RU2155323C1 - Optoelectronic target search and tracking system - Google Patents

Optoelectronic target search and tracking system Download PDF

Info

Publication number
RU2155323C1
RU2155323C1 RU2000104370A RU2000104370A RU2155323C1 RU 2155323 C1 RU2155323 C1 RU 2155323C1 RU 2000104370 A RU2000104370 A RU 2000104370A RU 2000104370 A RU2000104370 A RU 2000104370A RU 2155323 C1 RU2155323 C1 RU 2155323C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
mirror
channel
target
spectrodividing
Prior art date
Application number
RU2000104370A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.А. Казамаров
Ю.Н. Михайлов
Р.С. Турок
Ю.Л. Петров
В.Н. Луканцев
И.Л. Трейнер
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие Научно-технический производственный комплекс "Геофизика-АРТ" дочернее предприятие НПО "Геофизика"
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 Государственное унитарное предприятие Научно-технический производственный комплекс "Геофизика-АРТ" дочернее предприятие НПО "Геофизика" filed Critical Государственное унитарное предприятие Научно-технический производственный комплекс "Геофизика-АРТ" дочернее предприятие НПО "Геофизика"
Priority to RU2000104370A priority Critical patent/RU2155323C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2155323C1 publication Critical patent/RU2155323C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: instrument engineering, in particular, optoelectronic instruments designed for search of heat-radiating objects and tracking in combination with a range finder used for provision of target indication and solution of sighting tasks. SUBSTANCE: the device has a movable mirror with angle pick-offs and drives, spectrodividing filter, direction-finding channel producing the error signal between the system optical axis and direction to the target, as well as transmitting and receiving laser channels. Enhanced adaptability to manufacture is attained due to making of each channel in the form of structurally self-contained modules which allows the expansion of system capability making use of the variety of the direction-finding and laser channels, with due account made for the dimensional and weight capabilities of flying vehicles, and provided due to installation of a spectrodividing filter in the direction of motion of optical beam past the receiving movable mirror at an angle to the system optical axis, and a lens-between the spectrodividing filter and prism. Enhanced resolving power is attained due to installation of two correcting lenses and a scanning mirror between them in the direction-finding channel in the direction of motion of optical beam before the spherical mirror. EFFECT: enhanced adaptability to manufacture and resolving power. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению, в частности к оптико-электронным приборам, предназначенным для поиска теплоизлучающих объектов и их сопровождения в сочетании с дальномером, используемым для обеспечения целеуказания оружию и решения прицельных задач. The invention relates to instrumentation, in particular to optoelectronic devices designed to search for heat-emitting objects and their accompaniment in combination with a range finder used to provide target designation for weapons and solve aiming problems.

Известна [1] система автосопровождения движущегося объекта, которая содержит координатор цели и анализатор изображения с объективом и приемником излучения. Кроме того, система включает дальномер для точного измерения расстояния до объекта. Known [1] is the auto tracking system of a moving object, which contains a target coordinator and an image analyzer with a lens and a radiation receiver. In addition, the system includes a rangefinder to accurately measure the distance to the object.

Однако указанное устройство работает в режиме ручного управления при предварительном поиске цели, и только затем осуществляется автоматический поиск, захват цели и автосопровождение с измерением дальности. However, this device operates in manual control during preliminary search of the target, and only then is the automatic search, target capture and auto tracking with range measurement.

Известна система поиска и сопровождения цели с приемником инфракрасного излучения (ИК) и лазерным дальномером, которая выбрана в качестве прототипа [2] . Указанное техническое решение содержит подвижное зеркало с датчиками углов и приводами по взаимно перпендикулярным осям, два сферических зеркала. Между сферическими зеркалами расположен спектроделительный фильтр. В фокальной плоскости телескопа, образованного этими сферическими зеркалами, сканирующим зеркалом, снабженным приводом, установлен приемник излучения. В состав системы входит лазерный дальномер, состоящий из приемника и передатчика и определяющий дальность до цели. Дальномерные лазерные каналы: передающий с отклоняющей призмой и приемный - оптически сопряжены призмой. При этом призма установлена по оси телескопа, а перед ней, по ходу лазерного излучения, размещена фокусирующая линза. A known search and tracking system with a receiver of infrared radiation (IR) and a laser range finder, which is selected as a prototype [2]. The specified technical solution contains a movable mirror with angle sensors and drives along mutually perpendicular axes, two spherical mirrors. Between the spherical mirrors there is a spectrodividing filter. A radiation detector is installed in the focal plane of the telescope formed by these spherical mirrors, a scanning mirror equipped with a drive. The system includes a laser rangefinder, consisting of a receiver and a transmitter and determining the range to the target. Rangefinder laser channels: transmitting with a deflecting prism and receiving - are optically coupled by a prism. In this case, the prism is mounted on the axis of the telescope, and in front of it, along the course of the laser radiation, a focusing lens is placed.

