RU172856U1 - Direction finding device for a point source of laser radiation - Google Patents

Direction finding device for a point source of laser radiation Download PDF

Info

Publication number
RU172856U1
RU172856U1 RU2017107793U RU2017107793U RU172856U1 RU 172856 U1 RU172856 U1 RU 172856U1 RU 2017107793 U RU2017107793 U RU 2017107793U RU 2017107793 U RU2017107793 U RU 2017107793U RU 172856 U1 RU172856 U1 RU 172856U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
channel
input
comparator
outputs
Prior art date
Application number
RU2017107793U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Иванович Абрамов
Александр Абрамович Зборовский
Константин Владимирович Краснов
Андрей Михайлович Кузнецов
Юрий Александрович Старкин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" filed Critical Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority to RU2017107793U priority Critical patent/RU172856U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU172856U1 publication Critical patent/RU172856U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/783—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from static detectors or detector systems
    • G01S3/784—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from static detectors or detector systems using a mosaic of detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/487—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection

Abstract

Полезная модель относится к аппаратуре обнаружения точечного источника лазерного излучения и определения направления на этот источник и может быть использована в комплексах противодействия оружию с лазерными целеуказателями и дальномерами. Устройство пеленгации точечного источника лазерного излучения содержит цилиндрический объектив, многоразрядный кодовый фотоприемник, вход которого связан с выходом цилиндрического объектива, многоканальный дифференциальный усилитель, расположенный на выходе многоразрядного кодового фотоприемника, многоканальный аналогово-цифровой преобразователь, цифровой процессор, формирователь опорного сигнала, компаратор, электронное реле с сигнальным и управляющим входами, а также сумматор модулей. Выходы каждого разряда многоразрядного кодового фотоприемника подключены к соответствующим входам каналов многоканального дифференциального усилителя, чьи выходы подключены к соответствующим входам каналов многоканального аналого-цифрового преобразователя. Выход формирователя опорного сигнала присоединен к первому входу компаратора, выходы каждого канала многоканального аналого-цифрового преобразователя подключены к соответствующим входам цифрового процессора, выход цифрового процессора связан с первым входом электронного реле, а выход электронного реле присоединен к системе управления противодействием. Выходы каждого канала многоканального аналого-цифрового преобразователя подключены к соответствующим входам сумматора модулей, выход сумматора модулей подключен ко второму входу компаратора, а выход компаратора подключен ко второму входу электронного реле. Технический результат - повышение достоверности обнаружения точечного источника лазерного излучения, увеличение эффективности комплекса противодействия оружию с лазерными целеуказателями и дальномерами.The utility model relates to equipment for detecting a point source of laser radiation and determining the direction to this source and can be used in counteraction complexes with laser target designators and rangefinders. A direction finding device for a point source of laser radiation contains a cylindrical lens, a multi-bit code photodetector, the input of which is connected to the output of a cylindrical lens, a multi-channel differential amplifier located at the output of the multi-bit code photodetector, a multi-channel analog-to-digital converter, a digital processor, a reference signal shaper, a comparator, an electronic relay with signal and control inputs, as well as adder modules. The outputs of each bit of the multi-bit code photodetector are connected to the corresponding inputs of the channels of the multi-channel differential amplifier, whose outputs are connected to the corresponding inputs of the channels of the multi-channel analog-to-digital converter. The output of the reference signal driver is connected to the first input of the comparator, the outputs of each channel of the multichannel analog-to-digital converter are connected to the corresponding inputs of the digital processor, the output of the digital processor is connected to the first input of the electronic relay, and the output of the electronic relay is connected to the reaction control system. The outputs of each channel of the multi-channel analog-to-digital converter are connected to the corresponding inputs of the module adder, the output of the module adder is connected to the second input of the comparator, and the output of the comparator is connected to the second input of the electronic relay. The technical result is an increase in the reliability of detection of a point source of laser radiation, an increase in the effectiveness of the complex of counteraction to weapons with laser target indicators and range finders.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к аппаратуре обнаружения точечного источника лазерного излучения и определения направления на этот источник и может быть использована в комплексах противодействия оружию с лазерными целеуказателями и дальномерами.The proposed utility model relates to equipment for detecting a point source of laser radiation and determining the direction to this source and can be used in counteraction complexes with laser target designators and rangefinders.

