RU2180090C2 - Two-channel guidance system - Google Patents
Two-channel guidance system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180090C2 RU2180090C2 RU2000103180/02A RU2000103180A RU2180090C2 RU 2180090 C2 RU2180090 C2 RU 2180090C2 RU 2000103180/02 A RU2000103180/02 A RU 2000103180/02A RU 2000103180 A RU2000103180 A RU 2000103180A RU 2180090 C2 RU2180090 C2 RU 2180090C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photodetector
- channel
- additional
- lens
- passive
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптическом приборостроении в качестве датчиков углового рассогласования между оптическими осями, в частности активного и пассивного каналов системы наведения. Известны многоканальные активно-пассивные оптические системы, которые выполняют не только обзор пространства с выделением объектов, определением их координат с последующим отслеживанием, наведением, измерением дальности и др. , но и осуществляют операцию автоматического контроля угла рассогласования между оптическими осями активного и пассивного каналов ( см. , например, патент США 4324491 НКИ 356-152, кл. G 01 В 11/26, F 41 G 7/00, G 01 I 1/20, 13.04.82 г., патенты России 2081383 С1, 10.06.97г. и 2138003 С1, 28.04.98г. , кл. F 41 G 7/26. G 01 В 11/26). Наиболее близким к заявляемому изобретению является последний из упомянутых выше патент России 2138003 "Двухканальная система наведения". The invention relates to measuring equipment and can be used in optical instrumentation as sensors of angular mismatch between the optical axes, in particular the active and passive channels of the guidance system. Multichannel active-passive optical systems are known that perform not only a survey of space with the selection of objects, determination of their coordinates with subsequent tracking, guidance, range measurement, etc., but also carry out the operation of automatic control of the mismatch angle between the optical axes of the active and passive channels (see ., for example, US patent 4324491 NKI 356-152, class G 01 B 11/26, F 41 G 7/00, G 01 I 1/20, 04/13/82, Russian patents 2081383 C1, 06/10/97. and 2138003 C1, 04/28/98, CL F 41 G 7/26. G 01 B 11/26). Closest to the claimed invention is the last of the above patent of Russia 2138003 "Two-channel guidance system."
Она содержит активный канал, предназначенный для измерения дальности, и пассивный канал, измеряющий координаты наблюдаемого объекта. При этом оптическая система активного канала содержит осветитель (например, лазер), объектив, два плоских зеркала, установленные под углом к оптической оси и с приводом вращения каждое, и фотоприемник отраженного лазерного излучения. В состав оптической системы пассивного канала входит объектив, установленный со смещением относительно объектива активного канала таким образом, что их оптические оси взаимно параллельны, и многоэлементный приемник излучения. Следует отметить, что объектив пассивного канала принимает как собственное излучение объекта, так и отраженное им лазерное излучение. Разделение потоков излучения по каналам при этом осуществляется с помощью спектроделительной пластины. It contains an active channel for measuring range, and a passive channel that measures the coordinates of the observed object. The optical system of the active channel contains a illuminator (for example, a laser), a lens, two flat mirrors mounted at an angle to the optical axis and with a rotation drive each, and a photodetector of reflected laser radiation. The optical system of the passive channel includes a lens mounted with an offset relative to the lens of the active channel so that their optical axes are mutually parallel, and a multi-element radiation receiver. It should be noted that the passive channel lens receives both the intrinsic radiation of the object and the laser radiation reflected by it. The separation of the radiation flux through the channels is carried out using a spectrodividing plate.
