RU2101724C1 - Optoelectronic tracking coordinator - Google Patents
Optoelectronic tracking coordinator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2101724C1 RU2101724C1 RU96104681A RU96104681A RU2101724C1 RU 2101724 C1 RU2101724 C1 RU 2101724C1 RU 96104681 A RU96104681 A RU 96104681A RU 96104681 A RU96104681 A RU 96104681A RU 2101724 C1 RU2101724 C1 RU 2101724C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mirror
- probe
- optical system
- cam
- counter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для поиска естественных и искусственных источников оптического излучения, выбора из них объекта слежения и автосопровождения (а.с.) его как в автономном режиме работы, так и в составе бортовой аппаратуры. The invention relates to optical instrumentation and can be used to search for natural and artificial sources of optical radiation, to select from them the object of tracking and auto tracking (as) its both in stand-alone operation and as part of on-board equipment.
Известен ряд оптикоэлектронных следящих координаторов (ОЭСК), использующих для формирования сигнала управления положением своей оптической оси (о. о.), информацию о величине рассогласования между этой осью и направлением на объект слежения, называемое, обычно, линией визирования (л.в.). Такие приборы в целях защиты от помеховых крупноразмерных теплоизлучающих формирований, типа облачных, используют малые поля зрения, которые необходимо стабилизировать, чтобы при воздействии на ОЭСК механических возмущений, например вибраций корпуса, не произошло срыва слежения. A number of optoelectronic tracking coordinators (OECCs) are known that use information on the magnitude of the mismatch between this axis and the direction to the tracking object, usually called the line of sight (l.v.), to generate a signal for controlling the position of its optical axis (o.o.) . Such devices, in order to protect against large-sized heat-radiating interfering formations, such as cloud formations, use small fields of view, which must be stabilized so that when the mechanical disturbances, for example, body vibrations, are exposed to the OECC, tracking is not interrupted.
В работе [1] описан ОЭСК, содержащий оптическую систему (о.с.) и установленный в ее фокусе растр анализатора изображения (А.И.) источника излучения, составляющие поле зрения прибора. Эти элементы жестко закрепляются на вращающемся постоянном магните и образуют все вместе ротор трехстепенного астатического гироскопа, устанавливаемого в кардановом подвесе, на торце которого в непосредственной технологической близости от растра А.И. размещается фотоприемник (ф. п.) в виде фотосопротивления (ф.с.). Статором такого гироскопа является соленоид, внутри витков которого вращается магнит. При взаимодействии магнитных полей, возбуждаемых вращением магнита и подачей в соленоид гармонического сигнала на частоте вращения, несущего информацию о положении объекта слежения в поле зрения ОЭСК, возникает магнитный момент, называемый моментом коррекции 
В целом ОЭСК представляет собой сочетание элементов фотооптической системы (ф. о. с.) и гироскопа, осуществляемое посредством карданова подвеса с подшипниками вращения и слежения, цилиндрической втулки, бленды и осевой спицы. В этой конструкции карданов подвес размещается внутри втулки, на которую надевается блок, состоящий из главного сферического зеркала объектива, наклеиваемого своей стеклянной подложкой на переднюю по ходу лучей поверхность постоянного магнита. В другой торец втулки вставляется корректирующая линза объектива, которая осевой спицей жестко соединена с контрзеркалом. Между контрзеркалом и линзой на осевой спице жестко закрепляется бленда, защищающая ф. о.с. от посторонних засветок, а обмотка соленоида располагается на корпусе ОЭСК. Представленный выше ОЭСК позволяет производить а.с. объектов слежения на фоне крупноразмерных теплоизлучающих формирований при воздействии на его корпус вибрационных колебаний определенного диапазона частот и амплитуд и может рассматриваться в качестве аналога. In general, the OESK is a combination of the elements of the photo-optical system (f.o.s.) and a gyroscope, carried out by means of a cardan suspension with bearings of rotation and tracking, a cylindrical sleeve, a hood and an axial spoke. In this design of the cardans, the suspension is placed inside the sleeve on which a block is put on, consisting of the main spherical mirror of the lens, glued with its glass substrate onto the front surface of the permanent magnet along the rays. A correction lens of the lens is inserted into the other end of the sleeve, which is rigidly connected to the counter-mirror by an axial spoke. Between the counter-mirror and the lens on the axial spoke, the hood protecting the lens is rigidly fixed. o.s. from extraneous light, and the coil of the solenoid is located on the housing of the UESK. The OESK presented above allows the production of a.s. tracking objects against the background of large-sized heat-radiating formations when exposed to vibrational vibrations of a certain range of frequencies and amplitudes on its body and can be considered as an analogue.