Известны оптические индикаторы лазерного облучения, патент РФ на изобретение №2151360, МПК F41H 7/00, опубл. 20.06.2000, устанавливаемые на подвижную боевую машину и определяющие направление на источник излучения. Выходные сигналы индикаторов поступают в систему управления противодействием, обеспечивающую оповещение экипажа об облучении, постановку маскирующей завесы в направлении прихода излучения и другие действия.Known optical indicators of laser irradiation, RF patent for the invention No. 2151360, IPC F41H 7/00, publ. 06/20/2000, mounted on a mobile combat vehicle and determining the direction to the radiation source. The output signals of the indicators are fed into the control system of counteraction, providing notification of the crew about the exposure, the installation of a masking curtain in the direction of arrival of radiation and other actions.

Оптические индикаторы лазерного облучения содержат приемники оптического излучения, в частности многоэлементные. Сведения о многоэлементном приемнике на основе полупроводниковой структуры, с формированием на выходе приемника электрического сигнала с кодом Грея, содержатся в описании патента РФ на полезную модель №50048, МПК H01L 27/00, H01L 31/00, опубл. 10.12.2005.Optical indicators of laser irradiation contain optical radiation detectors, in particular multi-element. Information about a multi-element receiver based on a semiconductor structure, with the formation of an electrical signal with a Gray code at the output of the receiver, is contained in the description of the RF patent for utility model No. 50048, IPC H01L 27/00, H01L 31/00, publ. 12/10/2005.

При облучении многоэлементного приемника оптического излучения локализованным пятном лазерного излучения изменяются параметры его чувствительных площадок и можно получить информацию о расположении облучаемой зоны. Кроме полезного сигнала, содержащего вышеуказанную информацию, на выходе приемника оптического излучения существуют шумы (тепловые, дробовые, вызванные, в том числе, фоновой засветкой и др.), которые могут приводить к ложному срабатыванию устройства, в результате чего возможна выдача недостоверных данных в систему управления противодействием.When a multi-element optical radiation detector is irradiated with a localized spot of laser radiation, the parameters of its sensitive areas change and information on the location of the irradiated zone can be obtained. In addition to a useful signal containing the above information, there are noises (thermal, shot noise, caused by background illumination, etc.) at the output of the optical radiation receiver, which can lead to a false response of the device, as a result of which it is possible to issue false data to the system countermeasures management.

Для снижения вероятности ложного срабатывания и повышения помехоустойчивости аппаратуры обнаружения источника лазерного излучения предложены различные технические решения, например, описанные в патенте РФ на изобретение №2390790, МПК G01S 3/78, опубл. 27.05.2010, в котором рассмотрена конструкция из набора дискретных широкоугольных приемных систем. Однако это устройство представляется достаточно сложным и не решает проблемы исключения ложных срабатываний.To reduce the likelihood of false alarms and increase the noise immunity of equipment for detecting a laser radiation source, various technical solutions have been proposed, for example, described in RF patent for invention No. 2390790, IPC G01S 3/78, publ. 05/27/2010, which considers the design of a set of discrete wide-angle receiving systems. However, this device seems rather complicated and does not solve the problem of eliminating false positives.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является устройство пеленгации точечного источника лазерного излучения, описанное в патенте на полезную модель RU №156165, МПК G01S 3/78, опубл. 10.11.2015. Устройство содержит цилиндрический объектив - формирователь изображения точечного источника излучения, многоразрядный кодовый фотоприемник, вход которого связан с выходом цилиндрического объектива, многоканальный дифференциальный усилитель, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, цифровой процессор, формирователь опорного сигнала, компаратор, логическую схему, счетчик числа сигналов и электронное реле с сигнальным и управляющим входами, причем выход формирователя опорного сигнала присоединен к компаратору, выполненному многоканальным, выходы каждого разряда многоразрядного кодового фотоприемника подключены к входам одного из каналов многоканального дифференциального усилителя, выходы каждого канала многоканального дифференциального усилителя подключены к входам соответствующих каналов многоканального аналого-цифрового преобразователя, выходы соответствующих каналов многоканального аналого-цифрового преобразователя присоединены к входам первого многоканального компаратора и соответствующего ему по номеру канала второго многоканального компаратора, выходы компараторов подключены к соответствующим им по номеру каналов входам многоканальной схемы ИЛИ, выходы многоканальной схемы ИЛИ подключены к входам счетчика числа сигналов, выход счетчика числа сигналов соединен со вторым входом электронного реле к входам цифрового процессора, выход цифрового процессора связан с первым входом электронного реле, а выход электронного реле присоединен к системе управления противодействием.The closest analogue to the claimed technical solution is a direction finding device for a point source of laser radiation, described in the patent for utility model RU No. 156165, IPC G01S 3/78, publ. 11/10/2015. The device contains a cylindrical lens — an imager of a point source of radiation, a multi-bit code photodetector, the input of which is connected to the output of a cylindrical lens, a multichannel differential amplifier, a multichannel analog-to-digital converter, a digital processor, a reference signal shaper, a comparator, a logic circuit, a signal number counter, and an electronic a relay with signal and control inputs, and the output of the reference signal former is connected to a comparator made multi-channel, the outputs of each bit of the multi-bit code photodetector are connected to the inputs of one of the channels of the multi-channel differential amplifier, the outputs of each channel of the multi-channel differential amplifier are connected to the inputs of the corresponding channels of the multi-channel analog-to-digital converter, the outputs of the corresponding channels of the multi-channel analog-to-digital converter are connected to the inputs of the first multi-channel comparator and corresponding to him by the channel number of the second multichannel mparator, the outputs of the comparators are connected to the inputs of the multi-channel circuit OR corresponding to them by the channel number, the outputs of the multi-channel circuit OR are connected to the inputs of the counter of the number of signals, the output of the counter of the number of signals is connected to the second input of the electronic relay to the inputs of the digital processor, the output of the digital processor is connected to the first input of the electronic relay, and the output of the electronic relay is connected to the reaction control system.