Для компенсации возможной разъюстировки оптических осей активного и пассивного каналов используется часть лазерного излучения, отводимая триппель-призмой и направляемая с помощью объектива пассивного канала и спектроделительной пластины на квадрантный приемник. Конструктивно последний вместе с фотоприемником активного канала расположен в одной фокальной плоскости второго объектива. В те промежутки времени, когда активный канал отключен, выходные сигналы квадрантного приемника и многоэлементного приемника пассивного канала, пройдя соответствующие электронные блоки, поступают на входы приводов плоских зеркал активного канала. Поворачивая эти зеркала с помощью приводов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на углы, соответствующие сигналам координат объекта, добиваются ликвидации угла рассогласования между оптическими осями каналов. To compensate for the possible misalignment of the optical axes of the active and passive channels, a part of the laser radiation is used, which is diverted by a triple prism and directed using a passive channel lens and a spectrodividing plate to a quadrant receiver. Structurally, the latter, together with the photodetector of the active channel, is located in the same focal plane of the second lens. At those time intervals when the active channel is disconnected, the output signals of the quadrant receiver and the multi-element receiver of the passive channel, having passed the corresponding electronic units, are fed to the inputs of the flat mirror drives of the active channel. By turning these mirrors with the help of drives in two mutually perpendicular planes to the angles corresponding to the object coordinate signals, they achieve elimination of the mismatch angle between the optical axes of the channels.
Кроме этого, в прототип входят электронные блоки усиления и определения координат наблюдаемого объекта, а также усилитель-формирователь, управляющий работой счетного устройства дальномера. In addition, the prototype includes electronic units for amplification and determination of the coordinates of the observed object, as well as an amplifier-driver that controls the operation of the calculating device of the range finder.
Несмотря на отмеченные достоинства, прототип не лишен и недостатков. Один из них заключается в том, что при расположении квадрантного приемника и фотоприемника активного канала в одной фокальной плоскости введение спектроделительной пластины приведет к уменьшению излучения на входе приемника активного канала. Действительно, спектроделительная пластина отражает в пассивный канал около 90% собственного излучения объекта, а пропускает в канал дальномера в лучшем случае 60% отраженного объектом излучения. С помощью, например, дихроического покрытия можно добиться увеличения коэффициента пропускания спектроделительной пластины до 80%, но при этом уменьшится коэффициент отражения с 90% до 60%. Таким образом, спектроделительная пластина как с дихроическим покрытием, так и без него не позволяет добиться такого светоделения, чтобы в каждом канале коэффициент пропускания был бы не менее 90%. Despite the noted advantages, the prototype is not without drawbacks. One of them is that when the quadrant detector and the active channel photodetector are located in the same focal plane, the introduction of a spectro-splitting plate will reduce the radiation at the input of the active channel receiver. Indeed, a spectrodividing plate reflects about 90% of the object’s own radiation into the passive channel, and at best 60% of the radiation reflected by the object passes into the rangefinder channel. Using, for example, a dichroic coating, it is possible to increase the transmittance of the spectrodividing plate to 80%, but at the same time, the reflection coefficient will decrease from 90% to 60%. Thus, a spectrodividing plate with or without a dichroic coating does not allow achieving such a beam splitting so that the transmission coefficient in each channel would be at least 90%.
Другой недостаток прототипа состоит в том, что в пассивном канале формируется тепловое излучение объекта только в одном спектральном диапазоне 3-5 мкм. Обнаружение же объекта и наведение на нее оптической оси системы наведения происходит при наличии контраста с окружающим его фоном. А величина контраста зависит, с одной стороны, от собственного излучения объекта, зависящего от его скорости движения, от наличия в нем внутренних источников тепла таких, как работающий двигатель, от особенностей установки его на летательном аппарате и др. С другой стороны, контраст зависит от окружающего объект фона (аэродинамический нагрев, отражение солнечного излучения и т.п. ). Следовательно, прототип, работая пассивным каналом только в одном спектральном диапазоне, ограничен в применении. Another disadvantage of the prototype is that in the passive channel the thermal radiation of the object is formed in only one spectral range of 3-5 microns. Detection of an object and pointing at it the optical axis of the guidance system occurs in the presence of contrast with the surrounding background. And the magnitude of the contrast depends, on the one hand, on the intrinsic radiation of the object, depending on its speed of movement, on the presence of internal heat sources such as a working engine, on the features of its installation on an aircraft, etc. On the other hand, the contrast depends on the background surrounding the object (aerodynamic heating, reflection of solar radiation, etc.). Therefore, the prototype, working as a passive channel in only one spectral range, is limited in application.