Он имеет, однако, ряд существенных ограничений по функциональным возможностям в отношении основных показателей качества работы ОЭСК, чувствительности, помехозащищенности и точности сложения. It has, however, a number of significant limitations on functionality with respect to the main indicators of the quality of the UESK, sensitivity, noise immunity and accuracy of addition.
1. Использование сферического главного зеркала предполагает наличие сферической аберрации, ограничивающей достижимый минимальный размер аберрационного пятна, а, следовательно, разрешающую способность и точность слежения. 1. The use of a spherical main mirror implies the presence of spherical aberration, limiting the achievable minimum size of the aberration spot, and, therefore, the resolution and tracking accuracy.
2. Наличие только одного фотоприемника не позволяет реализовать помехозащиту ОЭСК от малоразмерных высокотемпературных помеховых источников оптического излучения по спектральному признаку [2] Такие источники, в частности, отделяющиеся от объектов слежения, являются к настоящему времени наиболее распространенными и эффективным средством противодействия работе ОЭСК. 2. The presence of only one photodetector does not allow implementing the OESK noise protection from small-sized high-temperature interference sources of optical radiation by the spectral characteristic [2] Such sources, in particular, being separated from the tracking objects, are by far the most common and effective means of counteracting the operation of the OESK.
3. Размещение фотоприемника на нестабилизированном основании (карданов подвес) имеет следствием появление виброшумов на выходе ф.п. и проигрыш в чувствительности. К тем же последствиям ведет и установка ф.п. вне фокальной плоскости, вызывающая определенную расфокусировку излучения. 3. The placement of the photodetector on an unstabilized base (cardan suspension) results in the appearance of vibration noises at the output of the f.p. and loss in sensitivity. The installation of f.p. leads to the same consequences. outside the focal plane, causing a certain defocus of the radiation.
4. Использование в конструкции осевой спицы делает невозможным установку фотоприемников в центре этих оптических элементов, что усложняет устройство ОЭСК с использованием большего числа ф.п. 4. The use of an axial spoke in the design makes it impossible to install photodetectors in the center of these optical elements, which complicates the OESK device using a larger number of photographic points.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является ОЭСК, обладающий более широкими функциональными возможностями и предназначенный для работы в двухрежимной головке самонаведения (ГСН) поиска источников излучения и а.с. объекта слежения [3] В известном устройстве используются два ф.п. размеры чувствительных площадок которых сравнимы с аберрационным пятном рассеяния, определяемого качеством оптической системы. Один из этих ф.п. (Si) имеет максимум спектральной чувствительности в ультрафиолетовой области спектра, а другой (PbS) в ближней ИК-области. Фотоприемное устройство (ФПУ) выполняется наложением фоточувствительных площадок друг на друга и устанавливается в фокусе оптической системы на нестабилизированном основании с системой подвода для охлаждения жидкого азота. Оптическая система жестко закреплена на постоянном магните и вращается вместе с ним внутри витков соленоида, причем подвес, разгон и поддержание оборотов ротора реализуется газовой струей, что позволяет достичь высоких частот вращения вследствие отсутствия соответствующих подшипников. Малые размеры аберрационного пятна, определяемые асферизацией элементов объектива, позволяют реализовать высокую точность сложения и разрешающую способность, необходимую для раздельного приема и обработки сигналов от каждого из источников, попадающих в поле зрения ОЭСК, что является необходимым условием спектральной селекции, а также высокую чувствительность, улучшаемую также охлаждением. Использование ф.п. из PbS и Si позволяет обнаруживать и следить на фоне крупноразмерных теплоизлучающих образований и на определенных ракурсах, а малоразмерными источниками, максимум излучения которых приходится на область спектра (1,8-2,7) мкм, за источниками, имеющими слабый положительный или даже отрицательный контраст по отношению к окружающему фону, а также производить спектральную селекцию и отстройку от малоразмерных искусственных тепловых помех, имеющих в спектре своего излучения УФ-составляющую. Closest to the claimed technical solution is the OESK, which has broader functionality and is designed to work in a dual-mode homing (GOS) search for radiation sources and a.s. tracking object [3] In the known device uses