Лазерный передатчик через призмы, фокусирующую линзу, подвижное зеркало направляет излучение на цель. Отраженное от цели излучение и собственное ИК излучение цели, т.е. смешанное (лазерное и ИК) излучение попадает на подвижное зеркало и, проходя через элементы зеркально-линзового объектива, на спектроделительном фильтре делится на ИК излучение, проходящее через спектроделительный фильтр, и отраженное спектроделительным фильтром лазерное излучение, которое призмой направляется в лазерный приемник. Выделенное ИК излучение с помощью сканирующего зеркала попадает на чувствительную площадку ИК приемника. Лазерное излучение несет информацию о дальности до цели, а ИК канал формирует информацию о наличии цели в поле зрения и об углах рассогласования между оптической осью прибора и направлением на цель по азимуту и высоте. В данной системе обработка отраженного сигнала, состоящего из ИК и лазерного излучений, осуществляется общими элементами - фокусирующими зеркалами и спектроделительным фильтром, а дальнейшая обработка разделенных сигналов идет по соответствующим каналам. The laser transmitter through prisms, a focusing lens, a moving mirror directs the radiation to the target. Radiation reflected from the target and intrinsic infrared radiation of the target, i.e. mixed (laser and IR) radiation is incident on a movable mirror and passing through the elements of a mirror lens, the spectrodividing filter is divided into IR radiation passing through a spectrodividing filter and laser radiation reflected by the spectrodividing filter, which is sent to the laser receiver by a prism. The emitted IR radiation with a scanning mirror hits the sensitive area of the IR receiver. Laser radiation carries information about the distance to the target, and the IR channel generates information about the presence of the target in the field of view and the mismatch angles between the optical axis of the device and the direction to the target in azimuth and height. In this system, the processing of the reflected signal, consisting of IR and laser radiation, is carried out by common elements - focusing mirrors and a spectro-splitting filter, and further processing of the separated signals goes through the corresponding channels.

Недостатком прототипа является наличие объединенной оптической системы, что снижает технологические возможности устройства, и прежде всего невозможность раздельного производства и эксплуатации каналов. Кроме того, лазерный канал выполняет только одну функцию - измерение дальности до цели. The disadvantage of the prototype is the presence of a combined optical system, which reduces the technological capabilities of the device, and above all the impossibility of separate production and operation of channels. In addition, the laser channel performs only one function - measuring the distance to the target.

Целью предлагаемого изобретения является повышение технологичности за счет выполнения каждого из каналов в виде конструктивно-самостоятельных модулей, что позволяет расширить возможности системы, используя многообразие пеленгационных и лазерных каналов, с учетом габаритных и весовых возможностей летательных аппаратов. The aim of the invention is to increase manufacturability by performing each of the channels in the form of structurally independent modules, which allows you to expand the capabilities of the system using a variety of direction finding and laser channels, taking into account the overall and weight capabilities of aircraft.

Указанный положительный эффект достигается тем, что в оптико-электронной системе поиска и сопровождения цели, содержащей подвижное зеркало с датчиками углов и приводами по взаимно перпендикулярным осям, спектроделительный фильтр, пеленгационный канал, формирующий сигнал рассогласования между оптической осью системы и направлением на цель, включающий сферическое зеркало, сканирующее зеркало с приводом и приемник излучения, оптически сопряженные через призму передающий и приемный лазерные каналы, и линзу. В отличие от прототипа, в ней спектроделительный фильтр установлен по ходу оптического луча за приемным подвижным зеркалом под углом к оптической оси системы, а линза размещена между спектроделительным фильтром и призмой. С целью повышения разрешающей способности, дополнительно в пеленгационном канале по ходу оптического луча перед сферическим зеркалом установлены две коррегирующие линзы, между которыми расположено сканирующее зеркало. С целью реализации различных компановок системы на различных летательных аппаратах за спектроделительным фильтром в каждом из каналов возможна установка оптического элемента, изменяющего ход оптического луча. The indicated positive effect is achieved by the fact that in the optoelectronic search and target tracking system containing a movable mirror with angle sensors and drives along mutually perpendicular axes, a spectro-splitting filter, a direction finding channel, which generates a mismatch signal between the optical axis of the system and the direction to the target, including a spherical a mirror, a scanning mirror with a drive and a radiation receiver, optically coupled through a prism of the transmitting and receiving laser channels, and a lens. Unlike the prototype, in it, a spectrodivision filter is installed along the optical beam behind the receiving movable mirror at an angle to the optical axis of the system, and the lens is placed between the spectrodivision filter and the prism. In order to increase the resolution, in addition along the direction-finding channel along the optical beam, two corrective lenses are installed in front of the spherical mirror, between which there is a scanning mirror. In order to implement various system configurations on different aircraft behind a spectro-splitting filter in each channel, it is possible to install an optical element that changes the course of the optical beam.

