RU2243581C1 - Method and device for monitoring information control channel - Google Patents

Method and device for monitoring information control channel

Info

Publication number
RU2243581C1
RU2243581C1 RU2003115990/28A RU2003115990A RU2243581C1 RU 2243581 C1 RU2243581 C1 RU 2243581C1 RU 2003115990/28 A RU2003115990/28 A RU 2003115990/28A RU 2003115990 A RU2003115990 A RU 2003115990A RU 2243581 C1 RU2243581 C1 RU 2243581C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axis
lens
information
iku
radiation beam
Prior art date
Application number
RU2003115990/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003115990A (en
Inventor
Артур Альбертович Войцехович (BY)
Артур Альбертович Войцехович
Александр Иванович Луценко (BY)
Александр Иванович Луценко
Василий Васильевич Луцкин (BY)
Василий Васильевич Луцкин
Владимир Иванович Покрышкин (BY)
Владимир Иванович Покрышкин
Тамара Аркадьевна Стрижевич (BY)
Тамара Аркадьевна Стрижевич
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Пеленг"
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 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Пеленг"
Publication of RU2003115990A publication Critical patent/RU2003115990A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2243581C1 publication Critical patent/RU2243581C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation engineering; assembly, guidance, and beam control of information transfer systems including alignment of radiation beam and information control channel axes.
SUBSTANCE: proposed method includes division of light beam arriving from item under check into two light beams, generation of first light beam pattern in focal plane of first lens, and generation of second light beam pattern in focal plane of collimator at the same time visualizing first light beam pattern on video monitor; parameters of information control field are checked by optoelectronic method, second light beam is analyzed, and values are recorded. Device implementing this method has first lens optically coupled with video monitor, beam divider, and collimator incorporating second lens that mounts dot calibration diaphragm on its focal plane optical axis, photodetector connected to coordinate computing unit and to first input of recording device whose second and third inputs are connected to first and second outputs of coordinate computing unit, respectively, beam divider being optically coupled with first lens. Proposed method and device are distinguished by high-precision check for linear and angular misalignment due to precise evaluation of light spot energy center of radiation beam in information control field, precise evaluation of information center, and precise evaluation of offset of information control field propagation axis with respect to information control channel axis for different scale of pattern.
EFFECT: enhanced precision of monitoring for linear and angular misalignments.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, для контроля параметров информационного канала управления (ИКУ) при их сборке, юстировке, испытаниях и ремонте, в частности для центрировки оси пучка излучения с осью ИКУ. ИКУ находят применение в системах передачи информации, наведения и управления по лучу.The invention relates to the field of instrumentation, for monitoring the parameters of the information control channel (IKU) during their assembly, alignment, testing and repair, in particular for centering the axis of the radiation beam with the axis of the IKU. IKUs are used in information transmission, guidance and beam control systems.

ИКУ формирует модулированный пучок излучения, который представляет собой информационное поле управления (ИПУ) на всей траектории движения и сопровождения объекта. ИКУ включает в себя излучатель с оптико-механической системой ввода излучения в блок модулятора, включающей в себя первый юстировочный элемент, позволяющий осуществить линейное смещение пучка излучения в пределах информационного квадрата ИПУ, и второй юстировочный элемент, позволяющий осуществить смещение информационного квадрата с пучком излучения по отношению к оси ИКУ, что соответствует угловому совмещению оси распространения ИПУ с осью ИКУ путем совмещения оси пучка излучения с осью ИКУ. Блок модулятора включает в себя проекционную оптическую систему, растр, оборачивающую систему и панкратическую систему. ИПУ, сформированное информационным каналом управления, представляет собой модулированный пучок излучения. Формирование ИПУ происходит следующим образом: пучок излучения блока излучателя освещает одну из кодовых дорожек растра, затем проекционная оптическая система проектирует засвеченную зону этой дорожки на вторую дорожку растра. Точка пересечения оси первой дорожки растра и оси второй дорожки растра номинально располагается на оси панкратической системы, а наложенные изображения первой дорожки на вторую дорожку образуют информационный квадрат, в пределах которого при вращении растра формируются сигналы управления в соответствии с законом модуляции в виде последовательности оптических импульсов, содержащих информацию об угловом направлении распространения ИПУ по линейному отклонению модулированного пучка излучения в двух плоскостях, перпендикулярных направлению распространения. Модулированный пучок излучения попадает в панкратическую систему, которая изменяет масштаб изображения по заданному закону, перемещая подвижные компоненты панкратической системы из начального в конечное положение, обеспечивая минимальное смещение оси распространения ИПУ относительно оси ИКУ. Такие системы применяются в приборах, описанных в [1, 2].IKU forms a modulated beam of radiation, which is a control information field (ISP) on the entire trajectory of movement and tracking of the object. The IKU includes an emitter with an opto-mechanical system for introducing radiation into the modulator unit, which includes the first adjustment element that allows linear displacement of the radiation beam within the information square of the IEP, and the second adjustment element that allows the information square to be offset with the radiation beam with respect to to the axis of the IKU, which corresponds to the angular alignment of the axis of propagation of the ISP with the axis of the IKU by combining the axis of the radiation beam with the axis of the IKU. The modulator unit includes a projection optical system, a raster, a wrapping system, and a pancratic system. The IPA formed by the control information channel is a modulated radiation beam. The IPA is formed as follows: the radiation beam of the emitter unit illuminates one of the raster code tracks, then the projection optical system projects the illuminated zone of this track onto the second raster track. The intersection point of the axis of the first track of the raster and the axis of the second track of the raster is nominally located on the axis of the pancratic system, and the superimposed images of the first track on the second track form an information square, within which, when the raster is rotated, control signals are generated in accordance with the modulation law in the form of a sequence of optical pulses, containing information on the angular direction of propagation of the ISP by the linear deviation of the modulated radiation beam in two planes perpendicular to spreading distribution. The modulated radiation beam enters the pancratic system, which changes the image scale according to a given law, moving the moving components of the pancratic system from the initial to the final position, ensuring a minimum displacement of the propagation axis of the IPA relative to the axis of the IKU. Such systems are used in devices described in [1, 2].