Данное техническое решение позволяет несколько уменьшить вероятность ложного срабатывания, однако использование двух многоканальных компараторов, многоканальной логической схемы, счетчика числа сигналов приводит к усложнению схемы и конструкции устройства.This technical solution allows you to slightly reduce the likelihood of false positives, however, the use of two multichannel comparators, a multichannel logic circuit, a counter of the number of signals leads to a complication of the circuit and design of the device.

В предлагаемой полезной модели решается техническая задача упрощения схемы устройства с одновременным снижением вероятности ложного срабатывания и повышением вероятности правильного приема лазерного излучения, при этом достигается технический результат, заключающийся в повышении достоверности обнаружения точечного источника лазерного излучения и увеличении эффективности комплекса противодействия оружию с лазерными целеуказателями и дальномерами.The proposed utility model solves the technical problem of simplifying the device’s circuitry while reducing the likelihood of false alarms and increasing the likelihood of correct reception of laser radiation, while achieving a technical result consisting in increasing the reliability of detecting a point source of laser radiation and increasing the effectiveness of the counter-weapon complex with laser target indicators and range finders .

Это достигается тем, что в устройстве пеленгации точечного источника лазерного излучения, содержащем цилиндрический объектив, многоразрядный кодовый фотоприемник, вход которого связан с выходом цилиндрического объектива, многоканальный дифференциальный усилитель, расположенный на выходе многоразрядного кодового фотоприемника и многоканальный аналогово-цифровой преобразователь, установленные так, что выходы каждого разряда многоразрядного кодового фотоприемника подключены к соответствующим входам каналов многоканального дифференциального усилителя, выходы каждого канала многоканального дифференциального усилителя подключены к соответствующим входам каналов многоканального аналого-цифрового преобразователя, а также цифровой процессор, формирователь опорного сигнала, компаратор и электронное реле с сигнальным и управляющим входами, причем выход формирователя опорного сигнала присоединен к первому входу компаратора, выходы каждого канала многоканального аналого-цифрового преобразователя подключены к соответствующим входам цифрового процессора, выход цифрового процессора связан с первым входом электронного реле, а выход электронного реле присоединен к системе управления противодействием, в отличие от известного, компаратор выполнен одноканальным, дополнительно введен сумматор модулей, установленный таким образом, что выходы каждого канала многоканального аналого-цифрового преобразователя подключены к соответствующим входам сумматора модулей, при этом выход сумматора модулей подключен ко второму входу компаратора, а выход компаратора подключен ко второму входу электронного реле.This is achieved by the fact that in the direction finding device of a point source of laser radiation containing a cylindrical lens, there is a multi-bit code photodetector, the input of which is connected to the output of the cylindrical lens, a multi-channel differential amplifier located at the output of the multi-bit code photodetector and a multi-channel analog-to-digital converter installed so that the outputs of each bit of the multi-digit code photodetector are connected to the corresponding inputs of the channels of the multi-channel differential potential amplifier, the outputs of each channel of a multi-channel differential amplifier are connected to the corresponding channel inputs of a multi-channel analog-to-digital converter, as well as a digital processor, a reference signal conditioner, a comparator and an electronic relay with signal and control inputs, and the output of the reference signal conditioner is connected to the first input of the comparator, the outputs of each channel of a multi-channel analog-to-digital converter are connected to the corresponding inputs of the digital processor, the output a digital processor is connected to the first input of the electronic relay, and the output of the electronic relay is connected to the countermeasure control system, in contrast to the known one, the comparator is single-channel, an adder of modules is additionally installed so that the outputs of each channel of the multi-channel analog-to-digital converter are connected to the corresponding inputs the adder of the modules, while the output of the adder of the modules is connected to the second input of the comparator, and the output of the comparator is connected to the second input of the electronic relay .