two fp the sizes of sensitive areas which are comparable with the aberration spot of scattering, determined by the quality of the optical system. One of these fp (Si) has a maximum spectral sensitivity in the ultraviolet region of the spectrum, and the other (PbS) in the near infrared region. A photodetector (FPU) is superimposed by applying photosensitive pads to each other and is installed in the focus of the optical system on an unstabilized base with a supply system for cooling liquid nitrogen. The optical system is rigidly mounted on a permanent magnet and rotates with it inside the coils of the solenoid, and suspension, acceleration and maintaining the speed of the rotor is realized by a gas jet, which allows to achieve high speeds due to the lack of appropriate bearings. The small size of the aberration spot, determined by the aspherization of the lens elements, allows one to realize the high accuracy of addition and the resolution necessary for separate reception and processing of signals from each of the sources falling into the OESC field of view, which is a necessary condition for spectral selection, as well as high sensitivity, which is improved also refrigerated. Using fp of PbS and Si makes it possible to detect and monitor against the background of large-sized heat-emitting formations and from certain angles, and by small-sized sources, the maximum radiation of which falls on the spectral region (1.8-2.7) microns, for sources that have weak positive or even negative contrast in relation to the surrounding background, as well as to perform spectral selection and detuning from small-sized artificial thermal noise having a UV component in the spectrum of its radiation.
Использование малых мгновенных полей зрения (МПЗ) имеет однако существенный недостаток, выражающийся в необходимости организации поиска источников излучения в заданном поле обзора. В данном приборе просмотр осуществляется вращением двух децентрированных относительно геометрической оси ОЭСК оптических элементов, а именно: объектива и призмы. Объектив вращается вместе с ротором, а призма от независимого двигателя с угловой скоростью, значительно меньшей, чем у объектива. Подобное построение системы просмотра позволяет произвести по розеточной траектории обзор заданного пространства практически без пропусков. Тем не менее, использование двух независимых вращательных систем с применением газопроводов, газорезервуаров, специального двигателя с тахометром, дополнительного оптического элемента (призмы) усложняет конструкцию, снижает ее надежность и удобство эксплуатации, что особенно важно для систем автономного использования, и удорожает стоимость приборов. Кроме того, обеспечение помехозащиты ОЭСК по спектральному признаку посредством Si и PbS практически отсутствует в отношении наиболее распространенных к настоящему времени высокотемпературных пиротехнических помех, не имеющих в своем спектре УФ-составляющей. Несмотря на отмеченные недостатки, система обладает вполне определенными достоинствами и поэтому принимается за прототип. The use of small instantaneous fields of view (MPZ), however, has a significant drawback, expressed in the need to organize the search for radiation sources in a given field of view. In this device, viewing is carried out by the rotation of two optical elements decentered relative to the geometric axis of the OESK, namely: the lens and the prism. The lens rotates with the rotor, and the prism is from an independent engine with an angular velocity much lower than that of the lens. Such a construction of the viewing system allows an overview of a given space along the outlet path with virtually no gaps. Nevertheless, the use of two independent rotational systems using gas pipelines, gas tanks, a special engine with a tachometer, an additional optical element (prism) complicates the design, reduces its reliability and ease of use, which is especially important for autonomous use systems, and increases the cost of instruments. In addition, providing spectroscopic OESK interference protection by spectral characteristics by means of Si and PbS is practically absent in relation to the most widespread high-temperature pyrotechnic interference, which do not have a UV component in its spectrum. Despite the shortcomings noted, the system has certain advantages and is therefore taken as a prototype.
Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение конструкции, повышение надежности оптикоэлектронного следящего координатора и расширение его функциональных возможностей. The main task to which the invention is directed is to simplify the design, increase the reliability of the optoelectronic tracking coordinator and expand its functionality.