Таким образом на выходе ИКУ получают световой пучок, ограниченный кодовыми дорожками растра, представляющими информационный квадрат, в пределах которого заключен модулированный световой пучок, представляющий собой информационное поле управления, причем размеры этого ИПУ изменяются в соответствии с циклограммой работы панкратической системы, которая поддерживает размер ИПУ постоянным на всей траектории распространения при движении сопровождаемого объекта.Thus, a light beam limited by raster code paths representing an information square, within which a modulated light beam representing a control information field is enclosed, is received at the output of the IKU; moreover, the dimensions of this control are changed in accordance with the sequence diagram of the pancratic system, which keeps the size of the control on the entire propagation trajectory during the movement of the accompanied object.

Известен способ для контроля информационного канала управления (ИКУ) [3], основанный на формировании изображения информационного поля управления (ИПУ) ИКУ в фокальной плоскости объектива при начальном положении компонентов панкратической системы с последующей визуализацией на видеоконтрольном устройстве, при этом изображение ИПУ состоит из изображения информационного квадрата и светового пятна пучка излучения, выполнении визуального совмещения геометрических центров этих изображений до получения симметричной картины, запоминании местоположения этого геометрического центра светового пятна ИПУ, при перемещении подвижных компонентов панкратической системы определяют смещение геометрического центра ИПУ на глаз относительно ранее запомненного, а также при этом наблюдают за размерами информационного квадрата, за изменением формы и наличием срезания светового пятна пучка излучения, прошедшего через блок модулятора для разного масштаба изображения.A known method for monitoring the information control channel (IKU) [3], based on the image formation of the information control field (ISU) IKU in the focal plane of the lens at the initial position of the components of the pancratic system, followed by visualization on a video monitoring device, while the image of the IUP consists of an information image the square and the light spot of the radiation beam, performing visual alignment of the geometric centers of these images to obtain a symmetrical picture, remembering The positions of this geometric center of the IPA light spot, when moving the moving components of the pancratic system, determine the displacement of the geometric center of the IPA by eye relative to the previously remembered, and also observe the size of the information square, the shape change and the presence of cutting the light spot of the radiation beam passing through the modulator block for different image scales.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для контроля ввода излучения в блок модулятора [3], содержащее рассеивающий экран, установленный на определенном расстоянии от ИКУ контролируемого прибора, объектив, оптически сопряженный с видеоконтрольным устройством (ВКУ). Данное устройство позволяет наблюдать сформированное изображение ИКУ и его границы на рассеивающем экране с помощью объектива и ВКУ, выполнить с помощью первого юстировочного элемента ИКУ линейное смещение пучка излучения в информационном квадрате по двум координатам, добиваясь симметричного заполнения, выполняя таким образом линейную децентрировку, запоминают геометрический центр изображения ИПУ для начального положения подвижных компонентов панкратической системы. При переводе подвижных компонентов панкратической системы в конечное положение наблюдают на ВКУ смещение запомненного геометрического центра и изменение формы изображения ИПУ, сформированного на рассеивающем экране. По смещению геометрического центра и изменению формы изображения ИПУ судят об угловой децентрировке пучка излучения в ИКУ и с помощью второго юстировочного элемента ИКУ добиваются совмещения по углу для конечного положения подвижных компонентов панкратической системы. Смещение геометрического центра ИПУ пропорционально углу наклона оси пучка излучения к оси панкратической системы.Closest to the proposed invention is a device for controlling the input of radiation into the modulator unit [3], containing a scattering screen mounted at a certain distance from the IKU of the controlled device, a lens that is optically paired with a video monitoring device (VKU). This device allows you to observe the generated image of the IKU and its boundaries on the scattering screen using a lens and a VCU, use the first IKU adjustment element to linearly shift the radiation beam in the information square in two coordinates, achieving symmetrical filling, thus performing linear decentration, remember the geometric center IPA images for the initial position of the moving components of the pancratic system. When translating the moving components of the pancratic system to the final position, they observe at VKU the displacement of the stored geometric center and the change in the shape of the image of the IPA formed on the scattering screen. Using the displacement of the geometric center and the change in the shape of the image, the control unit is used to judge the angular decentration of the radiation beam in the IKU and, using the second IKU adjustment element, achieve angle alignment for the final position of the moving components of the pancratic system. The displacement of the geometric center of the IPA is proportional to the angle of inclination of the axis of the radiation beam to the axis of the pancratic system.

Известное устройство обеспечивает возможность наблюдения размеров информационного квадрата для разного положения компонентов панкратической системы, позволяет произвести оценку отсутствия срезания световых пучков оправами оптических элементов блока модулятора и визуальный контроль угла наклона оси модулированного пучка излучения к оси панкратической системы, представляющего собой угол рассогласования оси распространения ИПУ к оси ИКУ.The known device provides the ability to observe the dimensions of the information square for different positions of the components of the pancratic system, makes it possible to assess the absence of cutting of light beams with the frames of the optical elements of the modulator unit and visually control the angle of inclination of the axis of the modulated radiation beam to the axis of the pancratic system, which is the angle of mismatch between the propagation axis of the IPA and IKU.

Недостатком известных способа и устройства является невысокая точность контроля линейной децентрировки, связанная с визуальным определением геометрического центра светового пятна пучка излучения, визуальным определением геометрического центра в изображении информационного квадрата и последующего совмещения этих центров до получения симметричной картины, а также невысокая точность контроля угловой децентрировки пучка излучения в ИКУ, связанная с визуальным определением изменения и оценки положения геометрического центра ИПУ при перемещении подвижных компонентов панкратической системы для разного масштаба изображений относительно запомненного геометрического центра ИПУ, при этом смещение центра ИПУ относительно запомненного отражает величину угла рассогласования оси распространения ИПУ к оси ИКУ, увеличение которого приводит к срезанию и смещению выходного изображения ИПУ, сформированного ИКУ.A disadvantage of the known method and device is the low accuracy of control of linear decentration associated with the visual determination of the geometric center of the light spot of the radiation beam, the visual determination of the geometric center in the image of the information square and the subsequent combination of these centers to obtain a symmetric picture, and the low accuracy of the control of the angular decentration of the radiation beam in IKU, associated with the visual determination of changes and assessments of the position of the geometric center of the IPA at moving the moving components of the pancratic system for different scale of images relative to the stored geometric center of the IPA, while the shift of the center of the IPA relative to the stored reflects the angle of mismatch of the axis of propagation of the IPU to the axis of the IKU, the increase of which leads to the cutting and shifting of the output image of the IPU formed by the IKU.