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства пеленгации точечного источника лазерного излучения, на фиг. 2 изображена топология чувствительной площадки многоразрядного кодового фотоприемника.In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device direction finding of a point source of laser radiation, FIG. 2 shows the topology of the sensitive area of a multi-bit code photodetector.

Устройство пеленгации точечного источника лазерного излучения (фиг. 1) состоит из цилиндрического объектива 1, многоразрядного кодового фотоприемника 2, многоканального дифференциального усилителя 3, где 3.1-3.N - каналы многоканального усилителя по количеству разрядов многоразрядного кодового фотоприемника 2, многоканального аналого-цифрового преобразователя 4, где 4.1-4.N - каналы многоканального аналого-цифрового преобразователя, сумматора модулей 5, формирователя опорного сигнала 6, компаратора 7, цифрового процессора 8, и электронного реле 9, при этом первый вход электронного реле 9 является сигнальным входом, а второй вход электронного реле 9 является управляющим входом. Чувствительная площадка (фиг. 2) кодового фотоприемника 2 размещена в фокальной плоскости цилиндрического объектива 1, выход которого связан со входом многоразрядного кодового фотоприемника 2. Выходы каждого чувствительного элемента многоразрядного кодового фотоприемника 2 подключены к входам одного из каналов многоканального дифференциального усилителя 3, выходы каждого канала многоканального дифференциального усилителя 3 подключены к входам соответствующих каналов многоканального аналого-цифрового преобразователя 4, выходы каждого канала многоканального аналого-цифрового преобразователя 4 подключены к входам цифрового процессора 8, а также к входам сумматора модулей 5, выход которого подключен к первому входу компаратора 7. Ко второму входу компаратора 7 подключен выход формирователя опорного сигнала 6, а выход компаратора соединен со вторым входом электронного реле 9, к первому входу электронного реле 9 подключен выход цифрового процессора 8, а выход электронного реле 9 присоединен к системе управления противодействием.A direction finding device for a point source of laser radiation (Fig. 1) consists of a cylindrical lens 1, a multi-bit code photodetector 2, a multi-channel differential amplifier 3, where 3.1-3.N are the channels of a multi-channel amplifier by the number of bits of a multi-bit code photodetector 2, a multi-channel analog-to-digital converter 4, where 4.1-4.N are the channels of a multi-channel analog-to-digital converter, adder of modules 5, a driver of a reference signal 6, a comparator 7, a digital processor 8, and an electronic relay 9, while the first input of the electronic relay 9 is a signal input, and the second input of the electronic relay 9 is a control input. The sensitive area (Fig. 2) of the code photodetector 2 is located in the focal plane of the cylindrical lens 1, the output of which is connected to the input of the multi-bit code photodetector 2. The outputs of each sensitive element of the multi-bit code photodetector 2 are connected to the inputs of one of the channels of the multi-channel differential amplifier 3, the outputs of each channel a multi-channel differential amplifier 3 is connected to the inputs of the corresponding channels of the multi-channel analog-to-digital Converter 4, the outputs of each the channels of the multi-channel analog-to-digital converter 4 are connected to the inputs of the digital processor 8, as well as to the inputs of the adder of the modules 5, the output of which is connected to the first input of the comparator 7. The output of the driver of the reference signal 6 is connected to the second input of the comparator 7, and the output of the comparator is connected to the second the input of the electronic relay 9, the output of the digital processor 8 is connected to the first input of the electronic relay 9, and the output of the electronic relay 9 is connected to the counteraction control system.

Чувствительная площадка (фиг. 2) многоразрядного кодового фотоприемника 2, в общем случае состоит из «N» пар дорожек, где 10 - одна из дорожек, изготовленных из материала, параметры которого изменяются при воздействии оптического излучения, например, фоторезистивной среды, полупроводниковой структуры и т.п. В качестве примера показана чувствительная площадка с четырьмя парами дорожек. Определенные участки на каждой дорожке закрыты масками 11, непрозрачными для оптического излучения. Левые электрические выводы со всех дорожек объединены и обозначены Uпит., правые электрические выводы с каждой дорожки, обозначенные K1-K8, - это электрические выходы дорожек. Если подключить многоразрядный кодовый фотоприемник 2 к внешней электрической цепи, а на его чувствительной площадке сформировать изображение источника оптического излучения в виде полосы 12, то на выходах многоразрядного кодового фотоприемника 2 возникнет комбинация электрических сигналов, соответствующая параллельному двоичному коду Грея и содержащая информацию о координате этой полосы излучения относительно левого или правого края чувствительной площадки многоразрядного кодового фотоприемника 2.The sensitive area (Fig. 2) of the multi-bit code photodetector 2, in the general case, consists of “N” pairs of tracks, where 10 is one of the tracks made of a material whose parameters change when exposed to optical radiation, for example, a photoresistive medium, a semiconductor structure, and etc. An example is a sensitive area with four pairs of tracks. Certain sections on each track are covered by masks 11, opaque to optical radiation. Left electrical leads from all tracks are combined and indicated by U pit. , the right electrical leads from each track, designated K 1 -K 8 , are the electrical outputs of the tracks. If you connect a multi-bit code photodetector 2 to an external electrical circuit, and form an image of the optical radiation source in the form of strip 12 on its sensitive area, then at the outputs of the multi-bit code photodetector 2 there will be a combination of electrical signals corresponding to a parallel binary Gray code and containing information about the coordinate of this strip radiation relative to the left or right edge of the sensitive area of the multi-bit code photodetector 2.

