванні кутових швидкостей у широкому діапазоні дальностей, у будь-який час року, доби і за будь-якої погоди, у будь-якій точці і за будь-яким рельєфом місцевості полігону, збереженні і захисті інформації, що оброблена під час проведення випробувань ЛА, обміну інформацією зі споживачами та, за необхідністю, його детальному розпізнаванні.

На фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: Дмми оп, 2АмМм оп, ЗАМмм оп, бАМм оп-ВВедення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів від лазера- передавача; б-введення сигналу вимірювальної інформації про кутові швидкості ЛА; І - для визначення вимірювальної інформації; ІЇ - для визначення деталізованого зображення ЛА: ПІ - для виявлення ЛА та його захвату на автоматичне супроводження.

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 приведені епюри напруг з виходів блоків запропонованого каналу. Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з кібернетичним захистом інформації та радіоканалом для мобільної однопунктної вимірювальної системи 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 поміх, 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 з розширеними можливостями 20 із введенням б, гіростабілізовану платформу 21, апаратуру обміну даними 22 та Дмм оп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дмм оп, 2ДМмм оп, ЗАДМм оп, бАМм оп) Від передавального лазера, б-введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей ЛА.

Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з кібернетичним захистом інформації та радіоканалом для мобільної однопунктної вимірювальної

Зо системи полягає у наступному.

Із синхронізованого одномодовою багаточастотного спектра випромінювання лазера- передавача (Ли) за допомогою МСПМ виділяють необхідні пари частот і окремі частоти для створення: - лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації, за умови використання сигналу з подовжніх мол (несучих частот ми); - РОН 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-Дмм, Дмое?-Мм9-м7-2ДАмм, Дмв3-мв-м3-ЗАмим, Амв2-м8-м2-бАмм.

За допомогою МСПМ та БРМ формують лазерний сигнал з просторовою модуляцією поляризації шляхом створення ЛВ з двох несучих частот (ми та мпг) у вигляді двох променів з вертикальною (ми) та горизонтальною (мпг) поляризаціями (фіг. 3).

При цьому, випромінювання апертури першого і другого поляризаційних каналів в апертурній плоскості МО рознесені на відомій відстані Дму. Різність ходу пучків до картинної плоскості ЛА ХОУ змінюють вдовж осі Х від точки до точки. Обумовлена цим різність фаз (амплітуд) між поляризованими компонентами, що ортогональні, поля у картинній плоскості також змінюють від точки до точки.

Залежно від різності фаз (амплітуд) 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 визначають базою між випромінювачами йЛма та відстанню до картинної плоскості К. Розподіл інтенсивності в реєстрованому зображенні ЛА промодульовано за гармонійним законом з коефіцієнтом модуляції, дорівнює значенню ступеня поляризації випромінювання, що відбито, в даній ділянці поверхні ЛА.

Сигнал частот міжмодових биттів Дмм, 2Амим, ЗАми, бАми, надходить на БД, що складають з 4- х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС ЛВ попарно зустрічно сканують БД у кожній з двох ортогональних площин (фіг. 1, 2). Період сканування задають БКД, який разом з Лн живлять від КЕ.

Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот м5м4-Дмм, меа,м7-2Дмм, мб, мз-ЗАмм та мвм2-бДми, фокусують у скановані точки простору, оскільки здійснюють зустрічне сканування двома нарами ДС ЛВ у кожній з двох ортогональних площин аї ВД (Х і У).

При цьому, лазерний сигнал з просторовою модуляцією поляризації (на несучих частотах муп1 та маг) проходить вдовж РОН (фіг. 2).

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

Підсилені ШП вони розподіляють: - у БРМ для обробки відбитого від поверхні ЛА лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації, що зондує; - по РН, які настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів Дмм від, 2Амм від, ЗДАМм від, бДМм від.