Задачей изобретения является повышение точности контроля линейной и угловой децентрировки за счет точного определения энергетического центра светового пятна пучка излучения в ИПУ, точного определения информационного центра ИПУ, точного определения смещения оси распространения информационного центра ИПУ к оси ИКУ, соответствующего углу рассогласования оси пучка излучения к оси ИКУ при перемещении подвижных компонентов панкратической системы.The objective of the invention is to increase the accuracy of control of linear and angular decentration due to the exact determination of the energy center of the light spot of the radiation beam in the IPA, the exact determination of the information center of the IPU, the exact determination of the displacement of the axis of propagation of the information center of the IPA to the axis of the IKU, corresponding to the angle of mismatch of the axis of the beam of radiation to the axis of the IKU when moving the moving components of the pancratic system.

Для решения поставленной задачи в способе для контроля информационного канала управления (ИКУ), включающем формирование при начальном положении подвижных компонентов панкратической системы изображения информационного поля управления (ИПУ) контролируемого изделия в фокальной плоскости первого объектива с последующей визуализацией на видеоконтрольном устройстве, при этом изображение ИПУ одновременно состоит из изображения информационного квадрата и светового пятна пучка излучения, визуальное совмещение геометрических центров этих изображений до получения симметричной картины, наблюдение размеров информационного квадрата, изменения формы, наличия срезания и смещения светового пятна пучка излучения, прошедшего через блок модулятора при промежуточных и конечном положениях подвижных компонентов панкратической системы, в отличие от прототипа световой пучок ИПУ контролируемого изделия делят на два световых пучка и одновременно с формированием изображения первого светового пучка в фокальной плоскости первого объектива в начальном положении подвижных компонентов панкратической системы формируют изображение второго светового пучка в фокальной плоскости коллиматора, выделяют калиброванной диафрагмой, расположенной на оптической оси коллиматора, точечный световой поток из ИПУ, который преобразуют в ФПУ в электрический сигнал в виде напряжения Up, отражающего значение интенсивности светового потока, прошедшего через калиброванную диафрагму, обрабатывают в БВК с получением значений напряжений UZ и UY, пропорциональных смещению калиброванной диафрагмы от центра ИПУ по двум координатам Z и Y, совмещают ось ИКУ с осью коллиматора до получения нулевых значений UZ0 и UY0, которые соответствуют центру ИПУ, затем совмещают энергетический центр светового пятна пучка излучения с центром ИПУ путем смещения светового пятна пучка излучения в пределах информационного квадрата до получения максимального значения интенсивности светового потока Upmax, прошедшего через калиброванную диафрагму, перемещая подвижные компоненты панкратической системы из начального в конечное положение, получают последовательность значений UZi, UYi, отражающих во времени динамическое смещение центра ИПУ по соответствующим координатам относительно оси ИКУ и пропорциональное соответствующим углам рассогласования оси распространения ИПУ для соответствующих положений подвижных компонентов панкратической системы, фиксируют значения UZ, UY для конечного положения подвижных компонентов панкратической системы и выполняют угловое совмещение оси распространения ИПУ с осью ИКУ доведением значений напряжений по координатам Z, Y до нулевых значений UZ0, UY0 путем смещения оси пучка излучения по углу.To solve the problem in the method for monitoring the information control channel (IKU), which includes the formation at the initial position of the moving components of the pankratic system image of the control information field (IPA) of the monitored product in the focal plane of the first lens with subsequent visualization on a video monitoring device, while the IPA image is simultaneously consists of an image of the information square and the light spot of the radiation beam, visual alignment of the geometric centers of these images to obtain a symmetric picture, observing the dimensions of the information square, changing the shape, the presence of cutting and shifting the light spot of the radiation beam that passed through the modulator block at intermediate and final positions of the moving components of the pancratic system, in contrast to the prototype, the light beam of the IPA of the controlled product is divided into two light beam and simultaneously with the image formation of the first light beam in the focal plane of the first lens in the initial position of the moving components in the pancratic system, an image of the second light beam in the focal plane of the collimator is formed, a calibrated diaphragm located on the optical axis of the collimator is isolated, the point light flux from the IPU, which is converted into an FPU into an electric signal in the form of a voltage U p , reflecting the value of the light flux transmitted through the calibrated diaphragm is processed in the BVC to obtain the voltage values U Z and U Y proportional to the displacement of the calibrated diaphragm from the center of the IPU in two coordinates Z and Y, combined They keep the IKU axis with the collimator axis to obtain zero values of U Z0 and U Y0 , which correspond to the center of the IPA, then combine the energy center of the light spot of the radiation beam with the center of the IPU by shifting the light spot of the radiation beam within the information square to obtain the maximum value of the light flux intensity U pmax passing through a calibrated diaphragm, moving the moving components of the pancratic system from the initial to the final position, we obtain a sequence of values U Zi , U Yi , reflecting in time, the dynamic displacement of the center of the IPA in the corresponding coordinates relative to the axis of the IKU and proportional to the corresponding angles of mismatch of the axis of propagation of the IPU for the corresponding positions of the moving components of the pancratic system, fix the values U Z , U Y for the final position of the moving components of the pancratic system and perform angular alignment of the axis of propagation of the IPU with the axis IKU by bringing the voltage values along the coordinates Z, Y to zero values U Z0 , U Y0 by shifting the axis of the radiation beam along the angle.