Устройство пеленгации точечного источника лазерного излучения работает следующим образом. Излучение от удаленного точечного источника лазерного излучения - лазерного дальномера или целеуказателя, проходит через цилиндрический объектив 1 и фокусируется в виде полосы на чувствительной площадке многоразрядного кодового фотоприемника 2. При присоединении электрических выводов каждого разряда многоразрядного кодового фотоприемника 2 к соответствующим входам многоканального дифференциального усилителя 3, на выходах дифференциального усилителя 3 формируются электрические сигналы. В многоканальном аналого-цифровом преобразователе 4 амплитуды электрических сигналов преобразуются в цифровую информацию. Выходы многоканального аналого-цифрового преобразователя 4 соединены с входами цифрового процессора 8. Выходной сигнал цифрового процессора 8 передается в систему управления противодействием только при включенном электронном реле 9, на управляющий вход которого подается сигнал с компаратора 7. Из-за наличия шумов на выходе многоразрядного кодового фотоприемника 2 на выходах многоканального дифференциального усилителя 3 могут возникнуть шумовые выбросы, превышающие некоторое пороговое значения, которые также преобразуются в цифровую информацию. Сигналы с выхода многоканального аналого-цифрового преобразователя 4 поступают также на входы сумматора модулей 5, который суммирует сигналы со всех разрядов. При этом сигналы от лазерного излучения складываются арифметически, так как у них одинаковое временное положение и модули их имеют одинаковую полярность, то есть сумма сигналов в «N» раз больше, чем сигнал с одного элемента. В то же время шумы с разных чувствительных элементов не коррелированы и поэтому их среднеквадратичное значение можно найти как корень квадратный из суммы квадратов соответствующих значений шумов для каждого элемента. При этом отношение сигнал - шум на выходе сумматора возрастает по сравнению с отношением сигнал - шум для каждого разряда в корень квадратный из «N» раз. Сигнал с сумматора модулей 5 поступает на второй вход компаратора 7, а на первый вход компаратора 7 подается опорное напряжение от формирователя опорного сигнала 6. Сигнал с компаратора является командой на включение электронного реле 9 и на выход электронного реле подается информация от цифрового процессора 8. Поскольку отношение сигнал - шум на выходе сумматора модулей 5 больше, чем на выходе каждого/любого разряда многоразрядного кодового фотоприемника 2, вероятность появления ложной информации на выходе уменьшается и одновременно повышается вероятность правильного приема оптических сигналов. В результате снижается вероятность срабатывания рассматриваемого устройства пеленгации точечного источника лазерного излучения по ложным сигналам, источником которых являются шумы и одновременно повышается вероятность правильного приема лазерного излучения.The direction finding device of a point source of laser radiation operates as follows. The radiation from a remote point source of laser radiation - a laser rangefinder or target indicator, passes through a cylindrical lens 1 and focuses in the form of a strip on the sensitive area of a multi-bit code photodetector 2. When connecting the electrical terminals of each discharge of a multi-bit code photodetector 2 to the corresponding inputs of a multi-channel differential amplifier 3, the outputs of the differential amplifier 3 are formed of electrical signals. In a multi-channel analog-to-digital converter 4, the amplitudes of the electrical signals are converted into digital information. The outputs of the multi-channel analog-to-digital converter 4 are connected to the inputs of the digital processor 8. The output signal of the digital processor 8 is transmitted to the counteraction control system only when the electronic relay 9 is turned on, the control input of which is supplied with a signal from the comparator 7. Due to the presence of noise at the output of the multi-bit code photodetector 2 at the outputs of a multi-channel differential amplifier 3 may cause noise emissions exceeding a certain threshold value, which are also converted to digital and information. The signals from the output of the multi-channel analog-to-digital Converter 4 also go to the inputs of the adder modules 5, which sums the signals from all discharges. In this case, the signals from the laser radiation are added arithmetically, since they have the same temporal position and their modules have the same polarity, that is, the sum of the signals is “N” times larger than the signal from one element. At the same time, noise from different sensitive elements is not correlated, and therefore their root mean square value can be found as the square root of the sum of the squares of the corresponding noise values for each element. In this case, the signal-to-noise ratio at the output of the adder increases compared with the signal-to-noise ratio for each discharge to the square root of “N” times. The signal from the adder of the modules 5 is fed to the second input of the comparator 7, and the reference voltage from the driver of the reference signal 6 is supplied to the first input of the comparator 7. The signal from the comparator is a command to turn on the electronic relay 9 and the information from the digital processor 8 is supplied the signal-to-noise ratio at the output of the adder of modules 5 is greater than at the output of each / any bit of the multi-digit code photodetector 2, the probability of the appearance of false information at the output decreases and at the same time increases The probability of correct reception of optical signals is given. As a result, the probability of triggering the device of direction finding of a point source of laser radiation by false signals, the source of which are noise, is reduced, and at the same time, the probability of correct reception of laser radiation increases.