Для решения поставленной задачи предложен оптикоэлектронный следящий координатор, содержащий статор, представляющий собой соленоид, внутри витков которого размещен ротор, установленный в кардановом подвесе и включающий закрепленную на постоянном магните фотооптическую систему, состоящую из главного зеркала, корректирующей линзы, контрзеркала, спектроделительного фильтра, установленного между контрзеркалом и корректирующей линзой так, что отраженное и пропущенное излучения фокусируются одновременно на фотоприемниках, и установленных в центрах этих оптических элементов. To solve this problem, an optoelectronic follow-up coordinator is proposed, containing a stator, which is a solenoid, inside of the turns of which a rotor is installed, mounted in a gimbal and including a photo-optical system mounted on a permanent magnet, consisting of a main mirror, a correction lens, a counter-mirror, a spectro-split filter installed between a counter-mirror and a correcting lens so that the reflected and transmitted radiation are focused simultaneously on the photodetectors, and set GOVERNMENTAL at the centers of these optical elements.
В отличие от прототипа, в предложенный оптикоэлектронный следящий координатор введены система дополнительного перемещения контрзеркала в виде кинематического звена и две оправки в форме усеченных конусов для закрепления всех элементов в единую систему. Кинематическое звено выполнено в виде кулачкового механизма, состоящего из кулачка, закрепленного на кардановом подвесе, щупа, имеющего возможность поворота вокруг оси, тяги, одним концом жестко связанной со щупом, а другим с одной из оправок, и пружины для силового замыкания системы "щуп-кулачок". In contrast to the prototype, the proposed optoelectronic tracking coordinator introduced a system for additional movement of the counter-mirror in the form of a kinematic link and two mandrels in the form of truncated cones for fixing all the elements into a single system. The kinematic link is made in the form of a cam mechanism, consisting of a cam mounted on a cardan suspension, a probe that can be rotated around an axis, a rod, one end rigidly connected to the probe, and the other to one of the mandrels, and a spring for the power circuit of the probe cam".
Сущность предлагаемого изобретения заключается в формировании сигнала управления положением о.о. позволяющего производить поиск объекта слежения в заданном поле обзора, его захват и а.с. на фоне других источников оптического излучения и на разных ракурсах наблюдения. Это достигается тем, что в оптикоэлектронный следящий координатор введена система дополнительного перемещения контрзеркала в виде кинематического звена, позволившая обеспечить низкочастотное прокачивание контрзеркала относительно оптической оси (примерно 4 гЦ за один оборот ротора), осуществляемое посредством кинематической связи между контрзеркалом и кардановым подвесом, в результате чего была получена быстрая смена информации о наличии в поле осмотра источников излучения. The essence of the invention lies in the formation of a signal to control the position of o.o. allowing you to search for a tracking object in a given field of view, its capture and A. with. against the background of other sources of optical radiation and from different angles of observation. This is achieved by introducing into the optoelectronic tracking coordinator a system for additional movement of the counter-mirror in the form of a kinematic link, which allowed for a low-frequency pumping of the counter-mirror relative to the optical axis (about 4 Hz per rotor revolution), carried out by means of a kinematic connection between the counter-mirror and the gimbal, as a result of which A quick change of information about the presence of radiation sources in the inspection field was obtained.
Выполнение дополнительной системы перемещения контрзеркала в виде кулачкового механизма обеспечивает нужную траекторию просмотра. Implementation of an additional counter-mirror movement system in the form of a cam mechanism provides the desired viewing path.
Использование карданового подвеса, размещенного внутри широкого торца одной из оправок, позволяет разместить на роторе значительную нагрузку, включающую оптическую систему, фотоприемники, спектроделительный фильтр, благодаря которому каждый фотоприемник установлен в своей фокальной плоскости, где фокусировка осуществляется одновременно за счет осуществления совмещения обоих полей зрения. The use of a gimbal suspension located inside the wide end of one of the mandrels allows you to place a significant load on the rotor, including an optical system, photodetectors, and a spectrum splitting filter, thanks to which each photodetector is installed in its focal plane, where focusing is carried out simultaneously by combining both fields of view.
Кроме того, наличие оправок в форме усеченных конусов, на которых крепятся все элементы оптической системы, позволило отказаться от использования осевой спицы, и размещать фотоприемники на оптической оси прибора. In addition, the presence of mandrels in the form of truncated cones, on which all elements of the optical system are mounted, made it possible to abandon the use of an axial spoke and place photodetectors on the optical axis of the device.