Для решения поставленной задачи в устройство для контроля информационного канала управления, содержащее первый объектив, оптически сопряженный с видеоконтрольным устройством, в отличие от прототипа введены оптически связанные светоделитель и коллиматор, содержащий второй объектив, в фокальной плоскости на оптической оси которого установлена точечная калиброванная диафрагма, фотоприемное устройство (ФПУ), соединенное с блоком вычисления координат (БВК) и первым входом регистрирующего устройства, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами БВК, при этом светоделитель оптически связан с первым объективом.To solve the problem, in the device for monitoring the information control channel, containing the first lens, optically paired with a video monitoring device, in contrast to the prototype, optically coupled beam splitter and collimator are introduced, containing the second lens, in the focal plane of the optical axis of which there is a calibrated point aperture, photodetector device (FPU) connected to the coordinate calculation unit (BVK) and the first input of the recording device, the second and third inputs of which are connected respectively, with the first and second outputs of the BVK, while the beam splitter is optically coupled to the first lens.

Введение в устройство светоделителя, расположенного в общем оптическом тракте, делит световой пучок от ИКУ на два пучка и с помощью коллиматора, включающего второй объектив и калиброванную диафрагму, формирует изображение ИПУ в фокальной плоскости второго объектива, где полученное изображение информационного поля детектируется по интенсивности светового потока, прошедшего через калиброванную диафрагму, с преобразованием в ФПУ с получением на регистрирующем устройстве значения интенсивности в виде напряжения Up и последующей обработкой его в БВК, выполняющего демодуляцию с получением на регистрирующем устройстве значений смещения калиброванной диафрагмы от центра ИПУ по двум координатам в виде напряжения UZ, UY, которые используют для уточнения совмещения энергетического центра пучка излучения по максиму Upmax с центром информационного квадрата Z0, Y0, соответствующего нулевым значениям UZ0, UY0, что позволяет точно определить и устранить линейную децентрировку путем совмещения оси пучка излучения с осью ИКУ, а при перемещении подвижных компонентов панкратической системы в конечное положение анализируют полученные значения UZ, UY, и с помощью второго юстировочного элемента, отвечающего за смещение пучка излучения по углу в системе ввода излучения в блок модулятора ИКУ, добиваются также единых значений UZ0, UY0 и для конечного положения подвижных компонентов панкратической системы, точно определяя и устраняя угловую децентрировку.The introduction of a beam splitter located in the common optical path into the device divides the light beam from the IKU into two beams and, using a collimator including a second lens and a calibrated diaphragm, forms an IPA image in the focal plane of the second lens, where the obtained image of the information field is detected by the light flux intensity passing through a calibrated diaphragm, with conversion to FPU with obtaining on the recording device the intensity value in the form of voltage U p and subsequent processing it in the BVK performing demodulation with obtaining on the recording device the values of the offset of the calibrated diaphragm from the center of the IPA in two coordinates in the form of voltage U Z , U Y , which are used to refine the alignment of the energy center of the radiation beam along the maxim U pmax with the center of the information square Z 0 , Y 0, corresponding to zero values of U Z0, U Y0, that accurately identify and correct linear decentring by combining radiation beam axis with the axis of the ICU, and for moving the movable components Pancratic System in end position analyze the received values U Z, U Y, and via the second adjusting element, responsible for the shift in the angle of the radiation beam in the radiation system input unit ICU modulator achieve as uniform values U Z0, U Y0 and of the final position of movable components of the pancratic system, accurately determining and eliminating angular decentration.

Заявляемый способ и устройство обеспечивают наряду с визуальным определением геометрического центра светового пятна пучка излучения, визуальным определением геометрического центра информационного квадрата, наблюдением размеров информационного квадрата и наблюдением наличия срезания и смещения светового пучка излучения, прошедшего блок модулятора, оптоэлектронным способом обработать и точно определить информационный центр ИПУ по значениям UZ, UY, точно определить энергетический центр пучка излучения по значению Upmax и совместить их, а также при работе ИКУ в соответствии с алгоритмом движения подвижных компонентов панкратической системы точно определить динамическое смещение ИПУ для разного масштаба изображений ИПУ по смещению информационного центра ИПУ, заключенное в регистрации смещения пересечения информационного нуля по каждой из дорожек растра, соответствующего центру информационного квадрата относительно оси ИКУ и которое отражает величину угла рассогласования оси распространения ИПУ к оси ИКУ при движении подвижных компонентов панкратической системы, при этом значения координат местоположения UZ, UY не зависят от интенсивности светового потока. Использование способа и устройства позволяет обеспечить оперативный и точный контроль линейной и угловой децентрировки оси пучка излучения, прошедшего через блок модулятора к оси ИКУ для разного положения компонентов панкратической системы, по величине значения угловой децентрировки оценить значение угла рассогласования оси распространения ИПУ к оси ИКУ при перемещении подвижных компонентов панкратической системы, соответствующее углу наклона оси пучка излучения к оси ИКУ, и получить значение интенсивности светового потока, прошедшего через калиброванную диафрагму.The inventive method and device provide, along with visual determination of the geometric center of the light spot of the radiation beam, visual determination of the geometric center of the information square, observation of the dimensions of the information square and the presence of cutting and displacement of the light beam of radiation transmitted through the modulator block, to process and accurately determine the information center of the IPA in an optoelectronic way from the values U Z, U Y, to accurately determine the energy of the radiation beam center U pmax value and combine x, as well as during IKU operation, in accordance with the algorithm for moving the moving components of the pancratic system, accurately determine the dynamic displacement of the ISP for different scale of the ISP images by the offset of the IPU information center, which consists in recording the offset of the intersection of information zero along each of the raster tracks corresponding to the center of the information square relative to the axis of the IKU and which reflects the value of the mismatch angle of the axis of propagation of the ISP to the axis of the IKU when the moving components of the pancratic system move s, while the values of the coordinates of the location U Z , U Y do not depend on the intensity of the light flux. The use of the method and device allows for efficient and accurate control of the linear and angular decentration of the axis of the radiation beam passing through the modulator unit to the axis of the IKC for different positions of the components of the pancratic system, using the value of the angular decentration to estimate the value of the mismatch angle of the propagation axis of the IPA to the IKU axis when moving components of the pancratic system, corresponding to the angle of inclination of the axis of the radiation beam to the axis of the IKU, and to obtain the value of the light flux intensity, Sheha through a calibrated aperture.