Цилиндрический объектив может быть изготовлен из стекла или иного оптического материала. В качестве многоразрядного кодового фотоприемника может быть применен фотодиод типа ФД 246, сведения о технических характеристиках которого, приведены в книге Аксененко М.Д., Бараночников М.Л., Приемники оптического излучения, М.: «Радио и связь», 1989, стр. 59, а также другой многоэлементный приемник оптического излучения. Многоканальный дифференциальный усилитель, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, сумматор модулей, формирователь опорных сигналов, компаратор, цифровой процессор, электронное реле - типовые электронные устройства. Конструктивно сумматор модулей, формирователь опорных сигналов, компаратор, цифровой процессор и электронное реле могут входить в состав программируемой логической интегральной схемы.A cylindrical lens can be made of glass or other optical material. A PD 246 type photodiode can be used as a multi-digit code photodetector, information on the technical characteristics of which is given in the book Aksenenko MD, Baranochnikov ML, Optical Radiation Receivers, M .: Radio and Communication, 1989, p. . 59, as well as another multi-element optical radiation receiver. A multi-channel differential amplifier, a multi-channel analog-to-digital converter, an adder of modules, a driver of reference signals, a comparator, a digital processor, an electronic relay are typical electronic devices. Structurally, the adder of the modules, the driver of the reference signals, a comparator, a digital processor and an electronic relay can be part of a programmable logic integrated circuit.

Оценим вероятности ложного срабатывания и правильного приема при работе устройства, описанного в ближайшем аналоге и при работе предлагаемого устройства.We estimate the likelihood of a false response and correct reception during operation of the device described in the closest analogue and during operation of the proposed device.

В устройстве, взятом в качестве ближайшего аналога, в случае отсутствия лазерного излучения на входе устройства, электронное реле открывается и информация поступает на выход устройства только при одновременном наличии ложного срабатывания на всех N или на любых N-1 разрядах.In the device, taken as the closest analogue, in the absence of laser radiation at the input of the device, the electronic relay opens and information is transmitted to the output of the device only if there is a false alarm at all N or at any N-1 discharges.

Вероятность такого события (при малой вероятности ложного срабатывания) может быть оценена по формуле:The probability of such an event (with a low probability of false positives) can be estimated by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где:Where:

Рл.т.1 - вероятность ложного срабатывания за время наблюдения;R lt. 1 - the probability of a false positive during observation;

tн - время наблюдения;t n is the observation time;

tк - интервал корреляции шумового процесса;t to - the correlation interval of the noise process;

Figure 00000002
- вероятность ложного срабатывания на одном разряде на интервале корреляции;
Figure 00000002
- the probability of false triggering on one bit in the correlation interval;

N - число разрядов;N is the number of bits;

Figure 00000003
- число сочетаний из N по N-1;
Figure 00000003
- the number of combinations of N to N-1;

Figure 00000004
.
Figure 00000004
.

Для нормального распределения плотности вероятности шумового тока: For a normal probability density distribution of noise current:

Figure 00000005
Figure 00000005

где:Where:

JП1 - значение порога срабатывания,J P1 - the value of the threshold,

σ1 - среднеквадратичное значение шума в каждом разряде,σ 1 - the rms value of noise in each discharge,

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

Figure 00000007
Figure 00000007

При работе предлагаемого устройства вероятность ложного срабатывания (в случае малой вероятности ложного срабатывания) рассчитывается по формуле:When the proposed device is operating, the probability of a false positive (in the case of a low probability of false positive) is calculated by the formula:

Figure 00000008
Figure 00000008

Поскольку модули сигналов складываются арифметически, их сумма в N или N-1 раз больше, чем сигнал с одного разряда.Since the signal modules are added arithmetically, their sum is N or N-1 times greater than the signal from one bit.