Таким образом, целью предлагаемого изобретения является увеличение коэффициента пропускания и, как следствие этого, повышение чувствительности активного канала, уменьшение зависимости пассивного канала от состояния окружающей среды, погодных в первую очередь, и расширение диапазона исследуемых объектов в сторону менее скоростных. Thus, the aim of the invention is to increase the transmittance and, as a result, increase the sensitivity of the active channel, reduce the dependence of the passive channel on the state of the environment, weather in the first place, and expand the range of the studied objects in the direction of less speed.
Поставленная цель достигается тем, что в известную двухканальную систему наведения, содержащую последовательно расположенные и оптически сопряженные осветитель, первое и второе плоские зеркала с приводом поворота каждое и первый объектив, второй объектив, установленный со смещением относительно оптической оси первого объектива и в ходе собственного излучения объекта, основной N-элементный фотоприемник пассивного канала. световозвращатель, спектроделительную пластину, квадрантный фотоприемник. фотоприемник активного канала, световозвращатель, первый блок выделения координат, последовательно соединенные пороговое устройство и второй блок выделения координат, ключ, последовательно соединенное первое запоминающее устройство (ЗУ) и первый сумматор, последовательно соединенные второе запоминающее устройство и второй сумматор, при этом отражающие поверхности первого и второго плоских зеркал обращены друг к другу и расположены под углом к оси первого объектива, световозвращатель, выполненный в виде триппель-призмы, установлен с частичным перекрытием полей зрения первого и второго объективов, основной N-элементный фотоприемник пассивного канала выполнен в виде линейки, расположен в фокальной плоскости второго объектива и по одну сторону от спектроделительной пластины, а квадрантнный фотоприемник и фотоприемник активного канала - по другую, выход фотоприемника активного канала соединен со входом электронного блока, выход квадрантного фотоприемника соединен со входом первого блока выделения координат, первый и второй выход которого соединен с первый и вторым входом ключа соответственно, управляющий вход которого соединен с дополнительный выходом порогового устройства, выходы ключа соединены со входами первого и второго запоминающих устройств, первый и второй выходы второго блока выделения координат соединены со вторыми входами первого и второго сумматора соответственно, выход первого и второго сумматора соединен со входом привода вращения первого и второго плоского зеркала соответственно, дополнительно введены (см.п.1 формулы изобретения) третье плоское зеркало с приводом сканирования, дополнительный спектроделительный элемент, датчик угла поворота и дополнительный N-элементный фотоприемник пассивного канала, установленный в фокальной плоскости второго объектива, при этом третье плоское зеркало установлено между спектроделительной пластиной и квадрантным фотоприемником и фотоприемником активного канала, дополнительный спектроделительный элемент расположен между спектроделительной пластиной и основным и дополнительным N-элементным фотоприемником пассивного канала, N-элементов дополнительного фотоприемника пассивного канала выполнены в виде линейки, (1...N)-ный выход основного и дополнительного фотоприемников соединен с соответствующим входом порогового устройства, спектроделительная пластина и дополнительный спектроделительный элемент изготовлены из германия, а выход датчика угла поворота соединен со вторым входом второго блока выделения координат. This goal is achieved by the fact that in the well-known two-channel guidance system containing sequentially located and optically conjugated illuminator, the first and second flat mirrors with a drive drive, each and the first lens, a second lens mounted with an offset relative to the optical axis of the first lens and during the radiation of the object , the main N-element passive channel photodetector. retroreflector, spectrodividing plate, quadrant photodetector. an active channel photodetector, a retroreflector, a first coordinate extraction unit, a threshold device and a second coordinate allocation unit connected in series, a key, a first storage device (RAM) in series and a first adder, a second storage device and a second adder connected in series, the reflecting surfaces of the first and the second flat mirrors are facing each other and are located at an angle to the axis of the first lens, a retroreflector made in the form of a triple prism is installed with by partially overlapping the field of view of the first and second lenses, the main N-element photodetector of the passive channel is made in the form of a ruler, located in the focal plane of the second lens and on one side of the spectrodividing plate, and the quadrant photodetector and photodetector of the active channel are on the other, the output of the active channel photodetector connected to the input of the electronic unit, the output of the quadrant photodetector is connected to the input of the first coordinate allocation unit, the first and second output of which is connected to the first and second the key path, respectively, whose control input is connected to an additional output of the threshold device, the key outputs are connected to the inputs of the first and second storage devices, the first and second outputs of the second coordinate allocation unit are connected to the second inputs of the first and second adder, respectively, the output of the first and second adder is connected to the input of the rotation drive of the first and second flat mirrors, respectively, additionally introduced (see paragraph 1 of the claims) a third flat mirror with a scan drive, d an additional spectrodividing element, a rotation angle sensor, and an additional N-element passive channel photodetector installed in the focal plane of the second lens, with a third flat mirror installed between the spectrodividing plate and the quadrant photodetector and the active channel photodetector, an additional spectrodividing element is located between the spectrodividing plate and the main and additional N-element photodetector of a passive channel, N-elements of an additional photodetector pass The primary channel is made in the form of a ruler, the (1 ... N) -th output of the main and additional photodetectors is connected to the corresponding input of the threshold device, the spectrodividing plate and the additional spectrodividing element are made of germanium, and the output of the rotation angle sensor is connected to the second input of the second selection unit coordinates.