Сущность способа для контроля ИКУ и устройство для его осуществления поясняется чертежами.The essence of the method for monitoring IKU and a device for its implementation is illustrated by drawings.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для контроля ИКУ; на фиг.2 показано изображение ИПУ, состоящее из кадрового окна и светового пятна пучка излучения; на фиг.3 представлен график, отражающий зависимость смещения диафрагмы от центра ИПУ по двум координатам, и график распределения интенсивности светового потока, прошедшего через калиброванную диафрагму, в сформированном ИПУ.Figure 1 shows a block diagram of a device for monitoring IKU; figure 2 shows the image of the IPA, consisting of a frame window and a light spot of the radiation beam; figure 3 presents a graph reflecting the dependence of the displacement of the diaphragm on the center of the IPA in two coordinates, and a graph of the distribution of the intensity of the light flux passing through the calibrated diaphragm in the generated IPA.

Устройство для контроля ИКУ (фиг.1) включает в себя светоделитель 1, выполненный в виде плоскопараллельной пластины, оптически сопряженный с первым объективом 2, в фокальной плоскости которого установлено видеоконтрольное устройство 3, также светоделитель 1 оптически сопряжен с коллиматором 4, содержащем второй объектив 5, в фокальной плоскости на оптической оси которого установлена калиброванная диафрагма 6, оптически связанная с фотоприемным устройством 7 (ФПУ), выход которого соединен с блоком вычисления координат 8 (БВК) и первым входом регистрирующего устройства 9, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами БВК 8. На фиг.1 также показан контролируемый ИКУ 10, который может быть представлен как составная часть прибора-наведения или системы управления по лучу, включающий оптически связанный излучатель 11, формирующий пучок излучения, первый юстировочный элемент 12, осуществляющий линейное смещение пучка излучения в пределах информационного квадрата (линейная децентрировка), второй юстировочный элемент 13, осуществляющий угловое смещение оси пучка излучения по отношению к оптической оси блока модулятора 14 в ИКУ (угловая децентрировка), соответствующее совмещению оси распространения ИПУ с осью ИКУ.The device for monitoring IKU (Fig. 1) includes a beam splitter 1 made in the form of a plane-parallel plate, optically paired with a first lens 2, in the focal plane of which a video monitoring device 3 is installed, and a beam splitter 1 is optically paired with a collimator 4 containing a second lens 5 , in the focal plane on the optical axis of which a calibrated diaphragm 6 is installed, optically coupled to a photodetector 7 (FPU), the output of which is connected to the coordinate calculation unit 8 (BVK) and the first input p a recording device 9, the second and third inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the BVK 8. Figure 1 also shows a controlled IKU 10, which can be represented as part of a guidance device or beam control system, including an optically coupled emitter 11 forming the radiation beam, the first alignment element 12, which linearly displaces the radiation beam within the information square (linear decentration), the second adjustment element 13, which angularly displaces the axis of the radiation beam with respect to the optical axis of the modulator unit 14 in the IKU (angular decentration), corresponding to the alignment of the propagation axis of the IED with the IKU axis.

ФПУ 7 представляет собой фотоприемник на основе фотодиода типа ФД141К и усилителя. Фотоприемное устройство предназначено для приема модулированного лазерного излучения и преобразования его в аналоговый электрический сигнал в виде напряжения, соответствующего интенсивности светового потока, прошедшего через калиброванную диафрагму.FPU 7 is a photodetector based on a photodiode type FD141K and an amplifier. The photodetector is designed to receive modulated laser radiation and convert it into an analog electrical signal in the form of a voltage corresponding to the intensity of the light flux passing through a calibrated diaphragm.

БВК 8 осуществляет времяимпульсную демодуляцию светового пучка, прошедшего через калиброванную диафрагму, с получением значений координат в виде аналогового сигнала, соответствующих координатам Y и Z. В качестве ФПУ с БВК применен узел, серийно выпускаемый, марки 9Н244.BVK 8 performs time-pulse demodulation of a light beam transmitted through a calibrated diaphragm to obtain coordinate values in the form of an analog signal corresponding to Y and Z coordinates. As a FPU with BVK, a 9N244 brand unit is commercially available.

В качестве регистрирующего устройства 9 может быть использован трехканальный осциллограф.As a recording device 9, a three-channel oscilloscope can be used.

Устройство для контроля информационного канала управления работает следующим образом.A device for monitoring the information control channel works as follows.

Излучатель 11 формирует пучок излучения с малым углом расходимости, который вводится с помощью первого юстировочного элемента 12, а затем и второго юстировочного элемента 13 в блок модулятора 14, в котором обе кодовые дорожки вращающегося растра представляют собой полевую диафрагму, который выполняет времяимпульсную модуляцию проходящего через блок модулятора 14 пучка излучения, попадает в панкратическую систему, которая формирует и изменяет масштаб изображения по требуемому закону перемещением подвижных компонентов панкратической системы из начального в конечное положение.The emitter 11 generates a beam of radiation with a small angle of divergence, which is introduced using the first alignment element 12, and then the second alignment element 13 into the modulator unit 14, in which both code tracks of the rotating raster represent a field diaphragm that performs time-pulse modulation passing through the block modulator 14 of the radiation beam, falls into the pancratic system, which forms and zooms in according to the required law by moving the moving components of the pancratic system we are from the initial to the final position.