Примем:We accept:

JП2=(N-1)×JП1 J n2 = (N-1) × J P1

Шумы на разных чувствительных элементах не коррелированы, поэтому примем:Noises on different sensitive elements are not correlated, therefore we accept:

Figure 00000009
,
Figure 00000009
,

Тогда:Then:

Figure 00000010
;
Figure 00000010
;

иand

Figure 00000011
Figure 00000011

Для оценки примем:To evaluate, we take:

Figure 00000012
, тогда
Figure 00000012
then

Figure 00000013
;
Figure 00000013
;

Значению

Figure 00000014
соответствует:Value
Figure 00000014
corresponds to:

Figure 00000015
; тогда:
Figure 00000015
; then:

Figure 00000016
;
Figure 00000016
;

Значение F(8,25)≈0,7×10-16, откуда:The value of F (8.25) ≈0.7 × 10 -16 , whence:

Figure 00000017
,
Figure 00000017
,

Т.е. Рл.т2<<Рл.т1.Those. P lt2 << P lt1 .

С учетом роста отношения сигнал-шум (в рассматриваемом примере в 1,5 раза) вероятность пропуска сигнала в предлагаемом устройстве значительно меньше, чем в устройстве, взятом в качестве ближайшего аналога, соответственно вероятность правильного приема выше.Given the growth of the signal-to-noise ratio (1.5 times in the considered example), the probability of signal skipping in the proposed device is much less than in the device taken as the closest analogue, respectively, the probability of correct reception is higher.

При обработке случайных выбросов вероятность подачи команды на включение электронного реле и, соответственно, формирования ложного выходного сигнала в предлагаемом устройстве существенно ниже, чем при обработке сигналов, источником которых является излучение лазерного дальномера или целеуказателя.When processing random emissions, the likelihood of giving a command to turn on the electronic relay and, accordingly, generating a false output signal in the proposed device is significantly lower than when processing signals whose source is the radiation of a laser rangefinder or target designator.

Таким образом, достигнут технический результат - упрощена схема устройства пеленгации точечного источника лазерного излучения и одновременно снижена вероятность ложного срабатывания оптического индикатора лазерного излучения и повышена вероятность правильного приема лазерного излучения, улучшены эксплуатационные характеристики, при этом обеспечено повышение достоверности обнаружения точечного источника лазерного излучения - лазерного дальномера или целеуказателя.Thus, a technical result has been achieved - the design of the device for direction finding of a point source of laser radiation has been simplified and the likelihood of false triggering of the optical indicator of laser radiation has been reduced, the probability of correct reception of laser radiation has been increased, operational characteristics have been improved, and the detection reliability of a point source of laser radiation - a laser range finder has been improved. or designator.

Claims (1)

Устройство пеленгации точечного источника лазерного излучения, содержащее цилиндрический объектив, многоразрядный кодовый фотоприемник, вход которого связан с выходом цилиндрического объектива, многоканальный дифференциальный усилитель, расположенный на выходе многоразрядного кодового фотоприемника, и многоканальный аналогово-цифровой преобразователь, установленные так, что выходы каждого разряда многоразрядного кодового фотоприемника подключены к соответствующим входам каналов многоканального дифференциального усилителя, выходы каждого канала многоканального дифференциального усилителя подключены к соответствующим входам каналов многоканального аналого-цифрового преобразователя, а также цифровой процессор, формирователь опорного сигнала, компаратор и электронное реле с сигнальным и управляющим входами, причем выход формирователя опорного сигнала присоединен к первому входу компаратора, выходы каждого канала многоканального аналого-цифрового преобразователя подключены к соответствующим входам цифрового процессора, выход цифрового процессора связан с первым входом электронного реле, а выход электронного реле присоединен к системе управления противодействием, отличающееся тем, что в устройстве пеленгации точечного источника лазерного излучения компаратор выполнен одноканальным, дополнительно введен сумматор модулей, установленный таким образом, что выходы каждого канала многоканального аналого-цифрового преобразователя подключены к соответствующим входам сумматора модулей, при этом выход сумматора модулей подключен ко второму входу компаратора, а выход компаратора подключен ко второму входу электронного реле.A direction-finding device for a point source of laser radiation, comprising a cylindrical lens, a multi-bit code photodetector, the input of which is connected to the output of the cylindrical lens, a multi-channel differential amplifier located at the output of the multi-bit code photodetector, and a multi-channel analog-to-digital converter installed so that the outputs of each bit of the multi-bit code the photodetector is connected to the corresponding inputs of the channels of a multi-channel differential amplifier, in the strokes of each channel of the multichannel differential amplifier are connected to the corresponding channel inputs of the multichannel analog-to-digital converter, as well as a digital processor, a reference signal shaper, a comparator and an electronic relay with signal and control inputs, and the output of the reference signal shaper is connected to the first comparator input, the outputs of each channel multi-channel analog-to-digital converter connected to the corresponding inputs of the digital processor, the output of the digital processor is connected But with the first input of the electronic relay, and the output of the electronic relay is connected to a counteraction control system, characterized in that the comparator is single-channel in the direction finding device of a point source of laser radiation, an adder of modules is additionally installed so that the outputs of each channel of a multi-channel analog-to-digital converter connected to the corresponding inputs of the adder modules, while the output of the adder modules is connected to the second input of the comparator, and the output of the comparator is connected to the second input of the electronic relay.
RU2017107793U 2017-03-10 2017-03-10 Direction finding device for a point source of laser radiation RU172856U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017107793U RU172856U1 (en) 2017-03-10 2017-03-10 Direction finding device for a point source of laser radiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017107793U RU172856U1 (en) 2017-03-10 2017-03-10 Direction finding device for a point source of laser radiation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU172856U1 true RU172856U1 (en) 2017-07-28