Отказ от дополнительной независимой системы вращения и использование карданова подвеса позволили существенно упростить конструкцию ОЭСК и увеличить ее надежность в эксплуатации. Использование ближнего и среднего ИК-диапазонов позволило осуществлять селекцию наиболее распространенных к настоящему времени малоразмерных пиротехнических ложных тепловых целей (ЛТЦ). Селекция слабоизлучающих целей стала возможной за счет значительного дополнительного повышения чувствительности посредством выполнения фотооптической системы в виде стабилизированного вращением моноблока, асферизацией оптических элементов, миниатюризацией размеров ф.п. и охлаждением ф.п. чувствительного к среднему ИК-диапазону излучения, наличие которого является характерным признаком объектов слежения. The rejection of an additional independent rotation system and the use of a cardan suspension made it possible to significantly simplify the design of the UESK and increase its reliability in operation. The use of the near and middle IR ranges allowed the selection of the most common to date small-sized pyrotechnic false thermal targets (LTC). The selection of low-emitting targets became possible due to a significant additional increase in sensitivity through the implementation of a photo-optical system in the form of a monoblock stabilized by rotation, asphericization of optical elements, and miniaturization of the size of photographic points. and cooling sensitive to the mid-IR range of radiation, the presence of which is a characteristic feature of tracking objects.
Таким образом, использование предлагаемого ОЭСК позволяет достичь технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, повышении надежности и расширении функциональных возможностей. Thus, the use of the proposed OESK allows to achieve a technical result, which consists in simplifying the design, increasing reliability and expanding functionality.
На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого оптикоэлектронного следящего координатора; на фиг. 2 траектория поискового движения о.о. ОЭСК; на фиг. 3 схема кулачкового механизма, обеспечивающего нужную траекторию просмотра. In FIG. 1 shows the design of the proposed optoelectronic tracking coordinator; in FIG. 2 trajectory of the search movement o.o. OESK; in FIG. 3 diagram of the cam mechanism, providing the desired viewing path.
Оптикоэлектронный следящий координатор содержит статор, представляющий собой соленоид, внутри витков которого размещен ротор 1, установленный на кардановом подвесе 2 и включающий закрепленную на постоянном магните 3 оптическую систему. Оптическая система состоит из главного сферического зеркала 4, корректирующей линзы 5, контрзеркала 6, имеющих центральные отверстия для крепления и установки в них фотоприемников 7 и 8. Между корректирующей линзой 5 и контрзеркалом 6 расположен спектроделительный фильтр 9, представляющий собой оптический фильтр, который пропускает излучение одного спектрального диапазона и отражает излучение другого спектрального диапазона. Фотоприемники 7 и 8 установлены таким образом, что их светочувствительные площадки совмещены с фокальными плоскостями оптической системы и ось симметрии этих площадок совпадает с оптической осью. В качестве фотоприемников могут быть использованы, например, фоторезисторы In, Sb и PbS. The optoelectronic follow-up coordinator contains a stator, which is a solenoid, inside of the turns of which a rotor 1 is mounted, mounted on a gimbal suspension 2 and including an optical system mounted on a permanent magnet 3. The optical system consists of a main spherical mirror 4, a correction lens 5, a counter-mirror 6, with central holes for mounting and installing photodetectors 7 and 8. A spectro-splitting filter 9 is located between the correction lens 5 and the counter-mirror 6, which is an optical filter that transmits radiation one spectral range and reflects the radiation of another spectral range. Photodetectors 7 and 8 are installed in such a way that their photosensitive sites are aligned with the focal planes of the optical system and the axis of symmetry of these sites coincides with the optical axis. As photodetectors, for example, In, Sb, and PbS photoresistors can be used.
Постоянный магнит 3 и главное зеркало 4 выполнены в виде единого блока, где главное зеркало представляет собой отражающий слой, нанесенный на переднюю поверхность постоянного магнита 3, которой предварительно придается кривизна, соответствующая кривизне главного зеркала. The permanent magnet 3 and the main mirror 4 are made in the form of a single unit, where the main mirror is a reflective layer deposited on the front surface of the permanent magnet 3, which is previously given the curvature corresponding to the curvature of the main mirror.
К другой поверхности постоянного магнита 3 крепятся уравновешивающее кольцо 10 и балансировочное кольцо 11 из тяжелого сплава для компенсации полярного момента при смещении центра тяжести ротора посредством выполнения главного зеркала 4 в виде слоя на поверхности магнита. A balancing ring 10 and a heavy alloy balancing ring 11 are attached to the other surface of the permanent magnet 3 to compensate for the polar moment when the center of gravity of the rotor is displaced by making the main mirror 4 in the form of a layer on the surface of the magnet.