Сформированное ИПУ, представляющее собой модулированное излучение, анализируется устройством для контроля ИКУ, где светоделитель 1, расположенный в общем оптическом тракте, делит световой пучок от ИКУ 10 на два световых пучка, изображение первого пучка с помощью первого объектива 2 формируется на видеоконтрольном устройстве 3 для визуального анализа ввода пучка излучения излучателя 11 в блок модулятора 14 по сформированному изображению ИПУ, которое показано на фиг.2, где изображение светового пятна пучка излучения показано в виде круга, а изображение информационного квадрата показано в виде квадрата. При визуальном наблюдении изображения ИПУ добиваются получения симметричного изображения пучка излучения и информационного квадрата подвижкой первого юстировочного элемента 12, выполняя предварительную линейную децентрировку. Одновременно второй пучок попадает в коллиматор 4 и его изображение вторым объективом 5 формируется в его фокальной плоскости, в которой на оси установлена калиброванная диафрагма 6. Точечный световой поток, прошедший через калиброванную диафрагму 6, несет в себе информацию о местоположении в ИПУ и попадает на ФПУ 7, в котором преобразовывается в электрический сигнал и передается в БВК 8. Световой поток, попавший в ФПУ 7, преобразуется в электрический сигнал, усиливается и выдается в виде напряжения Up, отражающего значение интенсивности светового потока, прошедшего через калиброванную диафрагму 6, на первый вход регистрирующего устройства 9 и в БВК 8 для обработки и демодуляции с получением на регистрирующем устройстве 9 значения напряжений UZ и UY, пропорциональных смещению калиброванной диафрагмы от центра ИПУ по двум координатам Z, Y. Напряжения UZ и UY, соответствующие двум координатам Z и Y, являются функцией параметров смещения и зависят от модуляции применяемых в системах управления по лучу, которую можно представить как функцию смещения диафрагмы относительно центра ИПУ:The generated IPA, which is modulated radiation, is analyzed by an IKU control device, where a beam splitter 1, located in the common optical path, divides the light beam from IKU 10 into two light beams, the image of the first beam using the first lens 2 is formed on a video monitoring device 3 for visual analysis of the input of the radiation beam of the emitter 11 into the modulator unit 14 according to the generated IPA image, which is shown in figure 2, where the image of the light spot of the radiation beam is shown in the form of a circle, and siderations information is shown as a square of a square. When visually observing the image of the ISP, a symmetrical image of the radiation beam and the information square is obtained by moving the first alignment element 12 by performing preliminary linear decentration. At the same time, the second beam enters the collimator 4 and its image by the second lens 5 is formed in its focal plane, in which the calibrated diaphragm 6 is mounted on the axis. The spot light flux passing through the calibrated diaphragm 6 carries information about the location in the IPA and enters the FPU 7, which is converted into an electrical signal and transmitted to IOO 8. The light flux caught in PD 7 is converted into an electric signal, amplified and outputted as the voltage U p, the reflection intensity value CBE ovogo flow passing through the calibrated orifice 6, to a first input of the recording device 9 and to IOO 8 for processing and demodulation to obtain on the recording device 9, the voltage values U Z and U Y, proportional to the displacement of the calibrated aperture of IMPs center in two coordinates Z, Y The voltages U Z and U Y corresponding to the two coordinates Z and Y are a function of the displacement parameters and depend on the modulation used in beam control systems, which can be represented as a function of the displacement of the diaphragm relative to the center of the IED :

UY(Z)=f(lY(Z)),U Y (Z) = f (l Y (Z) ),

где lY(Z) - смещение относительно центра по соответствующим координатам Z и Y, мм;where l Y (Z) is the offset relative to the center at the corresponding coordinates of Z and Y, mm;

UY(Z) - полученное напряжение по соответствующим координатам Z и Y, В.U Y (Z) is the received voltage at the corresponding coordinates of Z and Y, V.

Обычно в системах автоматического сопровождения движущихся объектов применяется модуляция с линейной зависимостью изменения напряжения по смещению от центра ИПУ, которую можно представить в виде графика, показанного на фиг.3 и описанного формулой:Typically, in systems of automatic tracking of moving objects, modulation is applied with a linear dependence of the change in voltage at an offset from the center of the IPU, which can be represented in the form of a graph shown in Fig. 3 and described by the formula:

UY(Z)=k(lY(Z)),U Y (Z) = k (l Y (Z) ),

где k - коэффициент пропорциональности.where k is the coefficient of proportionality.

Для устранения линейной и угловой децентрировок необходимо совместить ось ИКУ с осью коллиматора 4. Это совмещение можно осуществить, например, перемещением коллиматора до получения нулевых значений UZ0 и UY0, которые соответствуют совмещению центра ИПУ с центром отверстия калиброванной диафрагмы 6 при начальном положении подвижных компонентов панкратической системы. Затем определяют энергетический центр светового пятна лазерного пучка излучения путем его смещения в пределах информационного квадрата до получения максимального значения интенсивности светового потока Upmax, прошедшего через калиброванную диафрагму 6 для уточнения совмещения энергетического центра светового пятна пучка излучения с центром информационного квадрата со значениями UZ0, UY0 с одновременной визуализацией изображения на видеоконтрольном устройстве 3, что соответствует линейной децентрировке. Далее перемещают подвижные компоненты панкратической системы в конечное положение и на видеоконтрольном устройстве 3 наблюдают размеры информационного квадрата, изменение формы, наличие срезания и смещения светового пятна излучения. Также на регистрирующем устройстве 9 получают последовательность значений UZi, UYi, отражающих динамическое смещение во времени изображения ИПУ, сформированных в фокальных плоскостях первого 2 и второго 5 объективов для разного масштаба изображений. По уровню сигналов UZi, UYi, полученных на регистрирующем устройстве 9, судят об угловом изменении направления оси распространения ИПУ во времени, соответствующем угловой децентрировке для разного положения подвижных компонентов панкратической системы. Фиксируют значения UZ, UY для конечного положения подвижных компонентов панкратической системы и перемещением второго юстировочного элемента 13 ИКУ выполняют угловое совмещение оси распространения ИПУ с осью ИКУ, добиваясь нулевых значений UZ0 и UY0 и для конечного положения подвижных компонентов панкратической системы.To eliminate linear and angular de-alignments, it is necessary to combine the IKU axis with the axis of the collimator 4. This combination can be done, for example, by moving the collimator to obtain zero values of U Z0 and U Y0 , which correspond to the alignment of the center of the IPA with the center of the hole of the calibrated diaphragm 6 at the initial position of the moving components pancratic system. Then, the energy center of the light spot of the laser radiation beam is determined by shifting it within the information square to obtain the maximum intensity of the light flux U pmax passing through the calibrated diaphragm 6 to clarify the alignment of the energy center of the light spot of the radiation beam with the center of the information square with the values of U Z0 , U Y0 with simultaneous visualization of the image on the video monitoring device 3, which corresponds to linear decentration. Next, the moving components of the pancratic system are moved to the final position, and on the video monitoring device 3, the sizes of the information square, shape change, the presence of cutting and the shift of the light spot of the radiation are observed. Also, on the recording device 9, a sequence of values of U Zi , U Yi is obtained, which reflect the dynamic time shift of the IPA image formed in the focal planes of the first 2 and second 5 lenses for different image scales. The level of signals U Zi , U Yi received on the recording device 9, judge the angular change in the direction of the axis of propagation of the IPA in time, corresponding to the angular decentration for different positions of the moving components of the pancratic system. The values of U Z , U Y are fixed for the final position of the moving components of the pancratic system and by moving the second alignment element 13 of the ECI, the angular alignment of the IPA propagation axis with the axis of the ICU is performed, achieving zero values of U Z0 and U Y0 for the final position of the moving components of the pancratic system.