В частном случае (см.п.2 формулы изобретения) дополнительный спектроделительный элемент выполнен виде линзы объектива или спектроделительной пластины. In the particular case (see paragraph 2 of the claims), an additional spectrodividing element is made in the form of an objective lens or a spectrodividing plate.
На чертеже представлен один из возможных вариантов блок-схемы предлагаемой двухканальной системы наведения. На ней приняты следующие обозначения:
ОМ - ось симметрии;
1 - осветитель, в качестве которого может быть использован лазер типа ЛТИПЧ-7 или ЛТИПЧ-8;
2 и 3 - первое и второе плоское зеркало соответственно с приводом поворота каждое, в качестве которого может быть использован двигатель типа ДБМ - 40;
4 - первый объектив, предназначенный для коллимирования лазерного пучка, может быть выполнен в виде телескопической системы с увеличением порядка 7.. .10;
5 - триппель-призма, предназначенная для отвода части коллимированного лазерного излучения на вход второго объектива;
6 - второй объектив, главное зеркало которого имеет вогнутую форму, предназначен для фокусирования принимаемого излучения всех спектральных диапазонов: 1,06, 3-5 и 8-12 мкм - и является общим оптическим элементом уже упомянутых выше спектральных диапазонов. Фокус главного зеркала порядка 360 мм, относительное отверстие 1:1,4, а выполнено оно может быть, например, из стекла марки К8, Ж5 или кварца;
7 - плоскопараллельная пластина, предназначенная для разделения длинноволновых: 3-5, 8-12 мкм - и коротковолнового: 1,08 мкм-излучений, и выполнена, например, из германия, пропускающего длинноволновое излучение на третье плоское и сканирующее (качающееся) зеркало 9 и отражающее коротковолновое излучение на дополнительный спектроделительный элемент 8;
8 - дополнительный спектроделительный элемент, предназначенный для направления коротковолнового излучения на фотоприемник лазерного канала 10 и на квадрантный фотоприемник 11, а длинноволнового - на фотоприемник пассивного канала 12, и может быть выполнен из германия в виде линзы, исправляющей аберрации второго объектива, или в виде плоскопараллельной пластины;
9 - третье плоское зеркало, предназначенное для сканирования в пределах поля зрения (примерно 2 градуса), второго объектива 6, установлено на половине фокусного расстояния главного зеркала и имеет размер, равный половине диаметра главного зеркала. Оно может быть выполнено из того же материала, что и главное зеркало. Сканирующее зеркало снабжено приводом сканирования, например, кулачковым или на базе двигателя типа ДБМ;
10 - фотоприемник активного канала, предназначен для приема отраженного наблюдаемым объектом излучения осветителя 1 и может быть выполнен на базе фотодиода типа ФУО-113;
11 - квадрантный фотоприемник, предназначен для приема отводимого триппель-призмой 5 излучения осветителя 1 и может быть на базе фотодиода типа СИ-2;
12 - основной и дополнительный фотоприемник пассивного канала предназначен для приема собственного излучения наблюдаемого объекта в двух спектральных диапазонах (3-5 и 8-12 мкм) и может быть выполнен на базе двухцветного фотоприемника, описанного в журнале SPIE Vol.2552, с. 853, июль 1995 г.;
13 - первый блок выделения координат, предназначен для формирования на выходе своих балансных схем сигналов Ux1 и Uy1, пропорциональных угловому рассогласованию между оптическими осями активного и пассивного каналов, и может быть выполнен на микросхемах серии 140УД6;
14 - электронный ключ, в открытом состоянии предназначен для пропуска сигналов квадрантного приемника 11 на блоки 15 и 16, а в закрытом - для отключения от работы квадрантного приемника 11, в качестве него может быть использован ключ типа 590КН2;
15 и 16 - первое и второе ЗУ соответственно, предназначено для запоминания координат Ux1 и Uy1 положения оптической оси активного канала и может быть выполнено на базе устройства выборки и хранения серии 1100СК2;
17 и 18 - первый и второй сумматор, предназначненный для сложения сигналов: Ux1+Ux2= Ux и Uy1+Uy2=Uy - соответственно и может быть выполнен на микросхеме серии 155ИМ1;