В специальных пазах, выполненных в постоянном магните 3 и балансировочном кольце 11 симметрично относительно оптической оси, размещаются предварительные усилители 12 и 13, подключенные к выходам фотоприемников 7 и 8. Они могут быть выполнены на микросхемах 851УН1 и 851УН2 и предназначены для выделения сигнала из шумов при снятии их в дальнейшем посредством вращающегося контактного устройства с выходов фотоприемников 7 и 8. Элементы оптической системы собираются в единый узел посредством оправок 14 и 15, выполненных в виде усеченных конусов. In special grooves made in the permanent magnet 3 and the balancing ring 11 symmetrically with respect to the optical axis, preamplifiers 12 and 13 are placed, connected to the outputs of the photodetectors 7 and 8. They can be made on the chips 851УН1 and 851УН2 and are designed to isolate the signal from noise at removing them in the future by means of a rotating contact device from the outputs of the photodetectors 7 and 8. Elements of the optical system are assembled into a single unit by means of mandrels 14 and 15, made in the form of truncated cones.
Главное зеркало 4 и постоянный магнит 3 своим центральным отверстием насажаны на передний широкий торец оправки 14, на узкий торец которой насажана корректирующая линза 5, выполняющая также функции опорного элемента конструкции. The main mirror 4 and the permanent magnet 3 are mounted with their central hole on the front wide end of the mandrel 14, on the narrow end of which a correction lens 5 is mounted, which also functions as a supporting structural member.
В широком торце оправки 14 размещен кардановый подвес 2, используемый для подвеса постоянного магнита 3, с закрепленной на нем оптической системой, что в совокупности составляет ротор гироскопа. At the wide end of the mandrel 14 is a gimbal suspension 2 used to suspend a permanent magnet 3, with an optical system mounted on it, which together constitutes the gyro rotor.
Кардановый подвес 2 состоит из трех колец, определяющих степень свободы гироскопа, т.е. внешнего кольца 16, промежуточного 17 и внутреннего 18. Прецессионное движение от гироскопа осуществляется посредством подшипников скольжения 19, а вращение ротора реализуется посредством подшипников вращения 20. Для снятия сигналов с вращающихся предусилителей 12 и 13 предусмотрены коллектор 21 и токосъемник 22, а также трубка для подвода азота 23 к охлаждаемому фотоприемнику 8. Cardan suspension 2 consists of three rings that determine the degree of freedom of the gyroscope, i.e. outer ring 16, intermediate 17 and inner 18. The precession movement from the gyroscope is carried out by sliding bearings 19, and the rotor is rotated by rotation bearings 20. To collect signals from rotating preamplifiers 12 and 13, a collector 21 and a current collector 22 are provided, as well as a supply tube nitrogen 23 to the cooled photodetector 8.
Неохлаждаемый фотоприемник 7 установлен в центре контрзеркала 6, а охлаждаемый фотоприемник 8 установлен в центре корректирующей линзы 5. На наружный диаметр корректирующей линзы 5 надета широким торцом оправка 15, выполняющая, кроме того, функции бленды. На оправке 15 (бленде) посредством переходных колец 24 и 25 закреплены демпфер нутационных колебаний о.о. 26 и две шариковые опоры 27 для качания контрзеркала 6 в одной плоскости. Качание контрзеркала 6 обеспечивается кинематическим звеном, состоящим из кулачка 28, закрепленного на кардановом подвесе 2, щупа 29, выполненного с возможностью поворота вокруг оси 30, тяги 31, одним концом жестко закрепленной в щупе 29, а другим в оправке 14 в плоскости, перпендикулярной оси качания контрзеркала 6 и проходящей через его центр. Силовое замыкание кулачкового механизма (щуп-кулачок) обеспечивается за счет пружины 32. An uncooled photodetector 7 is installed in the center of the counter-mirror 6, and a cooled photodetector 8 is installed in the center of the correction lens 5. A mandrel 15 is put on the outside diameter of the correction lens 5 with a wide end, which also serves as a lens hood. On the mandrel 15 (blend) through transition rings 24 and 25 fixed damper nutational vibrations o. 26 and two ball bearings 27 for swinging the counter-mirror 6 in one plane. The swing of the counter-mirror 6 is provided by a kinematic link consisting of a cam 28 mounted on a cardan suspension 2, a stylus 29 made with the possibility of rotation around the axis 30, a rod 31, one end rigidly fixed in the probe 29, and the other in the mandrel 14 in a plane perpendicular to the axis swing counter-mirror 6 and passing through its center. The power closure of the cam mechanism (probe-cam) is provided by the spring 32.