Предлагаемые технические решения для контроля информационного канала управления в настоящее время реализованы. Эксплуатация устройства в соответствии с заявленным способом показала его высокую эффективность, т.к. сохраняет все преимущества существующих аналогичных приборов и значительно облегчает эксплуатацию и одновременно повышает точность контроля и юстировки совмещения осей излучателя и блока модулятора, позволяет оперативно оценить угол рассогласования оси распространения ИПУ к оси ИКУ на всем протяжении движения подвижных компонентов панкратической системы.The proposed technical solutions for monitoring the control information channel are currently implemented. The operation of the device in accordance with the claimed method showed its high efficiency, because It retains all the advantages of existing similar devices and greatly facilitates operation and at the same time improves the accuracy of control and alignment of the alignment of the axes of the emitter and the modulator unit, allows you to quickly assess the angle of mismatch between the axis of propagation of the ISU and the axis of the IKU throughout the movement of the moving components of the pancratic system.

Источники информацииSources of information

1. Прицел прибор наведения 1К13. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 1572.00.00.000ТО ЦКБ “Пеленг”, 1987 г.1. Sight guidance device 1K13. Technical description and operating instructions 1572.00.00.000 TO TSKB "Peleng", 1987

2. Патент RU 2108531. Прицел прибор наведения, опубл. 10.04.1998 г., бюл. №10.2. Patent RU 2108531. Sight guidance device, publ. 04/10/1998, bull. No. 10.

3. Система визуализации заполнения пучком излучения кадрового окна изделия 1К13. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЛO137.00.00.000ТО, ОАО “Пеленг”, 1997 г. - прототип.3. The visualization system of filling the radiation beam of the frame window of the product 1K13. Technical description and operating instructions LO137.00.00.000TO, OJSC "Peleng", 1997 - prototype.

Claims (2)