19 - пороговое устройство предназначено для выбора максимального сигнала и может быть выполнено на базе микросхем серии 140УД6;
20 - второй блок выделения координат предназначен для выработки по информации с выходов блоков 12 и 21 сигналов Ux2 и Uy2, соответствующих координатам наблюдаемого объекта в пассивном канале, и может быть выполнен на микросхемах серии 521 САЗ и счетчиках серии 155;
21 - датчик угла поворота предназначен для определения положения оптической оси второго объектива 6 в азимутальной плоскости и может быть выполнен в виде оптического или индукционного датчика перемещений.The drawing shows one of the possible options for a block diagram of the proposed two-channel guidance system. The following notation is adopted on it:
OM - axis of symmetry;
1 - illuminator, which can be used as a laser type LTIPCH-7 or LTIPCH-8;
2 and 3 - the first and second flat mirrors, respectively, with a rotation drive each, which can be used as a DBM - 40 engine;
4 - the first lens intended for collimating a laser beam can be made in the form of a telescopic system with an increase of the order of 7 ... 10;
5 - triple-prism, designed to divert part of the collimated laser radiation to the input of the second lens;
6 - the second lens, the main mirror of which has a concave shape, is designed to focus the received radiation of all spectral ranges: 1.06, 3-5 and 8-12 microns - and is a common optical element of the spectral ranges already mentioned above. The focus of the main mirror is of the order of 360 mm, the relative aperture is 1: 1.4, and it can be made, for example, of K8, Zh5 or quartz glass;
7 - a plane-parallel plate designed to separate long-wavelengths: 3-5, 8-12 microns - and short-wavelength: 1.08 microns-radiation, and is made, for example, of germanium, transmitting long-wavelength radiation to a third flat and scanning (oscillating) mirror 9 and reflecting short-wave radiation to an additional spectrodividing element 8;
8 is an additional spectrodividing element designed to direct short-wave radiation to the photodetector of the laser channel 10 and to the quadrant photodetector 11, and the long-wave to the photodetector of the passive channel 12, and can be made of germanium in the form of a lens correcting the aberration of the second lens, or in the form of plane-parallel plates;
9 - the third flat mirror intended for scanning within the field of view (approximately 2 degrees) of the second lens 6 is mounted at half the focal length of the main mirror and has a size equal to half the diameter of the main mirror. It can be made of the same material as the main mirror. The scanning mirror is equipped with a scanning drive, for example, cam or based on a DBM engine;
10 - photodetector of the active channel, designed to receive the radiation of the illuminator 1 reflected by the observed object and can be performed on the basis of a photodiode of the type ФУО-113;
11 is a quadrant photodetector, designed to receive the radiation of illuminator 1 removed by the triple prism 5 and may be based on a SI-2 type photodiode;
12 - the primary and secondary photodetector of the passive channel is designed to receive the natural radiation of the observed object in two spectral ranges (3-5 and 8-12 μm) and can be performed on the basis of the two-color photodetector described in the SPIE Vol.2552 journal, p. 853, July 1995;
13 - the first block of allocation of coordinates, designed to generate at the output of its balanced circuits signals Ux1 and Uy1, proportional to the angular mismatch between the optical axes of the active and passive channels, and can be performed on microcircuits of the 140UD6 series;
14 - electronic key, in the open state it is designed to pass the signals of the quadrant receiver 11 to blocks 15 and 16, and in the closed state - to disconnect the quadrant receiver 11 from operation, a key of the type 590KN2 can be used as it;