Оба зеркала 4 и 6 оптической системы выполнены по схеме М.Манжена с целью компенсации аберраций и получения малого пятна рассеяния размером 0,05 мм (с концентрацией в пятне > 80% энергии) и могут быть заменены зеркалами с асферическими поверхностями. Both mirrors 4 and 6 of the optical system are made according to M. Mangin's scheme in order to compensate for aberrations and obtain a small scattering spot of 0.05 mm size (with a spot concentration> 80% of energy) and can be replaced by mirrors with aspherical surfaces.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Излучение, отраженное от зеркального слоя главного зеркала 4 оптической системы оптикоэлектронного следящего координатора, нанесенного непосредственно на поверхность постоянного магнита 3, вогнутую предварительно в соответствии с расчетной кривизной, проходит через корректирующую линзу 5 и поступает на контрзеркало 6. Отраженное от контрзеркала 6 излучение поступает на спектроделительный фильтр 9. Отраженное от спектроделительного фильтра 9 излучение фокусируется в центре контрзеркала 4 на фоточувствительной площадке неохлаждаемого фотоприемника 7. Прошедшее средневолновое ИК-излучение фокусируется в центре корректирующей линзы 5 на фоточувствительной площадке охлаждаемого фотоприемника 8. The radiation reflected from the mirror layer of the main mirror 4 of the optical system of the optoelectronic tracking coordinator, deposited directly on the surface of the permanent magnet 3, concave previously in accordance with the calculated curvature, passes through the correction lens 5 and goes to the counter-mirror 6. The radiation reflected from the counter-mirror 6 is transmitted to the spectro-splitting filter 9. The radiation reflected from the spectrodividing filter 9 is focused in the center of the counter-mirror 4 on the photosensitive area of the uncooled photodetector 7. The transmitted medium-wave infrared radiation is focused in the center of the correction lens 5 on the photosensitive area of the cooled photodetector 8.
С фотоприемников 7 и 8 сигнал поступает на предварительные усилители 12 и 13, которые выделяют из шумов сигнал для дальнейшей обработки в электронном тракте. From photodetectors 7 and 8, the signal is fed to preamplifiers 12 and 13, which extract a signal from the noise for further processing in the electronic path.
При вращении ротора 1 щуп 29, обегая неподвижный кулачок 28, совершает четыре колебания за каждый оборот ротора, передавая четыре полных колебания на контрзеркало 6. При такой частоте МПЗ осматривают все поле обзора по траектории восьмилепестковой розетки (фиг. 2 и 3). Управление движением оптической оси производится подачей гармонического сигнала на частоте вращения ротора 1 в соленоид. Характерной чертой системы поиска является высокая скорость обновления информации, поскольку частоты сигналов, формирующих розеточную траекторию, разнесены, в отличие от прототипа (200 гц и 10 гц) менее значительно (fг и 4fг), где fг частота вращения ротора.When the rotor 1 rotates, the probe 29, running around the stationary cam 28, makes four oscillations for each revolution of the rotor, transmitting four complete oscillations to the counter-mirror 6. At this frequency, the magnetic field inspect the entire field of view along the path of the eight-petal outlet (Fig. 2 and 3). The motion of the optical axis is controlled by applying a harmonic signal at the rotational speed of the rotor 1 to the solenoid. A characteristic feature of the search system is the high speed of updating information, since the frequencies of the signals forming the outlet path are separated, in contrast to the prototype (200 Hz and 10 Hz), less significantly (f g and 4f g ), where f g rotor speed.
Таким образом, введение в предлагаемый ОЭСК кинематического звена для дополнительной прокачки контрзеркала по восьмилепестковой розеточной траектории и использование в конструкции двух оправок в форме усеченных конусов позволяет упростить конструкцию и сделать ее более надежной и удобной в эксплуатации. Thus, the introduction of a kinematic link into the proposed OESK for additional pumping of the counter-mirror along an eight-petal rosette path and the use of two mandrels in the form of truncated cones in the design allows us to simplify the design and make it more reliable and convenient to use.