1. Способ для контроля информационного канала управления (ИКУ), включающий формирование при начальном положении подвижных компонентов панкратической системы изображения информационного поля управления (ИПУ) контролируемого изделия в фокальной плоскости первого объектива с последующей визуализацией на видеоконтрольном устройстве, при этом изображение ИПУ одновременно состоит из изображения информационного квадрата и светового пятна пучка излучения, визуальное совмещение геометрических центров этих изображений до получения симметричной картины, наблюдение размеров информационного квадрата, изменения формы, наличия срезания и смещения светового пятна пучка излучения, прошедшего через блок модулятора при промежуточных и конечном положениях подвижных компонентов панкратической системы, отличающийся тем, что световой пучок ИПУ контролируемого изделия делят на два световых пучка и одновременно с формированием изображения первого светового пучка в фокальной плоскости первого объектива в начальном положении подвижных компонентов панкратической системы формируют изображение второго светового пучка в фокальной плоскости коллиматора и выделяют калиброванной диафрагмой, расположенной на оптической оси коллиматора, точечный световой поток из ИПУ, который преобразуют в ФПУ в электрический сигнал в виде напряжения Up, отражающего значение интенсивности светового потока, прошедшего через калиброванную диафрагму, обрабатывают в БВК с получением значений напряжений UZ и UY, пропорциональных смещению калиброванной диафрагмы от центра ИПУ по двум координатам Z и Y, совмещают ось ИКУ с осью коллиматора до получения нулевых значений UZO и UY0, которые соответствуют центру ИПУ, затем совмещают энергетический центр светового пятна пучка излучения с центром ИПУ путем смещения светового пятна пучка излучения в пределах информационного квадрата до получения максимального значения интенсивности светового потока Upmax, прошедшего через калиброванную диафрагму, перемещая подвижные компоненты панкратической системы из начального в конечное положение получают последовательность значений UZi, UYi, отражающие во времени динамическое смещение центра ИПУ по соответствующим координатам относительно оси ИКУ и пропорциональное соответствующим углам рассогласования оси распространения ИПУ для соответствующих положений подвижных компонентов панкратической системы, фиксируют значения UZ, UY для конечного положения подвижных компонентов панкратической системы и выполняют угловое совмещение оси распространения ИПУ с осью ИКУ доведением значений напряжений по координатам Z, Y до нулевых значений UZ0, UY0 путем смещения оси пучка излучения по углу.1. The method for monitoring the information control channel (IKU), including the formation at the initial position of the moving components of the pan-graphic system image of the control information field (IPA) of the controlled product in the focal plane of the first lens, followed by visualization on a video monitoring device, while the image of the IPA simultaneously consists of an image information square and light spot of the radiation beam, visual alignment of the geometric centers of these images to obtain symmetry egg picture, observation of the size of the information square, shape change, the presence of cutting and shifting of the light spot of the radiation beam that passed through the modulator block at intermediate and final positions of the moving components of the pancratic system, characterized in that the light beam of the control device is divided into two light beams and simultaneously with the formation of the image of the first light beam in the focal plane of the first lens in the initial position of the moving components of the panocratic system, I form image of the second light beam in the focal plane of the collimator and emit a calibrated diaphragm located on the optical axis of the collimator, the point light flux from the IPU, which is converted into an FPU into an electrical signal in the form of voltage Up, reflecting the value of the light flux transmitted through the calibrated diaphragm, is processed in BVK with obtaining values of voltages U Z and U Y proportional to the displacement of the calibrated diaphragm from the center of the IPA in two coordinates Z and Y, combine the axis of the IKU with the axis of the collimator to obtaining zero values of U ZO and U Y0 , which correspond to the center of the IPA, then combine the energy center of the light spot of the radiation beam with the center of the IPU by shifting the light spot of the radiation beam within the information square to obtain the maximum intensity of the light flux U pmax passing through the calibrated diaphragm, moving the moving components of the panocratic system from the initial to the final position, they obtain a sequence of values U Zi , U Yi , reflecting in time the dynamic displacement of cent In accordance with the corresponding coordinates relative to the axis of the IKU and proportional to the corresponding mismatch angles of the axis of propagation of the IHP for the corresponding positions of the moving components of the pancratic system, the values U Z , U Y for the final position of the moving components of the pancratic system are fixed and the angle of alignment of the axis of propagation of the Ipu with the axis of the IKU is adjusted voltages along the coordinates Z, Y to zero values U Z0 , U Y0 by shifting the axis of the radiation beam along the angle. 2. Устройство для контроля информационного канала управления, содержащее первый объектив, оптически сопряженный с видеоконтрольным устройством, отличающееся тем, что введены оптически связанные светоделитель и коллиматор, содержащий второй объектив, в фокальной плоскости на оптической оси которого установлена точечная калиброванная диафрагма, фотоприемное устройство (ФПУ), соединенное с блоком вычисления координат (БВК) и первым входом регистрирующего устройства, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами БВК, при этом светоделитель оптически связан с первым объективом.2. A device for monitoring an information control channel, comprising a first lens optically coupled to a video monitoring device, characterized in that an optically coupled beam splitter and a collimator are introduced, comprising a second lens, in the focal plane of the optical axis of which there is a calibrated point aperture, photodetector (FPU ) connected to the coordinate calculation unit (BVC) and the first input of the recording device, the second and third inputs of which are connected respectively to the first and second th outputs of BVK, the beam splitter is optically coupled to the first lens.
RU2003115990/28A 2002-07-05 2003-05-28 Method and device for monitoring information control channel RU2243581C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BY20020588 2002-07-05
BYA20020588 2002-07-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003115990A RU2003115990A (en) 2004-11-27
RU2243581C1 true RU2243581C1 (en) 2004-12-27

Family

ID=34383874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003115990/28A RU2243581C1 (en) 2002-07-05 2003-05-28 Method and device for monitoring information control channel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2243581C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683127C2 (en) * 2017-08-04 2019-03-26 ОАО "Центральный научно-исследовательский институт "Циклон" (ОАО "ЦНИИ "Циклон") Method for constructing a high-precision sighting system with a variable field of view
RU2774839C2 (en) * 2020-11-26 2022-06-23 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method for aiming the line of sight of free-space optical communication transceivers and apparatus for implementation thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683127C2 (en) * 2017-08-04 2019-03-26 ОАО "Центральный научно-исследовательский институт "Циклон" (ОАО "ЦНИИ "Циклон") Method for constructing a high-precision sighting system with a variable field of view
RU2774839C2 (en) * 2020-11-26 2022-06-23 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method for aiming the line of sight of free-space optical communication transceivers and apparatus for implementation thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7064817B1 (en) Method to determine and adjust the alignment of the transmitter and receiver fields of view of a LIDAR system
CN104765160B (en) A kind of light beam bearing calibration system and calibration method
CN110186653B (en) Optical axis consistency calibration and split image fixed focus adjustment device and method for non-imaging system
CN108955563B (en) Combined continuous frequency modulation laser radar device for shape scanning and measuring method
US3528748A (en) Alignment of adjustable parts of a structure
CN104567738A (en) System and method for precisely measuring optical axis parallelism
CN109520425B (en) Precise tracking error testing device and testing method
Gong et al. OFLID: Simple method of overlap factor calculation with laser intensity distribution for biaxial lidar
CN111580075A (en) Laser range finder system capable of automatically calibrating optical axis
CN205942120U (en) Self-aligning optical path system with polarization beam splitting element
CN106094234A (en) Self-aligning optical path system with polarization beam splitting element
CN212569122U (en) Laser range finder system capable of automatically calibrating optical axis
CN113376857B (en) High-precision optical path debugging device and method
RU2243581C1 (en) Method and device for monitoring information control channel
CN109387823A (en) Electro-optic radar laser pick-off optical axis and the inclined test method of infrared optic angle under airborne circumstance
CN210005216U (en) transmitted wavefront detection devices
CN112462386A (en) Modular continuous frequency modulation laser radar's two-dimensional topography scanning device
GB2315549A (en) Measuring the alignment of a laser amplification system
GB1190564A (en) Method of and Means for Surface Measurement.
RU159203U1 (en) DEVICE FOR ADJUSTING AND CONTROL OF LASER RANGE
CN117870574B (en) Laser optical device capable of correcting in real time and correction method thereof
CN111707447B (en) Multi-channel optical path difference detection device and method based on double-loop detection
GB1104684A (en) Improvements in or relating to apparatus for, and methods of, testing lenses
CN113092075B (en) Variable-angle high-precision calibration light source system
CN115037362B (en) Multi-wavelength multi-view-field large-span coaxiality deviation detection device

Legal Events

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

Effective date: 20170529