15 and 16 - the first and second memory, respectively, is intended for storing the coordinates Ux1 and Uy1 of the position of the optical axis of the active channel and can be performed on the basis of the device for sampling and storage of the 1100К2 series;
17 and 18 - the first and second adder, designed to add signals: Ux1 + Ux2 = Ux and Uy1 + Uy2 = Uy - respectively, and can be performed on a chip series 155IM1;
19 - a threshold device is designed to select the maximum signal and can be performed on the basis of 140UD6 series microcircuits;
20 - the second coordinate allocation unit is designed to generate, according to the information from the outputs of blocks 12 and 21, signals Ux2 and Uy2 corresponding to the coordinates of the observed object in the passive channel, and can be performed on 521 SAZ series microcircuits and 155 series counters;
21 - the angle sensor is designed to determine the position of the optical axis of the second lens 6 in the azimuthal plane and can be made in the form of an optical or induction displacement sensor.
22 - электронный блок, предназначенный для усиления сигнала, обусловленного отраженным лазерным излучением, формирования сигнала, управляющего работой счетного устройства, и фиксации результатов измерения (см. справочник под ред. Л. З. Криксунова. Авиационные системы информации оптического диапазона.- М.: Машиностроение, 1985 г., с.5 - 17). 22 - an electronic unit designed to amplify the signal due to reflected laser radiation, generate a signal that controls the operation of the counting device, and record the measurement results (see the manual, edited by L.Z. Kriksunova. Aviation information systems in the optical range.- M .: Engineering, 1985, p. 5 - 17).
Предлагаемая двухканальная система работает следующим образом. The proposed two-channel system operates as follows.
Если в ее поле зрения объект наблюдения отсутствует, то ключ 14 находится в открытом состоянии. Тогда часть излучения осветителя 1 с помощью зеркал 2 и 3 объектива 4 и триппель-призмы 5 направляется на главное зеркало второго объектива 6. Отразившись от этого зеркала, спектроделительной пластины 7 и дополнительного спектроделительного элемента 8, излучение попадает на чувствительные элементы квадрантного фотоприемника 11. В том случае, когда изображения осветителя совпадает с центром последнего, поток излучения распределен равномерно между квадрантами фотоприемника, и выходной сигнал блока выделения координат 13, пропорциональный разности потоков, воспринимаемых противоположно расположенными квадрантами, равен нулю. При смешении изображения осветителя 1 относительно нулевого положения происходит перераспределение потоков излучения между отдельными квадрантами, и на выходе его балансных схем возникают сигналы Ux1 и Uy2, пропорциональные разности потоков, попадающих на противоположные квадранты:
Ux1=К•((U1+U4)-(U2+U3))/(U1+U2+U3+U4),
Uy1=К•((U1+U2)-(U3+U4))/(U1+U2+U3+U4).If the object of observation is absent in its field of view, then key 14 is in the open state. Then, part of the radiation from the illuminator 1, using the mirrors 2 and 3 of the lens 4 and the triple prism 5, is directed to the main mirror of the second lens 6. Reflecting from this mirror, the spectro-dividing plate 7 and the additional spectro-dividing element 8, the radiation enters the sensitive elements of the quadrant photodetector 11. B in the case when the illuminator image coincides with the center of the latter, the radiation flux is evenly distributed between the quadrants of the photodetector, and the output signal of the coordinate allocation unit 13 is proportional to NOSTA streams perceived oppositely disposed quadrants, is zero. When the image of the illuminator 1 is mixed relative to the zero position, the radiation fluxes are redistributed between the individual quadrants, and at the output of its balanced circuits, signals Ux1 and Uy2 appear, which are proportional to the difference of the fluxes falling on the opposite quadrants:
Ux1 = K • ((U1 + U4) - (U2 + U3)) / (U1 + U2 + U3 + U4),
Uy1 = K • ((U1 + U2) - (U3 + U4)) / (U1 + U2 + U3 + U4).