Устройство поясняется чертежами,
где на фиг. 1 изображена блок-схема заявляемого устройства,
фиг. 2 изображена принципиальная схема заявляемого устройства.The device is illustrated by drawings,
where in FIG. 1 shows a block diagram of the inventive device,
FIG. 2 shows a schematic diagram of the inventive device.

Устройство содержит обтекатель 1, подвижное зеркало 2, выполненное с возможностью перемещения по двум взаимно перпендикулярным осям, с приводами 3 и 4 соответственно. Угловое положение подвижного зеркала 2 определяется датчиками 5 и 6 по каждой из осей. Спектроделительный фильтр 7 пропускает принятое излучение в пеленгационный канал 8, а отраженное излучение направляет через оптический элемент 9, линзу 10 и призму 11 в передающий лазерный канал 12 и приемный лазерный канал 13. The device comprises a cowl 1, a movable mirror 2, made with the possibility of movement along two mutually perpendicular axes, with drives 3 and 4, respectively. The angular position of the movable mirror 2 is determined by sensors 5 and 6 on each axis. A spectro-splitting filter 7 passes the received radiation into the direction-finding channel 8, and directs the reflected radiation through the optical element 9, the lens 10 and the prism 11 into the transmitting laser channel 12 and the receiving laser channel 13.

Пеленгационный канал 8 содержит зеркало 14, две коррегирующие линзы 15 и 16, между которыми расположено сканирующее зеркало 17 с приводом 18, сферическое зеркало 19, в фокальной плоскости которого расположены чувствительные элементы приемника излучения 20. Выход приемника ИК излучения 20 соединен с входом усилительно-преобразовательного блока 21, выход которого связан с блоком управления 22. Блок управления 22 вырабатывает управляющие сигналы на приводы 3, 4 и 18 и излучатель лазерного канала 12 в соответствии с режимами работы системы. Сигнал с приемника лазерного канала 13 подается на вход блока обработки сигнала дальнометрирования 23, выходом соединенного с блоком 22. The direction-finding channel 8 contains a mirror 14, two corrective lenses 15 and 16, between which there is a scanning mirror 17 with a drive 18, a spherical mirror 19, in the focal plane of which are located the sensitive elements of the radiation receiver 20. The output of the IR radiation receiver 20 is connected to the input of the amplification-conversion block 21, the output of which is connected to the control unit 22. The control unit 22 generates control signals to the drives 3, 4 and 18 and the emitter of the laser channel 12 in accordance with the operating modes of the system. The signal from the receiver of the laser channel 13 is fed to the input of the processing unit of the ranging signal 23, the output connected to the block 22.