В настоящее время изготовлен макетный образец предлагаемого ОЭСК, успешно прошедший лабораторные испытания. Currently, a prototype of the proposed UESK has been manufactured and successfully passed laboratory tests.
Источники информации:
1. Л.П.Лазарев. "Оптикоэлектронные приборы наведения". "Машиностроение", Москва, 1989 г. с. 347-348, рис. 9.21.Sources of information:
1. L.P. Lazarev. "Optoelectronic guidance devices.""MechanicalEngineering", Moscow, 1989. 347-348, fig. 9.21.
2. Ю.П.Сафронов, Р.И.Эльман. "ИК-распознающие устройства". Москва, 1976, с. 18, 101-136. 2. Yu.P. Safronov, R.I. Elman. "IR Recognition Devices." Moscow, 1976, p. 18, 101-136.
3. Патент США N 4009393, кл. G 01 J 1/00; кл. F 41 G 7/00, 250/339; 244-3,16; 250-203; 250-236; 250-342; 250-372 прототип. 3. US patent N 4009393, CL. G 01 J 1/00; class F 41 G 7/00, 250/339; 244-3.16; 250-203; 250-236; 250-342; 250-372 prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96104681A RU2101724C1 (en) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | Optoelectronic tracking coordinator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96104681A RU2101724C1 (en) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | Optoelectronic tracking coordinator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2101724C1 true RU2101724C1 (en) | 1998-01-10 |
| RU96104681A RU96104681A (en) | 1998-05-20 |
Family
ID=20177883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96104681A RU2101724C1 (en) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | Optoelectronic tracking coordinator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2101724C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000075679A1 (en) * | 1999-05-28 | 2000-12-14 | Abdulla Sirazhutdinovich Aliev | System for illuminating an object |
| RU2505839C2 (en) * | 2012-05-04 | 2014-01-27 | Виктор Викторович Ромашенко | Apparatus for detecting object on remote background |
-
1996
- 1996-03-11 RU RU96104681A patent/RU2101724C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000075679A1 (en) * | 1999-05-28 | 2000-12-14 | Abdulla Sirazhutdinovich Aliev | System for illuminating an object |
| US6900425B1 (en) | 1999-05-28 | 2005-05-31 | Abdulla Sirazhutdinovich Aliev | System for illuminating an object |
| RU2505839C2 (en) * | 2012-05-04 | 2014-01-27 | Виктор Викторович Ромашенко | Apparatus for detecting object on remote background |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4030807A (en) | Optical scanning system with canted and tilted reflectors | |
| US4039246A (en) | Optical scanning apparatus with two mirrors rotatable about a common axis | |
| US4024392A (en) | Gimballed active optical system | |
| US4085910A (en) | Dual mode optical seeker for guided missile control | |
| CA1256309A (en) | Control of rotating mirrors | |
| US4647761A (en) | Airborne system for the electrooptical detection, location and omnidirectional tracking of a target | |
| US5383645A (en) | Stabilized payload | |
| US4093154A (en) | Target seeking gyro for a missile | |
| US6198564B1 (en) | Optical scanning system | |
| US4465346A (en) | Optically stabilized telescope | |
| US6454229B1 (en) | Offset cardan gimbal | |
| RU2432582C2 (en) | Biaxial orientation head with piezoelectric drive | |
| US2963973A (en) | Gyro optical system | |
| JPH05210035A (en) | Multiple field of view sensor lens apparatus | |
| RU2101724C1 (en) | Optoelectronic tracking coordinator | |
| US4210804A (en) | Free-gyro optical seeker | |
| US4914291A (en) | Gimbal angle detector | |
| US6116537A (en) | Seeker head for missiles | |
| RU2395108C2 (en) | Optical-electronic tracking coordinator (versions) | |
| US4675688A (en) | Rate sensor with coaxially mounted scanning antenna | |
| US5360184A (en) | High-performance, low-cost inertial guidance system | |
| US5027047A (en) | Half angle mechanism for a heliostat | |
| US5347391A (en) | Ultra wide field of view scanning surveillance optical system | |
| US4309005A (en) | Target seeking gyro | |
| RU2160453C2 (en) | Optoelectronic position indicator |