Сигналы Ux1 и Uy1, пройдя открытый ключ 14, попадают на входы первого 15 и второго 16 запоминающих устройств, где хранятся до момента размыкания ключа 14. The signals Ux1 and Uy1, having passed the public key 14, go to the inputs of the first 15 and second 16 memory devices, where they are stored until the key 14 is opened.
Когда же в поле зрения объектива 6 попадает наблюдаемый объект, то его собственное и отраженное излучение после отражения главным зеркалом попадает на спектроделительную пластину 7. Эта пластина коротковолновое излучение отражает в направлении второго спектроделительного элемента 8, а длинноволновое пропускает на сканирующее плоское зеркало 9, которое колеблется относительно оси ОМ (см. чертеж). Отраженное сканирующим зеркалом излучение проходит спектроделительную пластину 7 в обратном направлении и падает на поверхность дополнительного спектроделительного элемента 8, который пропускает его в направлении основного и дополнительного фотоприемников пассивного канала 12. Фотоприемник 12 в нашей системе двухцветный, его чувствительные элементы изготовлены на одной подложке и расположены в виде 2 линеек с равными полями зрения и перпендикулярно оси ОМ. Если при этом излучение объекта чувствует какой-то, например i-тый, элемент одного из двух или сразу обоих приемников, то их выходные сигналы поступают на соответствующие входы порогового устройства 19. Последнее производит выборку максимального сигнала. Выходной сигнал порогового устройства 19 размыкает ключ 14 и поступает на первый вход второго блока выделения координат 20. на второй вход которого приходит сигнал с выхода дачика угла поворота 21. С первого и второго выходов второго блока выделения координат сигналы, несущие информацию о координатах Ux2 и Uy2 объекта, поступают на вторые входы первого 17 и второго 18 сумматоров. После суммирования в них сигналы Ux=Ux1+Uy1 и Uy=Ux2+Uy2 подаются на входы приводов первого 2 и второго 3 плоских зеркал. Приводами эти зеркала поворачивают таким образом, чтобы оптическая ось активного канала будет направлена на исследуемый объект. When the observed object enters the field of view of the lens 6, then its own and reflected radiation after reflection by the main mirror hits the spectro-dividing plate 7. This short-wave radiation reflects in the direction of the second spectro-dividing element 8, and the long-wave radiation passes to the scanning flat mirror 9, which oscillates relative to the axis OM (see drawing). The radiation reflected by the scanning mirror passes the spectro-dividing plate 7 in the opposite direction and falls on the surface of the additional spectro-dividing element 8, which passes it in the direction of the main and additional photodetectors of the passive channel 12. The photodetector 12 in our system is two-color, its sensitive elements are made on the same substrate and are located in 2 rulers with equal fields of view and perpendicular to the axis of the OM. If at the same time the radiation of the object is sensed by some, for example, i-th, element of one of two or both receivers at once, then their output signals are sent to the corresponding inputs of the threshold device 19. The latter samples the maximum signal. The output signal of the threshold device 19 opens the key 14 and is fed to the first input of the second coordinate allocation unit 20. The second input of which receives a signal from the output of the rotation angle sensor 21. From the first and second outputs of the second coordinate allocation unit, signals carrying information about the coordinates Ux2 and Uy2 object, go to the second inputs of the first 17 and second 18 adders. After summing them, the signals Ux = Ux1 + Uy1 and Uy = Ux2 + Uy2 are fed to the inputs of the drives of the first 2 and second 3 flat mirrors. These mirrors are rotated by drives so that the optical axis of the active channel is directed to the object under study.