При відбитті лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації, що зондує, від поверхні ЛА змінюють 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 за зміною контрасту модуляційної структури зображення несе також інформацію про типи матеріалів у складі поверхні ЛА, їх характеристики і тощо, що відображають і запам'ятовують у СЕОМ. Тому, у БРМ також здійснюють поляризаційну обробку поля, що приймається.

Імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП Дум від та РП 2АДмми від, формують сигнал прискорення с, а РП ЗАмивід та РП бАмми від - прискорення ВД".

Формування сигналу прискорення са" полягає у наступному.

Виділені імпульси ФІ 1 першої лінії (І) від опорної частоти Дмм оп надходять на РЛч 1 (фіг. 3).

У цей же час відбитий від ЛА оптичний сигнал частоти міжмодових биттів, який перетворюють

ФТД у радіочастоту міжмодових биттів Дум від, змінюють по закону руху ДС ЛВ, перетворюють у другій лінії (І) ФІ 2 у точках переходів півперіодів сканування у імпульси (один імпульс за півперіод сканування), надходить на Тр "1" та запускає його першим імпульсом.

Перший імпульс, який надходить від Тр, відкриває РЛч для рахування імпульсів від ФІ 1 і

Зо схему "І" для перезапису на схему порівняння. Другий імпульс від Тр надходить на реверсивний вхід того ж РЛч, який здійснює зворотний рахунок імпульсів, що надходять через нього. Третій і т.д, імпульси надходять на Тр та роблять аналогічні дії першому.

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, в РЛч записують число імпульсів, що 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 прискорення ВД' відбувається таким же чином, як для прискорення са.

Відображення та обробка вимірювальної інформації про кутові швидкості відбувається у

СЕОМ.

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

СЕОМ використовують базу 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, здійснюють 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).

Вимірювальна інформація про кутові швидкості ЛА використовують у БРМ, де завдяки додатковій обробці елементів поляризаційної матриці розсіяння ЛА від отриманого поляризаційного поля (суми сигналів різної поляризації) забезпечують точне значення кутових швидкостей ЛА, розширюють набір ознак його розпізнавання, підвищують ефективність та скорочують час на розпізнавання ЛА, що супроводжується.

Видача інформації, яка отримана під час проведення випробувань ЛА, споживачам (на ЦКП) та отримання додаткової інформації від керівництва здійснюють за допомогою АОД за радіоканалом.

За несприятливих погодних умов (дощ, сніг і тощо) захоплення (захват) РЛМ на супроводження ЛА починають 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.

ГПіростабілізована платформа забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи каналу, на якій розміщена суміщена приймально-передавальна апаратура та ВМ по кутах азимута с і місця ВД, що дозволяє застосовувати МОВС на випробувальному полігоні у будь-якій точці та за будь-яким рельєфом місцевості.

Формування ДС ЛВ, створення РСН пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що пред'являють 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 149838, Україна, МПК 5015 11/04, 5015 17/42. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з розширеними можливостями та кібернетичним захистом інформації /0.В. Коломійцев, А.С. Семенова, В.В. Пустоваров та ін. - Мо и202103891; заяв. 05.07.2021; опубл. 05.05.2022; Бюл. Мо 18. - 6 с. 2. Патент на корисну модель Мо 153119. Україна, МПК 5015 11/04, 5015 17/42, Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з розширеними можливостями, гіростабілізацією та кібернетичним захистом інформації для мобільної однопунктної вимірювальної системи (МОВС) /О.В. Коломійцев, К.С. Васюта, В.О. Комаров та ін... - Мо ц202203470; заяв. 19.09.2022; опубл. 25.05.2023; Бюл. Мо 21. -6 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 апарата /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 кібернетичним захистом інформації та радіоканалом для мобільної однопунктної вимірювальної системи, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який

   Зо складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, реверсивні лічильники, схеми "і", схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину, блок з розширеними можливостями із введенням б, гіростабілізовану платформу та Дум оп-

   введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дум оп, 2Аум оп, ЗДум оп, бЛум оп) ВІД передавального лазера, б-введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей літального апарата, який відрізняється тим, що додатково введено апаратуру обміну даними.