Family

ID=59632820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017107793U RU172856U1 (en) 2017-03-10 2017-03-10 Direction finding device for a point source of laser radiation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU172856U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6327029B1 (en) * 1999-05-28 2001-12-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Range finding device of scanning type
US7397549B2 (en) * 2004-08-20 2008-07-08 Lockheed Martin Corporation Doppler tracking optical monopulse
RU144577U1 (en) * 2014-04-09 2014-08-27 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Технический Центр Элинс" DEVICE FOR DIRECTION OF LASER RADIATION SOURCES
RU156165U1 (en) * 2015-03-31 2015-11-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" DETECTOR DETECTOR FOR A POINT SOURCE OF LASER RADIATION

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6327029B1 (en) * 1999-05-28 2001-12-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Range finding device of scanning type
US7397549B2 (en) * 2004-08-20 2008-07-08 Lockheed Martin Corporation Doppler tracking optical monopulse
RU144577U1 (en) * 2014-04-09 2014-08-27 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Технический Центр Элинс" DEVICE FOR DIRECTION OF LASER RADIATION SOURCES
RU156165U1 (en) * 2015-03-31 2015-11-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" DETECTOR DETECTOR FOR A POINT SOURCE OF LASER RADIATION

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EP 743506 B2, 20/11/1996. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11681029B2 (en) Detecting a laser pulse edge for real time detection
US10768281B2 (en) Detecting a laser pulse edge for real time detection
US20180329063A1 (en) Distance measuring device
RU2317565C2 (en) Mode of detection of several targets used first of all in survey radars with large quantity of beams formed along the angle of place
US4006356A (en) Radiant energy tracking device
US7579595B2 (en) PIR motion sensor
EP3474034B1 (en) Distance measuring device
US10416284B2 (en) Method and device for processing radar signals
US10139477B2 (en) Erroneous detection restraining circuit for laser range finder
CN109597065B (en) False alarm suppression method and device for through-wall radar detection
CN111257900B (en) Laser radar ranging method and device
US11841466B2 (en) Systems and methods for detecting an electromagnetic signal in a constant interference environment
US3140486A (en) Doppler radar detection system
US4897538A (en) Light pulse detecting system with highly reduced false alarm rate, usable for laser detection
RU172856U1 (en) Direction finding device for a point source of laser radiation
Xu et al. Fuzzy soft decision CFAR detector for the K distribution data
RU156165U1 (en) DETECTOR DETECTOR FOR A POINT SOURCE OF LASER RADIATION
US3476938A (en) Gun-flash detector
RU2561877C1 (en) Laser radiation source direction finder
RU2514154C1 (en) Method for recognition of false targets caused by self-generated noise of mobile carrier
RU2538195C1 (en) Method of recognising pulse interference source signals (versions) and system therefor (versions)
RU210345U1 (en) Pulse code modulation laser ranger
RU150539U1 (en) LASER RADIATION DETECTOR DEVICE
CN113050119A (en) Judgment method suitable for interference of optical flash three-dimensional imaging radar
RU150255U1 (en) LONG-DIMENSIONAL PORTRAIT RECOGNITION DEVICE USING BINARY QUANTIZATION

Legal Events

Date Code Title Description
QA9K Utility model open for licensing

Effective date: 20200124