В то же самое время коротковолновое, т.е. отраженное объектом излучение после отражения от спектроделительной пластины 7 и дополнительного спектроделительного элемента 8 падает на чувствительный элемент фотоприемника 10, выходной сигнал которого поступает на вход электронного блока 22. Последний осуществляет усиление сигнала, формирование сигнала управления работой счетного устройства и фиксации результата измерения измерения дальности. At the same time, the shortwave, i.e. The radiation reflected by the object after reflection from the spectro-dividing plate 7 and the additional spectro-dividing element 8 is incident on the sensitive element of the photodetector 10, the output signal of which is fed to the input of the electronic unit 22. The latter amplifies the signal, generates a control signal for the operation of the calculating device and fixes the measurement result of range measurement.
Техническая эффективность предлагаемого изобретения достаточно очевидна. Так, введение дополнительного (длинноволнового) фотоприемника в пассивном канале расширяет диапазон исследования наблюдаемых объектов в сторону слабонагретых, т.е. менее скоростных. Кроме этого, дополнительный спектроделительный элемент позволяет повысить коэффициент пропускания оптической системы активного канала, как минимум, на 25-30%, не уменьшая при этой коэффициент пропускания пассивного канала. The technical effectiveness of the invention is quite obvious. Thus, the introduction of an additional (long-wave) photodetector in the passive channel expands the range of studies of observed objects in the direction of slightly heated, i.e. less speed. In addition, an additional spectro-splitting element allows to increase the transmittance of the optical system of the active channel by at least 25-30%, without reducing the transmittance of the passive channel.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000103180/02A RU2180090C2 (en) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | Two-channel guidance system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000103180/02A RU2180090C2 (en) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | Two-channel guidance system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000103180A RU2000103180A (en) | 2001-11-20 |
| RU2180090C2 true RU2180090C2 (en) | 2002-02-27 |
Family
ID=20230417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000103180/02A RU2180090C2 (en) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | Two-channel guidance system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2180090C2 (en) |
-
2000
- 2000-02-08 RU RU2000103180/02A patent/RU2180090C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8421003B2 (en) | Optical transceiver built-in test (BIT) | |
| TWI649578B (en) | Medium range optical systems for remote sensing receivers | |
| US4165936A (en) | Coaxial transmitting and receiving optics for an electro-optic range finder | |
| US4624563A (en) | Wide field of view remote laser position sensor | |
| JPH03115977A (en) | Anemometer for intermediate altitude | |
| US5808732A (en) | System for referencing a direction of an output beam | |
| CN105372796A (en) | Refrigeration type common-caliber medium/long-wave infrared double-waveband double-view-field dual-shift zoom optical system | |
| EP1019773B1 (en) | Displaced aperture beamsplitter for laser transmitter/receiver opto mechanical system | |
| CN102564611A (en) | High-power laser wave front measuring instrument and wave front measuring method | |
| CN106019259B (en) | Laser frequency discrimination device and frequency discrimination method based on Mach-Zehnder interferometer | |
| US6297878B1 (en) | Non-scanning, three-axis, self-referenced heterodyne laser air data sensing system | |
| CN102004313A (en) | Common aperture laser active illuminated imaging system | |
| RU2470258C1 (en) | Angle measurement device | |
| RU2697436C1 (en) | Method for angular reflector angular parameters measurement and device for its implementation | |
| US4981354A (en) | Optical differential tilt sensor | |
| US20060171021A1 (en) | Imaging system | |
| RU2180090C2 (en) | Two-channel guidance system | |
| CN111693257A (en) | Array collimation laser parameter detection device | |
| RU2442109C1 (en) | Celestial angle measurement device | |
| RU2554599C1 (en) | Angle measurement device | |
| JP2024510392A (en) | Use of cardiology in LIDAR systems | |
| RU2308005C1 (en) | Sun attitude pickup | |
| Kolosov et al. | Variants of nonmisadjustable optical systems of turning-angle sensors based on a BR-180° prism and a photoelectric autocollimator | |
| RU170789U1 (en) | MULTI-CHANNEL OPTICAL-LOCATION SYSTEM | |
| US20150009486A1 (en) | Imaging System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040209 |