Заявляемое устройство работает, как и устройство, описанное в источнике [2] . В режиме поиска просмотр пространства целей осуществляется подвижным зеркалом 2 по сигналам рассогласования между информациями пеленгационного канала 8 и внешней системой целеуказания, например, РЛС. Как только пеленгационный канал 8 принимает достаточное количество энергии от цели, указывающее на то, что цель обнаружена, система переключается в режим сопровождения, при котором положение подвижного зеркала 2 управляется сигналами рассогласования, выработанными пеленгационным каналом 8. Сигнал рассогласования между оптической осью системы и направлением на цель по двум координатам - азимуту и высоте через блоки 21 и 22 подается на приводы 3 и 4 подвижного зеркала 2, приводя изображение цели в центр поля зрения чувствительных площадок 20. При выработке нулевого сигнала рассогласования система переходит в следующий режим работы - точное слежение. В этом режиме поле зрения сканирующего зеркала 17 уменьшается. В этот момент блоком 22 вырабатывается сигнал на работу передающего лазерного канала 12. Сигнал от лазерного передатчика через призму 11, линзу 10 и оптический элемент, например зеркало 9, попадает на спектроделительный фильтр 7, отразившись от которого приемным подвижным зеркалом 2 направляется точно на обнаруженную цель. Отразившись от цели, сигнал возвращается тем же путем на призму 11, проходя через которую, попадает в лазерный приемный канал 13. С выхода канала 13 через блок обработки сигнала дальнометрирования 23 сигнал поступает в блок 22, в котором решаются прицельные задачи. The inventive device works like the device described in the source [2]. In the search mode, viewing the target space is carried out by the moving mirror 2 according to the mismatch signals between the information of the direction finding channel 8 and the external target designation system, for example, radar. As soon as the direction finding channel 8 receives a sufficient amount of energy from the target, indicating that the target is detected, the system switches to tracking mode, in which the position of the moving mirror 2 is controlled by the mismatch signals generated by the direction finding channel 8. The mismatch signal between the optical axis of the system and the direction to the target in two coordinates - azimuth and height through blocks 21 and 22 is fed to the drives 3 and 4 of the movable mirror 2, bringing the image of the target to the center of the field of view of the sensitive areas 20. P and the development of zero-mismatch signal, the system switches to the next mode of operation - accurate tracking. In this mode, the field of view of the scanning mirror 17 is reduced. At this moment, the block 22 generates a signal for the operation of the transmitting laser channel 12. The signal from the laser transmitter through the prism 11, the lens 10, and the optical element, for example, the mirror 9, hits the spectro-splitting filter 7, reflected from which the receiving movable mirror 2 is directed exactly at the detected target . Reflecting from the target, the signal returns in the same way to the prism 11, passing through which, it enters the laser receiving channel 13. From the output of the channel 13 through the processing unit of the ranging signal 23, the signal enters the block 22, in which aiming tasks are solved.

Все элементы и блоки заявляемого устройства широко известны и могут быть выполнены, например, так же, как в источнике [1] и [2]. All elements and blocks of the claimed device are widely known and can be performed, for example, in the same way as in the source [1] and [2].

Наличие общего подвижного зеркала 2 позволяет точно совместить визирную линию всех каналов, а разделение излучения на самостоятельные каналы сразу после спектроделительного фильтра 7 позволяет при выходе из строя любого из каналов, не нарушая целостности другого канала, за счет модульного выполнения каждого из них, заменять неисправный модуль без сложных юстировочных, наладочных работ. Кроме этого, появляется возможность комбинации различных модулей, что позволяет использовать многообразие пеленгационных и лазерных каналов с различными параметрами, увеличивая функциональные возможности системы. The presence of a common movable mirror 2 makes it possible to precisely match the line of sight of all channels, and the separation of radiation into independent channels immediately after the spectrodividing filter 7 allows for the failure of any channel, without violating the integrity of the other channel, due to the modular execution of each of them, replacing the faulty module without complicated adjustment, adjustment work. In addition, it becomes possible to combine various modules, which allows the use of a variety of direction finding and laser channels with various parameters, increasing the functionality of the system.

Использование мощных лазерных каналов позволяет дополнительно осуществлять маркировку цели и обеспечивать целеуказание системе оружия с лазерным наведением. The use of powerful laser channels allows additional marking of the target and provides target designation for a laser-guided weapon system.

Источники информации
1. Л.З. Криксунов. Система информации с оптическими квантовыми генераторами. - Киев: Технiка, 1970 г., стр. 203 - 204.Sources of information
1. L.Z. Kriksunov. Information system with optical quantum generators. - Kiev: Technics, 1970, pp. 203 - 204.

2. Патент США N 3644043 от 22.02.1972 г., НКИ 356-5 (прототип). 2. US patent N 3644043 from 02.22.1972, NKI 356-5 (prototype).

Claims (3)

1. Оптико-электронная система поиска и сопровождения цели, содержащая подвижное зеркало с датчиками углов, спектроделительный фильтр, пеленгационный канал, формирующий сигнал рассогласования между оптической осью системы и направлением на цель, включающий сферическое зеркало, сканирующее зеркало с приводом и приемник излучения, и оптически сопряженные через призму передающий и приемный лазерные каналы, а также линзу, отличающаяся тем, что спектроделительный фильтр установлен по ходу оптического луча за подвижным зеркалом под углом к оптической оси системы, а линза размещена между спектроделительным фильтром и призмой. 1. An optoelectronic target search and tracking system comprising a movable mirror with angle sensors, a spectro-splitting filter, a direction finding channel that generates a mismatch signal between the optical axis of the system and the direction to the target, including a spherical mirror, a scanning mirror with a drive and a radiation receiver, and optical coupled through a prism of the transmitting and receiving laser channels, as well as a lens, characterized in that the spectrodividing filter is installed along the optical beam behind the movable mirror at an angle to about optical axis of the system, and the lens is placed between the spectrodivision filter and the prism. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в пеленгационном канале по ходу оптического луча перед сферическим зеркалом установлены две коррегирующие линзы, между которыми расположено сканирующее зеркало. 2. The device according to claim 1, characterized in that in the direction-finding channel along the optical beam in front of the spherical mirror there are two corrective lenses between which there is a scanning mirror. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что за спектроделительным фильтром в каждом из каналов установлен оптический элемент, изменяющий ход оптического луча. 3. The device according to claim 1, characterized in that an optical element is installed behind each spectral splitting filter in each channel, which changes the course of the optical beam.
RU2000104370A 2000-02-24 2000-02-24 Optoelectronic target search and tracking system RU2155323C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000104370A RU2155323C1 (en) 2000-02-24 2000-02-24 Optoelectronic target search and tracking system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000104370A RU2155323C1 (en) 2000-02-24 2000-02-24 Optoelectronic target search and tracking system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2155323C1 true RU2155323C1 (en) 2000-08-27

Family

ID=20230971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000104370A RU2155323C1 (en) 2000-02-24 2000-02-24 Optoelectronic target search and tracking system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2155323C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442997C2 (en) * 2009-07-06 2012-02-20 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Военная Академия Войсковой Противовоздушной Обороны Вооруженных Сил Российской Федерации Method for target ranging and optoelectronic system of search and track (its variants)
RU2484506C1 (en) * 2012-01-19 2013-06-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") Optical transceiving device
RU2643657C1 (en) * 2016-08-12 2018-02-02 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Sighting system of weapon with laser range finder
RU2664788C1 (en) * 2017-08-31 2018-08-22 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Optical-electronic target search and tracking system
RU2713250C1 (en) * 2016-12-16 2020-02-04 Сафран Электроникс Энд Дифенс Device for determining target location by means of star correction, intended for installation on mobile carrier

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442997C2 (en) * 2009-07-06 2012-02-20 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Военная Академия Войсковой Противовоздушной Обороны Вооруженных Сил Российской Федерации Method for target ranging and optoelectronic system of search and track (its variants)
RU2484506C1 (en) * 2012-01-19 2013-06-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") Optical transceiving device
RU2643657C1 (en) * 2016-08-12 2018-02-02 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Sighting system of weapon with laser range finder
RU2713250C1 (en) * 2016-12-16 2020-02-04 Сафран Электроникс Энд Дифенс Device for determining target location by means of star correction, intended for installation on mobile carrier
RU2664788C1 (en) * 2017-08-31 2018-08-22 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Optical-electronic target search and tracking system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3899145A (en) Laser transmitting and receiving lens optics
US6504602B1 (en) Tacheometer telescope
US5923468A (en) Surveying instrument having an automatic focusing device
RU2292566C1 (en) Multifunctional optical-radar system
US3989947A (en) Telescope cluster
CN113340279B (en) Surveying device with on-axis beam deflection element
US4111383A (en) Laser beam transmitter system for laser beam rider guidance systems
US4111385A (en) Laser beam rider guidance system
RU2335728C1 (en) Optical-electronic search and tracking system
US4213700A (en) Fire control device
RU2155323C1 (en) Optoelectronic target search and tracking system
US5410398A (en) Automatic boresight compensation device
US4100404A (en) Beam projector
RU2396574C2 (en) Thermal direction finder
RU2664788C1 (en) Optical-electronic target search and tracking system
JP2003057032A (en) Automatic adjustment device for optical axis of surveying instrument
RU2617459C1 (en) Multichannel optical-location system
RU2313116C1 (en) Combined sight with laser range-finder
RU63520U1 (en) OPTICAL AND ELECTRONIC SEARCH AND MAINTENANCE SYSTEM OBJECTIVES
JP2518066B2 (en) Laser beam direction control device
JP3069893B2 (en) Focusing method and focusing device for surveying instrument
RU2396573C2 (en) Electro-optical sighting system
RU2793612C1 (en) Method for forming and directing laser radiation of emitters with optical fibre outputs to a target
RU2784602C1 (en) Method for forming and pointing laser radiation of emitters with optical fiber outputs on a target
RU2805284C1 (en) Method for dynamic control of alignment of direction-finding and laser channels

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080225